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1、推进太阳能推进太阳能光伏光伏发电并网运行发电并网运行2009-11-24分布式发电供能技术不断扩大影响力分布式发电供能技术不断扩大影响力利用各种可用的分散存在的能源，包括可再生能源(太阳能、生物质能、小型风能、小型水能、波浪能等）和本地可方便获取的化石类燃料(主要指天然气)进行发电供能，是分布式能源最清洁，最高效的利用方式。据世界银行 2008 年初发布的报告，2007 年全球可再生能源发电容量达到了 24 万兆瓦，比 2004 年增加了 50%，全球并网太阳能发电容量增加了 52%，250 万个家庭使用太阳能照明，2500 万个家庭利用沼气做饭和照明，分布式发电供能是提高可再生能源利用水平、
2、解决当今世界能源短缺和环境污染问题的重要途径。大电网与分布式发电供能系统相结合，有助于防止大面积停电，提高电力系统的安全性和可靠性，增强电网抵御自然灾害的能力，对于电网乃至国家安全都有重大现实意义。分布式发电供能系统由于采用就地能源，可以实现分区、分片灵活供电，通过合理的规划设计，在灾难性事件发生导致大电网瓦解的情况下，可以保证对重要用户的供电，并有助于大电网快速恢复供电，降低大电网停电造成的社会经济损失；分布式发电供能技术还可利用天然气、冷、热能易于在用户侧存储的优点，与大电网配合运行，实现电能在用户侧的分布式替代存储，从而间接解决电能无法大量存储这一世界性难题，促进电网更加安全高效运行。分
3、布式发电供能系统与大电网并网运行，还有助于克服一些分布式电源的间歇性问题，进而提高系统供电的电能质量。太阳能光伏发电异军突起太阳能光伏发电异军突起在众多分布式发电供能技术中，太阳能产业是全世界公认的最有前途的新能源产业，世界各国都将光伏发电作为发展的重点。美国政府最早制定光伏发电的发展规划，能源部和有关州政府制定了光伏发电的财政补贴政策，总光伏安装量已达到 3000 兆瓦以上，连续三年光伏产业均以高于 30%的年增长率上升；新任总统奥巴马更是把发展大规模分布式太阳能光伏发电作为其新能源的重要组成提上议程。日本也早在 1974 年就开始执行“阳光计划”，1992 年电力公司收购光伏发电系统剩余电
4、力制度开始实施，1994 年提出“朝日七年计划”，到 2000 年已完成 16.2 万套太阳能光伏屋顶计划，1997 年又宣布 7 万光伏屋顶计划，到 2010 年将安装 7600 兆瓦太阳能电池。德国 1990 年提出 1000 屋顶发电计划，1998年进一步提出 10 万屋顶计划。到 2007 年 5 月为止，全球已建成容量超过 5 兆瓦的光伏电站 10 座，容量在 2 兆瓦以上的光伏电站超过了 50 座。目前已经运行的容量最大的太阳能并网电站为 2008 年安装于西班牙的 olmedilla，装机容量为 60 兆瓦。中国在太阳能产业方面起步较早，太阳能电池产量方面处于世界前列，然而在并网
5、光伏发电应用方面才刚刚起步，近年各地建造了一些并网光伏示范或试验系统，2008 年底国内最大的太阳能光伏发电并网系统有上海祟明岛和深圳园博园的 1 兆瓦光伏电站。国内的光伏生产企业在设备、工艺、技术和人才等方面都需要引进、消化和吸收，多数核心技术特别是硅材料，几乎完全依赖进口。在整个产业链中，国内太阳能企业能做的只有终端设备的研发和生产，90%以上的原料和设备进口，90%以上的产品出口。光伏产业的发展离不开政策支持，纵观国外的成功经验，太阳能光伏发电无一不是在政府鼓励下发展起来的。为了贯彻实施可再生能源法，落实国务院节能减排战略部署，加快太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用，有效缓解光电产品国内
6、应用不足的问题，2009 年 3 月，国家财政部、建设部联合制定丁太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法，中央财政从可再生能源专项资金中安排部分资金，支持开展光电建筑应用示范，实施“太阳能屋顶计划”。浙江省属于日照量四类地区，全年日照时数为 14002200 小时，年太阳辐射能为1280 千瓦时平方米。因此，在浙江省推广应用太阳能光伏并网发电具有极大的发展前景。在加快光伏等新能源推广应用上，浙江省准备用 3 年左右时间实施“六个一百+一个基地”计划，即实施百万屋顶发电计划、百兆瓦风电装机应用计划、百万平方米太阳能热水器计划、百条道路太阳能照明计划、百万农产沼气(技术)利用计划、百万平方米建
