渐行渐热
近日,各省(区市)“十四五”规划陆续公布完毕。大力发展清洁低碳能源,助力“双碳”目标实现,是各省(区市)未来5~10年蓝图里的共同一景。其中,多个省份对分布式光伏进行明确部署,如江苏、浙江、广东、贵州提出鼓励发展分布式光伏、拓展分布式光伏发电应用,甘肃、内蒙明确集中式与分布式并举。
在江浙两省公布的“十四五”可再生能源发展的专项规划征求意见稿中,对“大力发展分布式光伏发电”进行了量化目标的注解:到2025年,浙江力争省内光伏装机达到2750万千瓦以上,新增装机1200万千瓦以上,其中分布式光伏新增装机超过500万千瓦;江苏分布式光伏发电装机达到1200万千瓦。
更实际的行动也在落地。5月8日,江西省发改委、能源局引发通知,启动全省屋顶资源普查工作,为加快分布式光伏应用“摸家底”。
江苏连云港东海光伏村全景。
渐行渐热,在于分布式光伏的发展潜力极大。数据显示,截至2020年年底,我国分布式光伏装机容量7831万千瓦,占太阳能发电总装机容量的31%。
中国光伏行业协会预测,随着2020年公布的竞价项目、平价项目及特高压外送项目的逐步并网,2021年大型地面电站装机占比将进一步提升,但此后至2030年,分布式光伏将维持相对稳定的市场份额。这一比例投射到2030年新能源发电装机12亿千瓦上,将开辟一个数亿级的市场。
日前国家电网发布的服务新能源发展报告明确提及,到2025年,国家电网经营区分布式光伏装机容量将达到1.8亿千瓦,是2020年7236万千瓦的2.5倍。
不折不扣的“闯入者”
山东是我国分布式光伏的头牌。截至2020年年底,全省分布式光伏装机1467.5万千瓦,占全国分布式光伏装机的18.8%,名列第一。
“2020年,山东分布式光伏总发电量117.8亿千瓦时,自发自用电量17.6亿千瓦时,上网电量100.2亿千瓦时,上网比例达到85.1%。”据国网山东电力调控中心综合计划处处长袁森介绍,得益于农村人口大省、工业大省的特质,山东户用及工商业的分布式光伏市场都很广阔。此外,山东省平均光照在1300小时以上,脱硫煤标杆电价达到0.3949元/千瓦时,这些为分布式光伏的发展增加了保障。
但问题也随之而来。
分布式光伏之于电力系统而言,是一名不折不扣的“闯入者”。
长期以来,电力系统的规划、建设、运行都是基于单一潮流方向开展的。大规模分布式光伏接入电网末端后,一方面,光伏大出力时,变电站和线路因光伏潮流反送造成重载或过载;另一方面,光伏出力看天,电网中功率流向反复多变,导致配电网电压控制难,再加上因光伏逆变器等电力电子元件大规模接入电网,易导致谐波等影响电能质量。
国网山东电力数据显示,2020年,山东全省1945个台区因光伏反送造成重过载,由于光伏接入造成21.45万户用户短时过电压。
更进一步,相较于集中式光伏,分布式光伏容量小、分布范围广,并且涉及利益方多,协调控制起来较为复杂。
面对海量的分布式光伏,首先要解决的是可观可测的问题。
对分布式光伏“心里有数”,后续负荷预测、电力平衡、电网运行控制、电力工程规划建设等多方面工作才有的放矢。不过,国家电网多年推进建立起来的用电信息采集系统已将这一问题基本解决。“通过对智能电表进行高速宽带载波改造,并接入调度系统,实现了分布式电源基础信息和运行数据的全景监视、统计、分析。”国网河北电力调控中心水新处尹瑞告诉记者。如今,调度运行部门对分布式光伏的关注更集中在如何控制上。
今年3月,国网河北电力在保定徐水区太和庄村投运了基于5G分布式能源监控示范工程。“一方面5G的低延时,能实现对分布式能源集群对大电网电压、频率的毫秒级支撑,实测动态响应时间小于100毫秒。另一方面,5G切片技术、专用纵向加密装置等能够实现通道、数据的双重网络安全保障,”尹瑞也直言,目前技术是先进的,但是推广成本很高。
“控制分布式光伏,技术上是可以解决的。”袁森进一步指出,山东在济南、青岛、菏泽等地也藉由5G、边缘计算等技术实现了分布式光伏的群调群控的试点,“现在管理的瓶颈是尚未出台分布式电源参与调控的相关政策。毕竟,可控的另一面就是面对可能的弃光问题。”
“目前技术下,反向潮流设备重过载、电压越限等问题基本都能解决,但谐波的问题是无法避免的,这是电力电磁物理特性决定的。”袁森补充道。
那么,如何才能让“闯入者”变成“好伙伴”?
