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分布式光伏“强配”储能政策要来了吗?

更新时间:2023-11-07   点击次数:404次

从已公布的政策文件来看,地方要求分布式配置储能的目的主要有两种:一种是促进本地区新型储能的发展,例如金华市金东区,在要求配建储能的同时,也为储能电站安排了需求响应补贴、项目建设补贴等政策,目标是使本地区新型储能电站达到一定规模。而山东、河南等更多地方则是希望通过加装储能来保证分布式光伏的接入和消纳。

分布式光伏虽然单个项目规模很小,一般不超过6兆瓦,但在一些省份,装机占比已经不可小视。截至2023年6月底,全国累计并网光伏4.7亿千瓦,其中分布式光伏1.98亿千瓦,占比42%。分省看,山东、浙江、河南分布式光伏累计并网容量在光伏总装机中的占比达到了72%、78%和79%。

在山东、河南等地,分布式光伏的高速发展给消纳和配网运行带来很大压力,由于配电网没有足够承载力,接入配网的分布式电力有时只能向220千伏甚至更高电压等级反送电,在用电量较低的时期,分布式光伏也开始参与到电力调峰中。

为了解决新能源的消纳问题,青海最早出台了集中式新能源配置储能的政策。虽然出台之时遭到强烈反对,但此后全国二十多个省区也相继出台了这类政策。现在强配储能的风又刮到了分布式光伏领域。

光伏发电的周期性 造就“光储一体化"市场需求

经过多年的发展,光储一体化已经开始逐渐向“光储充"一体化演变。

通过光储一体化,可以克服光伏发电的间歇性和波动性,平滑光伏电站输出,白天储能系统将光伏发电的冗余电量储存到系统,到了夜晚可以通过储能系统放电,从而实现光伏电站的24小时全天候发电。

光储充一体化电站能够通过光伏发电后储存电能,光伏、储能和充电设施形成了一个微网,根据需求与公共电网智能互动,并可实现并网、离网两种不同运行模式。光储充一体化电站形成规模后,不仅能有力支撑城际充电网络布局,还可借助光储充的技术特性参与电网调峰调频、削峰填谷等辅助服务。

从项目装机情况来看,2021年全球光储累计装机规模约11.5GW,同比增长56.65%;其中中国装机量约3.5GW,约占全球总装机量的30.43%,并且同比实现3倍的高速增长。

从以往光储充一体化项目落地的实际情况来看,一方面光储充一体化电站会吸纳电网的电,另一方面受安装面积所限,其储能装机功率通常是光伏装机功率的2.5倍。此外,储能装机时长通常为2-4小时,从各省份十四五期间储能发展规划看,大多数省份的装机时长都设置为2小时。

从配储比例来看,绝大部分省份划定的比例不低于10%,仅已公布配储比例的省份,储能装机规划已超过29GW,假设其他尚未公布的省份也采用10%的配储比例,预计十四五期间储能装机规模将超41GW,奠定了十四五期间光伏储能市场爆发的基础。

分布式光伏配储,会成为强制政策吗?

其实,不论是分散的光伏、风电,还是单体装机功率更高的集中式电站,都是新能源,区别在于分布式是聚沙成塔,但波动性、间歇性、随机性的特征是一样的。根据行业研究,当新能源发电量占比提高到10%以上,会给电网平衡带来较大冲击。

而且,分布式的户用、工商业光伏的管理和维护成本更高,如果不配置储能的话,就需要调度其他灵活调节资源,最终多出来的成本由所有工商业用户来担负。

而在浙江金华之前,一些分布式光伏装机量占比较高的大省,已经开始提前行动起来。比如江苏的昆山和苏州、浙江诸暨、山东的枣庄及河北、河南,陆续出台了分布式光伏配储的相关政策文件,配储要求在装机容量的8%-30%之间,具体的配置方式不限,自建、共建或租赁均可。