7、筑地源(水源)热泵空调计划，建设 1-2 个集太阳能、风能、潮汐能、地源(水源)能和生物质能等综合性新能源应用示范基地，使之发挥新能源示范、科研和教育作用。大力推进太阳能光伏发电面临的主要问题大力推进太阳能光伏发电面临的主要问题要大力推广太阳能光伏并网发电，仅从政策和设备方面看，还存在以下问题：政策配套不完善。要保证光伏产业在中国的发展，政府必须以法律规范，并建立相应的扶持政策。虽然 2006 年 1 月正式施行了可再生能源法，但没有具体的可操作性的实施细则，制度建设仍不完善，关于分布式能源的上网电价法、光伏发电系统并网管理规范等还未发布。在可再生能源发展位于世界前列的德国，政府采取的是优惠贷
8、款、津贴以及给予可再生能源生产者较高标准固定补贴相结合的方法。日本则是通过制定各种开发计划、融资制度、补助金计划、设置可再生能源市场份额以及分时段并网电价等制度，促进太阳能光伏并网发电系统的技术创新，降低设备初期投资，助推太阳能光伏并网发电系统的普及和发展。光伏发电成本较高。虽然近几年太阳能电池组件价格已有较大幅度的下降，2009 年初光伏并网电站的成本已下降至约 40 元瓦，但若按浙江地区光伏发电的年发电量及正常使用 20 年计算，发电成本仍高达 2.6 元千瓦时左右，是普通电价的 5 倍。光伏转换效率低，设备技术待提高。目前常见单晶硅、多晶硅等太阳能电池组件的光电转换效率大致在 14%-1
9、7%，而薄膜太阳能电池的转换效率多在 4%6%左右。研制新型的太阳能光伏电池，大幅提高光电转换效率，对于降低光伏发电成本具有重要的意义。并网逆变器是光伏电站的另一核心设备，国外知名品牌不多，国内成熟的产品更少，设备运行性能和工作效率有待进一步提高。积极开展太阳能光伏发电并网研究积极开展太阳能光伏发电并网研究浙江省电力公司积极应对新能源推广应用带来的机遇与挑战，率先开展光伏发电并网示范研究，在生产调度大楼屋顶设计、建设并运行的 250 千瓦太阳能光伏并网电站，于2009 年初投入试运行，占地面积 4100 平方米，采用 978 块单晶硅太阳能光伏板作光电转换装置，由逆变器将直流逆变成 0.4 千
10、伏三相交流电，然后升压至 10 千伏接入当地公共配电网；同时，在浙江省电力试验研究院 3 号楼屋顶建设有 60 千瓦太阳能光伏发电试验电站和控制室。该示范工程的建立，一方面能够积累光伏发电和并网方面的经验，为浙江省光伏产业的发展打好基础，另一方面也为社会提供了很好的示范作用。随着光伏发电等分布式能源的推广应用，加快分布式能源并网等相关技术研究已经迫在眉睫。最近，在浙江省电力公司的统一领导和部署下，浙江省电力试验研究院正积极组织力量开展太阳能光伏发电并网相关课题的研究：加快组织研发新能源并网技术、试验标准和入网典型设计研究。制定光伏等新能源并网技术导则和管理规范，明确电网公司和新能源运营商之间的
11、责任和义务，积极将研究成果转化为技术标准，为新能源并网提供技术保障。积极开展新能源的模型研究。建立新能源的模型，对研究、评估新能源接人对电网的影响(电压协调控制、短路和保护、电压闪变、电压跌落、过电压、非正常孤岛等)有非常重要的意义。积极开展新能源对电网影响的研究。主要研究新能源对电网保护、电能质量、防雷接地的影响，并提出相关的控制措施，为将来新能源的广泛接人提供技术保障。由于太阳能光伏发电受季节、气候、环境等外部因素影响较大，发电功率波动性大，大容量光伏电站并网运行电网需考虑一定的备用容量以应对上述波动。积极组建分布式电源和微网实验室。准备在浙江省电力试验研究院已建立 60 千瓦光伏发电系统
12、的基础上适当扩充，形成完善的微网实验系统，重点研究分布式发电微网系统的影响和相关导则的制定。加强计量计费研究。如何保证光伏电站发电计量的可靠准确，采取先计量后使用还是先使用后计量的方式，如何防止交流电反逆变为直流电输入光伏发电系统等问题，都有待研究。加强经济性分析。有些专家提出，当区域内光伏并网发电达到一定规模时，因光伏发电波动性特点，电网将需要为光伏发电并网系统提供足够的旋转备用机组和无功补偿容量，以控制和调节系统的频率和电压；另外，大容量光伏并网发电的输电线路利用效率相对较低。因此，从对电网的影响及经济性综合分析，光伏并网发电是否只能定位为一种电网节能降耗的重要补充手段，也需进一步论证。作者：作者：浙江省电力试验研究院副院长 徐嘉龙 来源：来源：中国电力企业管理2009 年第 10 期责任编辑：责任编辑：黄树香
