智能光伏微电网

1智能光伏微电网史珺上海普罗新能源有限公司[摘要]本文分析了智能光伏微电网的特点和结构，指出了光伏发电的不稳定、能量密度低和功率可调性差的三大弱点，并指出智能光伏微电网是光伏发电大规模应用的必由之路。[关键词]智能微电网光伏太阳能新能源1什么是智能微电网？光伏产业的兴衰取决于应用，但光伏应用不是简单地建设地面电站或者屋顶电站就可以解决的。笔者在2014年3月31日的博文《智能光伏微电网的特点与构建》（）一文中指出，光伏发电具有不稳定、能量密度低和功率可调性差三大缺点，这三大缺点严重阻碍和限制了光伏在供电方面的应用，而要克服这三大缺点，唯一的方式就是构建智能光伏微电网。该文还介绍了智能光伏微电网的结构、特点和构建所涉及的技术层面的问题。所谓“微电网”，采用光伏发电作为白天的主要供电电源，同时利用其它能够与光伏互补的各种可再生能源的同时接入来满足不同气候条件下的电力供应，并利用储能系统和包括微型燃气轮机等清洁能源作为供电的调节手段，通过先进的自动控制技术和信息网络技术实现网内的智能控制和网间的远程调度，直接对供电区域内部的用户负荷直接供电的电网。所谓“微”，指的是与现有国家电网相比的，并非指容量小于某个具体的值。微电网同时也可以与公用电网相连（见图6-1）。2图6-1微电网与大电网示意图2为什么要智能光伏微电网？1）克服光伏发电的缺点智能光伏微电网的建设和发展，能够将各种形式的新能源发电集成起来，并能够克服光伏发电和其它新能源发电的弱点，保证对用户供电的稳定性，充分发挥新能源清洁和可再生的优点，是光伏等各种新能源推广的基础和保证。2）弥补现有大电网的不足目前，对于我国广大农村以及即将到来的城镇化建设，由于大气污染的压力，不仅发电无法采用火力发电，而且由于传输距离较远，而单线的容量较小，采用通过骨干电网长距离供电的方式将极不经济。而智能微电网是采用各种新能源就近发电，因此可减少面向乡镇的大型干线电网的投入，大大减少远距离、小容量的电网传输数量，还能够减少既有电网的负担、有助于稳定电网运行，与通过现有电网传输电力相比，对于满足我国城镇化引发的新增电力需求具有很大的优势。随着微电网的数量的增加与互联，能够将城市、城镇和农村的大量工业与民用建筑和工农业设施均变为发电建筑和发电设施，为我国迎接第三次工业革命做好基础。光伏电站光伏电站33）节能减排智能光伏微电网能够使新能源电力可以真正代替现有的火力发电而成为替代能源，这不仅可以解决新农村和城镇化带来的新增用电需求，而且也对原有的电力需求予以规模性的替代，从而能够将大量的煤炭、石油、天然气等能源节约下来作为原材料而不再是燃料使用，这对于节约地壳中越来越稀缺的化石能源，减少雾霾、酸雨等大气污染，有着不可替代的作用。4）自然打破我国电网垄断的局面智能光伏微电网首先起源于距离主干电网较远、或者线路容量不足的地方。这些地方，往往采用线路增容的方式对增加的供电需求进行电力供应，是极不经济的。例如，现在我国的“村村通电”，如果不是政府的强力要求，从商业角度看，供电公司对农村大部分地区的供电是亏损的，所收取的电费根本无法弥补电网的建设费用。而智能电网能够弥补这一缺点，因而将受到供电公司的欢迎。而微电网由于分布式的天然结构，是不可能由一家或几家电网公司垄断的，而当大量的微电网建设是从一个个乡村、城镇、园区或者小区独立建设，而且逐步发展和互联而来的。当众多的微电网开始互联的时候，将以“农村包围城市”的方式，自下而上地自然实现对现有骨干电网的替代。今后，将形成大中城市和大工业区采用主干网供电，而乡村和新城镇及县域采用微电网供电的局面，这将以自然的方式而不是行政的手段打破电网的垄断局面，而且，由于微电网的建设有利于解决国家电网的最不经济的部分，因此，电网公司不仅不会抵触，还会相当欢迎。3如何发展微电网？智能微电网的最终将在全国范围内建设一个由许多微电网组成的微电网群，这不仅将产生众多的小型电力运营商，也将带动众多立足当地的系统集成商和电站服务商网络。运营商在各地建设的分布式光伏发电站群，不仅将提供大量的光伏能新能源产品，同时，所有的这些微电网都需要现本地化服务，有关电站的建设、安装、调试和运行维护的人员，将提供大量的就业机会。4我国智能微电网的发展将经过两个阶段，第一个阶段为试验和示范期。