越是分布式光伏新增装机排名靠前的省市,对光伏并网配储的需求越强烈。

2022年,国内光伏新增装机中,河北、山东、河南、浙江、江苏排在前五位,但河南7.8GW的新增装机中,几乎全部为分布式光伏,只有0.39%是集中式光伏,其中户用光伏又占到了90%。

虽然户用、工商业光伏配储,暂时还不是“强制"性要求,且未在各地大规模出台,但似乎只是个时间问题。

补贴政策先行,配储意愿高低要看经济性

预测2023年全年户用、工商业光伏在内的分布式光伏新增装机可能会突破8000万千瓦,风光发电量占比可能超过15.3%的目标值,成为影响电网安全运行的举足轻重的力量。

分布式光伏的特点是点多面广、布局分散,如此复杂、碎片化、大规模的随机性电源,不仅给电网消纳带来压力,对各地配电网、增配网设施接入能力、电网调节能力均提出了更高要求。通过输配电价、系统运行费的传导方式,让所有工商业用户为此“买单",并不合理,也非市场化的手段。于是,为较大装机容量的分布式光伏配建储能,就成了平抑波动的重要选项。

就像互联网主干网的带宽不足,有了CDN技术来缓存流量一样,通过配置储能后,等于有了一个“缓存的蓄水池",可以平滑光伏输出功率的波动,减少冲击和干扰,新能源对电网会更加的“友好"。

好处是明摆着的,但相对于集中式的新能源发电主体,家庭、园区、工厂、充电站、建筑楼宇等业主,对投入和产出更加敏感。如果配建储能的话,如何在增加成本的情况下,规避以往在集中式电站配置储能中出现的利用率低、收入模式单一等入不敷出的弊端,提升业主对储能的积极性,是最大的障碍。

为了提高业主的积极性,地方政府同步提供了补贴政策支持。但补贴仅仅是暂时的,建立长期稳定、可持续的市场化收入模式才是配储进入良性循环的关键。目前来看,分布式光伏配储存在的盈利方式有峰谷套利、辅助服务、应急备用、调频、容量/需量管理等多种方式,只不过,以上这些仅仅是方向,对应的市场并不成熟,且不同省市的政策和情况不同,很难规模化复制。

即便考虑到了补贴,以及储能收入模式的多元化,但大多数的业主仍然心存疑虑。

虽然2023年硅料、锂矿等上游价格大幅下跌,一定程度上降低了光伏、储能上游原材料的成本,但分布式光伏配置储能导致投资成本增加,投资回报周期必然会延长,降低业主配储的积极性。这却是不争的事实。

不过,未来,在相关配储政策的推动下,分布式场景下的光储/光储充一体化项目将继续提速,进一步推动储能市场的爆发。

AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台软件采用B/S架构,任何具备权限的用户都可以通过WEB浏览器根据权限范围监视分布在区域内各建筑的光伏电站的运行状态(如电站地理分布、电站信息、逆变器状态、发电功率曲线、是否并网、当前发电量、总发电量等信息)。