怎样的未来?
分布式光伏与电网友好相处之道,毫无疑问是新型电力系统的题中之义。
前不久,国家电网公司总法律顾问欧阳昌裕接受媒体采访时,从形态上对新型电力系统进行了界定:从电力系统发展趋势看,未来分布式系统、微系统可能得到更大发展,最终与大系统共同构建成深度融合、共同发展的新型电力系统。
日前国家电网公司发布的服务新能源发展报告,也特别提到“要支持分布式电源和微电网发展,提供一站式全流程免费服务,加强配电网互联互通和智能控制,发挥微电网就地消纳分布式电源、集成优化供需资源作用。”
国网能源院新能源与统计研究所洪博文博士告诉记者,目前微电网还主要以示范性项目为主,商业性的应用主要在偏远孤岛,在应用微电网解决分布式能源问题时,主要还是要考虑普适性。他补充道,当下,微电网的发展仍存在经济性、技术标准、市场机制等问题,“但它是面向未来的”。
雄安高铁站分布式光伏。
驾驭海量分布式光伏的关键是尽量实现分布式光伏就地消纳。据袁森介绍,目前国网山东电力已经开始了三方面的相关探索。一是通过为分布式光伏配备预制舱式的分布式储能,解决台区削峰填谷、过电压、潮流返送、电能质量等问题。二是对台区内分布式光伏、储能、充电桩、小型电制氢等多元源荷进行协同,增强配电台区与配电网的功率友好交互支撑能力。三是探索台区柔性互联模式,在分布式电源配置与负荷特性具有互补特性的临近台区之间,实现低压直流互联。
此外,市场化机制也被寄予了助力分布式光伏就地消纳的厚望。
“分布式光伏最大的优势就在于绿色低碳,而且出力主要集中在白天用电高峰、枯水期。”四川瑞康售电公司负责人王俊告诉记者,让优势最大化的关键就在于能够理顺“隔墙售电”机制,促进分布式光伏就地消纳。
自2017年10月,国家发改委、能源局联合印发了《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》,提出分布式发电项目在全额上网自发自用、余量上网之外可参与市场化交易,允许把电卖给配电网内就近的电力用户;到2019年5月,首批26个分布式发电市场化交易试点名单公布;再到2019年12月31日下午,常州市天宁区郑陆工业园5兆瓦分布式项目成功并网发电,实现隔墙售电“零的突破”。
隔墙售电,虽然一直步履颇为迟缓,但已有破晓前的曙光。据记者不完全调查,包括苏州工业园区、鹤壁宝山循环经济产业集聚区等多家分布式发电市场化交易试点将在年内并网投运。2020年12月底,江苏还对分布式发电市场交易试点的电价、过网费等问题进行了明确,这也被业界认为释放了积极信号。
日渐兴起的碳市场也为未来分布式能源的发展带来了想象。4月2日,浙江省电力系统第一份分布式光伏碳资产聚合合作协议在温州签署。分布式光伏上网的电量可以折算成自愿减排量,取得绿证后即可成为碳资本在全国碳排放权交易市场赚钱。这也为分布式光伏提供了一种新的盈利模式。
分布式光伏虽然体量小,但其聚沙成塔、集腋成裘之势足以驱动整场能源转型战役的质变。而主动灵活、因地制宜的战术精髓,或许也是我们解决分布式光伏成长烦恼的制胜法宝。
原标题:增量反超集中式,分布式光伏热度再起?