在这个阶段，新能源的成本较高，为了有利于运营商的盈利，智能微电网首先应当在用电价格较高的工商业企业、工业园区开始建设，同时，也适时发展地面光伏电站以及公用建筑、住宅屋顶的光伏电站；此外，在城镇化发展过程中，依托国家推广的新能源示范市、县，扩大分布式光伏发电应用，考虑国家级的分布式光伏发电规模化应用示范区、示范小镇及示范村的光伏应用。在微电网的示范期，要注意进行项目储备和技术储备，运营商可利用组件生产与技术服务的本地化，在当地设立制造公司和技术服务公司，为当地带来工业项目和能源服务项目，解决就业，并以此作为合作条件与各地各级政府签署优先开展微网电力业务的框架协议，为今后的发展做好项目储备。在微网电力板块的示范期，除了项目的技术储备外，还要积极探索商业模式，使所有的微电网项目都能够实现正常运营和盈利，且保证每个项目有足够高的收益率。由于光伏发电的收益主要与电价和建设成本有关，而电价不仅与地域有关，而且与用户类别和发电时间有关；建设成本方面，大型平顶的屋面与斜坡屋顶的建设成本相差也较大。因此，进行智能微电网建设时，一定要充分考虑这些因素，坚持“有所为有所不为”的原则，按最优化方案进行项目选择，并结合项目的建设与运营，重点摸索各类电站的集成与安装模式、电站盈利模式，为下一步的推广做好准备。在第一阶段各项目的投资建设期间和项目完成后，我国微电网的建设将进入第二阶段，就是推广阶段。在这个阶段，要对有关智能微电网群的运营经验进行认真总结，找出各种情况下的最优技术途径和商业模式，作为今后大规模发展的参考。技术方面，则要重视多能互补、储能、智能微电网的信息互联和远程监控、供电与载荷的平衡技术的应用。4微网电力板块的项目开发原则微网电力项目的开发要把握三个原则：一，通过先进技术的应用提高收益要注意采用低成本高效率组件和系统产品，并将先进的储能技术与光伏发电5相结合，以解决供电稳定性和负荷变化时的消纳问题；考虑利用峰谷电价差异降低综合发电成本，提高发电收益；在系统集成方面，要重视产品和集成服务的标准化，提高质量，降低成本，尤其是运营和服务成本；要重视服务外包，减少集团的投入，增加当地的就业；要注意结合当地情况考虑风力、水力、沼气等新能源方式，将光伏发电与其它形式的新能源发电有机地结合在一起，实现多能互补发电；要通过先进的制造技术、组网技术和系统集成技术实现发电效益的最大化。通过以上措施，早日实现在无需政府电价补贴的情况下的微电网盈利模式。二，积极探索并开拓微网电力建设的融资渠道通过与银行或其它金融机构联系，以已建成的微电网作为资产进行项目融资或项目转让；要考虑对所建设的发电项目购买电力保险，为融资提供保证。可以考虑进行BT、BOT方式、EPC方式、PMG方式进行项目建设，多渠道进行融资。也可考虑多个项目公司之间的合资、合作，在保证项目优质运营的条件下，利用多渠道资金进行项目的拓展。三，考虑发电与相关产业的综合开发与合作经营在进行光伏发电建设时，由于光伏发电投资较大，但电费收入相对较低，在适当的情形可以考虑将发电业务与发电系统所依附的建筑物所经营的产业合并在一起进行综合开发。例如，沼气发电与有机肥联合经营、新农村的建设、农业种植、旅游农业、设施农业、大型专业市场的业务等。在投资增加不大的情况下，搞多种经营，既可享受相关补贴和扶持政策，也能提高项目收益。由于分布式发电大部分建在屋顶上，采取自建或合建设施进行综合开发，能够确定屋顶光伏电站设备的使用权和使用的有效期，保障发电收益。由于微电网的收费是许多是直接面向用户的，因此，能否按时、顺利地收取电费，涉及到项目的资金回流和运营风险。以合作经营的模式，由当地的合作方负责电费的收取，能够降低收费风险，保障收益。5海外微网电力项目的拓展除了国内的项目以外，我国的微网运营商也可在其它电站获利较高的国家和6地区进行项目推广，同时，也通过境外项目积极开拓境外低息的银行贷款和基金融资渠道，为集团的光伏应用板块提供大规模和低成本的资金来源。通过在欧盟、美国等地区开拓微网电力市场的业务，一方面，可借助这些地区的法律法规较为成熟、上网电价也较高的条件，来为国内的项目提供参考模式，并获得较大收益；另一方面，利用欧美银行、新能源基金和其它基金所具有的较低的融资利率，通过为当地的项目融资，来开拓国内的微网电力板块项目的融资渠道。海外的微网电力项目也可以与国家间的政府贷款、各大政策性银行的出口信贷相结合，进行海外项目的资金筹措和项目建设。总之，微电网的建设势在必行，但也面临着诸多的艰难曲折。但其中蕴含的巨大商机，值得大家为之努力。