光伏发电

综合看板

●显示所有光伏电站的数量,装机容量,实时发电功率。

●累计日、月、年发电量及发电收益。

●累计社会效益。

●柱状图展示月发电量

电站状态

●电站状态展示当前光伏电站发电功率,补贴电价,峰值功率等基本参数。

●统计当前光伏电站的日、月、年发电量及发电收益。

●摄像头实时监测现场环境,并且接入辐照度、温湿度、风速等环境参数。

●显示当前光伏电站逆变器接入数量及基本参数。

逆变器状态

●逆变器基本参数显示。

●日、月、年发电量及发电收益显示。

●通过曲线图显示逆变器功率、环境辐照度曲线。

●直流侧电压电流查询。

●交流电压、电流、有功功率、频率、功率因数查询。

4.4.1.4电站发电统计

●展示所选电站的时、日、月、年发电量统计报表。

逆变器发电统计

●展示所选逆变器的时、日、月、年发电量统计报表

配电图

●实时展示逆变器交、直流侧的数据。

●展示当前逆变器接入组件数量。

●展示当前辐照度、温湿度、风速等环境参数。

●展示逆变器型号及厂商。

逆变器曲线分析

●展示交、直流侧电压、功率、辐照度、温度曲线。

事件记录

●操作日志:用户登录情况查询。

●短信日志:查询短信推送时间、内容、发送结果、回复等。

●平台运行日志:查看仪表、网关离线状况。

●报警信息:将报警分进行分级处理,记录报警内容,发生时间以及确认状态。

运行环境

●视频监控:通过安装在现场的视频摄像头,可以实时监视光伏站运行情况。对于有硬件条件的摄像头,还支持录像回放以及云台控制功能。

系统硬件配置

交流220V并网

交流220V并网的光伏发电系统多用于居民屋顶光伏发电,装机功率在8kW左右。

部分小型光伏电站为自发自用,余电不上网模式,这种类型的光伏电站需要安装防逆流保护装置,避免往电网输送电能。光伏电站规模较小,而且比较分散,对于光伏电站的管理者来说,通过云平台来管理此类光伏电站非常有必要,安科瑞在这类光伏电站提供的解决方案包括以下方面:

交流380V并网

根据国家电网Q/GDW1480-2015《分布式电源接入电网技术规定》,8kW~400kW可380V并网,超出400kW的光伏电站视情况也可以采用多点380V并网,以当地电力部门的审批意见为准。这类分布式光伏多为工商业企业屋顶光伏,自发自用,余电上网。分布式光伏接入配电网前,应明确计量点,计量点设置除应考虑产权分界点外,还应考虑分布式电源出口与用户自用电线路处。每个计量点均应装设双向电能计量装置,其设备配置和技术要求符合DL/T448的相关规定,以及相关标准、规程要求。电能表采用智能电能表,技术性能应满足国家电网公司关于智能电能表的相关标准。用于结算和考核的分布式电源计量装置,应安装采集设备,接入用电信息采集系统,实现用电信息的远程自动采集。

光伏阵列接入组串式光伏逆变器,或者通过汇流箱接入逆变器,然后接入企业380V电网,实现自发自用,余电上网。在380V并网点前需要安装计量电表用于计量光伏发电量,同时在企业电网和公共电网连接处也需要安装双向计量电表,用于计量企业上网电量,数据均应上传供电部门用电信息采集系统,用于光伏发电补贴和上网电量结算。

部分光伏电站并网点需要监测并网点电能质量,包括电源频率、电源电压的大小、电压不平衡、电压骤升/骤降/中断、快速电压变化、谐波/间谐波THD、闪变等,需要安装单独的电能质量监测装置。部分光伏电站为自发自用,余电不上网模式,这种类型的光伏电站需要安装防逆流保护装置,避免往电网输送电能,系统图如下。

这种并网模式单体光伏电站规模适中,可通过云平台采用光伏发电数据和储能系统运行数据,安科瑞在这类光伏电站提供的解决方案包括以下方面:

10kV或35kV并网

根据《国家能源局关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项通知》(国发新能〔2019〕49号),对于需要国家补贴的新建工商业分布式光伏发电项目,需要满足单点并网装机容量小于6兆瓦且为非户用的要求,支持在符合电网运行安全技术要求的前提下,通过内部多点接入配电系统。

此类分布式光伏装机容量一般比较大,需要通过升压变压器升压后接入电网。由于装机容量较大,可能对公共电网造成比较大的干扰,因此供电部门对于此规模的分布式光伏电站稳控系统、电能质量以及和调度的通信要求都比较高。

光伏电站并网点需要监测并网点电能质量,包括电源频率、电源电压的大小、电压不平衡、电压骤升/骤降/中断、快速电压变化、谐波/间谐波THD、闪变等,需要安装单独的电能质量监测装置。

上图为一个1MW分布式光伏电站的示意图,光伏阵列接入光伏汇流箱,经过直流柜汇流后接入集中式逆变器(直流柜根据情况可不设置),最后经过升压变压器升压至10kV或35kV后并入中压电网。由于光伏电站装机容量比较大,涉及到的保护和测控设备比较多,主要如下表: