從已公布的政策文件來看,地方要求分布式配置儲能的目的主要有兩種:一種是促進本地區新型儲能的發展,例如金華市金東區,在要求配建儲能的同時,也為儲能電站安排了需求響應補貼、項目建設補貼等政策,目標是使本地區新型儲能電站達到一定規模。而山東、河南等更多地方則是希望通過加裝儲能來保證分布式光伏的接入和消納。
分布式光伏雖然單個項目規模很小,一般不超過6兆瓦,但在一些省份,裝機占比已經不可小視。截至2023年6月底,全國累計并網光伏4.7億千瓦,其中分布式光伏1.98億千瓦,占比42%。分省看,山東、浙江、河南分布式光伏累計并網容量在光伏總裝機中的占比達到了72%、78%和79%。
在山東、河南等地,分布式光伏的高速發展給消納和配網運行帶來很大壓力,由于配電網沒有足夠承載力,接入配網的分布式電力有時只能向220千伏甚至更高電壓等級反送電,在用電量較低的時期,分布式光伏也開始參與到電力調峰中。
為了解決新能源的消納問題,青海最早出臺了集中式新能源配置儲能的政策。雖然出臺之時遭到強烈反對,但此后全國二十多個省區也相繼出臺了這類政策?,F在強配儲能的風又刮到了分布式光伏領域。
光伏發電的周期性 造就“光儲一體化"市場需求
經過多年的發展,光儲一體化已經開始逐漸向“光儲充"一體化演變。
通過光儲一體化,可以克服光伏發電的間歇性和波動性,平滑光伏電站輸出,白天儲能系統將光伏發電的冗余電量儲存到系統,到了夜晚可以通過儲能系統放電,從而實現光伏電站的24小時全天候發電。
光儲充一體化電站能夠通過光伏發電后儲存電能,光伏、儲能和充電設施形成了一個微網,根據需求與公共電網智能互動,并可實現并網、離網兩種不同運行模式。光儲充一體化電站形成規模后,不僅能有力支撐城際充電網絡布局,還可借助光儲充的技術特性參與電網調峰調頻、削峰填谷等輔助服務。
從項目裝機情況來看,2021年全球光儲累計裝機規模約11.5GW,同比增長56.65%;其中中國裝機量約3.5GW,約占全球總裝機量的30.43%,并且同比實現3倍的高速增長。
從以往光儲充一體化項目落地的實際情況來看,一方面光儲充一體化電站會吸納電網的電,另一方面受安裝面積所限,其儲能裝機功率通常是光伏裝機功率的2.5倍。此外,儲能裝機時長通常為2-4小時,從各省份十四五期間儲能發展規劃看,大多數省份的裝機時長都設置為2小時。
從配儲比例來看,絕大部分省份劃定的比例不低于10%,僅已公布配儲比例的省份,儲能裝機規劃已超過29GW,假設其他尚未公布的省份也采用10%的配儲比例,預計十四五期間儲能裝機規模將超41GW,奠定了十四五期間光伏儲能市場爆發的基礎。
分布式光伏配儲,會成為強制政策嗎?
其實,不論是分散的光伏、風電,還是單體裝機功率更高的集中式電站,都是新能源,區別在于分布式是聚沙成塔,但波動性、間歇性、隨機性的特征是一樣的。根據行業研究,當新能源發電量占比提高到10%以上,會給電網平衡帶來較大沖擊。
而且,分布式的戶用、工商業光伏的管理和維護成本更高,如果不配置儲能的話,就需要調度其他靈活調節資源,最終多出來的成本由所有工商業用戶來擔負。
而在浙江金華之前,一些分布式光伏裝機量占比較高的大省,已經開始提前行動起來。比如江蘇的昆山和蘇州、浙江諸暨、山東的棗莊及河北、河南,陸續出臺了分布式光伏配儲的相關政策文件,配儲要求在裝機容量的8%-30%之間,具體的配置方式不限,自建、共建或租賃均可。
越是分布式光伏新增裝機排名靠前的省市,對光伏并網配儲的需求越強烈。
2022年,國內光伏新增裝機中,河北、山東、河南、浙江、江蘇排在前五位,但河南7.8GW的新增裝機中,幾乎全部為分布式光伏,只有0.39%是集中式光伏,其中戶用光伏又占到了90%。
雖然戶用、工商業光伏配儲,暫時還不是“強制"性要求,且未在各地大規模出臺,但似乎只是個時間問題。
補貼政策先行,配儲意愿高低要看經濟性
預測2023年全年戶用、工商業光伏在內的分布式光伏新增裝機可能會突破8000萬千瓦,風光發電量占比可能超過15.3%的目標值,成為影響電網安全運行的舉足輕重的力量。
分布式光伏的特點是點多面廣、布局分散,如此復雜、碎片化、大規模的隨機性電源,不僅給電網消納帶來壓力,對各地配電網、增配網設施接入能力、電網調節能力均提出了更高要求。通過輸配電價、系統運行費的傳導方式,讓所有工商業用戶為此“買單",并不合理,也非市場化的手段。于是,為較大裝機容量的分布式光伏配建儲能,就成了平抑波動的重要選項。
就像互聯網主干網的帶寬不足,有了CDN技術來緩存流量一樣,通過配置儲能后,等于有了一個“緩存的蓄水池",可以平滑光伏輸出功率的波動,減少沖擊和干擾,新能源對電網會更加的“友好"。
好處是明擺著的,但相對于集中式的新能源發電主體,家庭、園區、工廠、充電站、建筑樓宇等業主,對投入和產出更加敏感。如果配建儲能的話,如何在增加成本的情況下,規避以往在集中式電站配置儲能中出現的利用率低、收入模式單一等入不敷出的弊端,提升業主對儲能的積極性,是最大的障礙。
為了提高業主的積極性,地方政府同步提供了補貼政策支持。但補貼僅僅是暫時的,建立長期穩定、可持續的市場化收入模式才是配儲進入良性循環的關鍵。目前來看,分布式光伏配儲存在的盈利方式有峰谷套利、輔助服務、應急備用、調頻、容量/需量管理等多種方式,只不過,以上這些僅僅是方向,對應的市場并不成熟,且不同省市的政策和情況不同,很難規?;瘡椭啤?/p>
即便考慮到了補貼,以及儲能收入模式的多元化,但大多數的業主仍然心存疑慮。
雖然2023年硅料、鋰礦等上游價格大幅下跌,一定程度上降低了光伏、儲能上游原材料的成本,但分布式光伏配置儲能導致投資成本增加,投資回報周期必然會延長,降低業主配儲的積極性。這卻是不爭的事實。
不過,未來,在相關配儲政策的推動下,分布式場景下的光儲/光儲充一體化項目將繼續提速,進一步推動儲能市場的爆發。
AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺軟件采用B/S架構,任何具備權限的用戶都可以通過WEB瀏覽器根據權限范圍監視分布在區域內各建筑的光伏電站的運行狀態(如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態、發電功率曲線、是否并網、當前發電量、總發電量等信息)。
光伏發電
綜合看板
●顯示所有光伏電站的數量,裝機容量,實時發電功率。
●累計日、月、年發電量及發電收益。
●累計社會效益。
●柱狀圖展示月發電量
電站狀態
●電站狀態展示當前光伏電站發電功率,補貼電價,峰值功率等基本參數。
●統計當前光伏電站的日、月、年發電量及發電收益。
●攝像頭實時監測現場環境,并且接入輻照度、溫濕度、風速等環境參數。
●顯示當前光伏電站逆變器接入數量及基本參數。
逆變器狀態
●逆變器基本參數顯示。
●日、月、年發電量及發電收益顯示。
●通過曲線圖顯示逆變器功率、環境輻照度曲線。
●直流側電壓電流查詢。
●交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數查詢。
4.4.1.4電站發電統計
●展示所選電站的時、日、月、年發電量統計報表。
逆變器發電統計
●展示所選逆變器的時、日、月、年發電量統計報表
配電圖
●實時展示逆變器交、直流側的數據。
●展示當前逆變器接入組件數量。
●展示當前輻照度、溫濕度、風速等環境參數。
●展示逆變器型號及廠商。
逆變器曲線分析
●展示交、直流側電壓、功率、輻照度、溫度曲線。
事件記錄
●操作日志:用戶登錄情況查詢。
●短信日志:查詢短信推送時間、內容、發送結果、回復等。
●平臺運行日志:查看儀表、網關離線狀況。
●報警信息:將報警分進行分級處理,記錄報警內容,發生時間以及確認狀態。
運行環境
●視頻監控:通過安裝在現場的視頻攝像頭,可以實時監視光伏站運行情況。對于有硬件條件的攝像頭,還支持錄像回放以及云臺控制功能。
系統硬件配置
交流220V并網
交流220V并網的光伏發電系統多用于居民屋頂光伏發電,裝機功率在8kW左右。
部分小型光伏電站為自發自用,余電不上網模式,這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置,避免往電網輸送電能。光伏電站規模較小,而且比較分散,對于光伏電站的管理者來說,通過云平臺來管理此類光伏電站非常有必要,安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面:
交流380V并網
根據國家電網Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網技術規定》,8kW~400kW可380V并網,超出400kW的光伏電站視情況也可以采用多點380V并網,以當地電力部門的審批意見為準。這類分布式光伏多為工商業企業屋頂光伏,自發自用,余電上網。分布式光伏接入配電網前,應明確計量點,計量點設置除應考慮產權分界點外,還應考慮分布式電源出口與用戶自用電線路處。每個計量點均應裝設雙向電能計量裝置,其設備配置和技術要求符合DL/T448的相關規定,以及相關標準、規程要求。電能表采用智能電能表,技術性能應滿足國家電網公司關于智能電能表的相關標準。用于結算和考核的分布式電源計量裝置,應安裝采集設備,接入用電信息采集系統,實現用電信息的遠程自動采集。
光伏陣列接入組串式光伏逆變器,或者通過匯流箱接入逆變器,然后接入企業380V電網,實現自發自用,余電上網。在380V并網點前需要安裝計量電表用于計量光伏發電量,同時在企業電網和公共電網連接處也需要安裝雙向計量電表,用于計量企業上網電量,數據均應上傳供電部門用電信息采集系統,用于光伏發電補貼和上網電量結算。
部分光伏電站并網點需要監測并網點電能質量,包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等,需要安裝單獨的電能質量監測裝置。部分光伏電站為自發自用,余電不上網模式,這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置,避免往電網輸送電能,系統圖如下。
這種并網模式單體光伏電站規模適中,可通過云平臺采用光伏發電數據和儲能系統運行數據,安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面:
10kV或35kV并網
根據《國家能源局關于2019年風電、光伏發電項目建設有關事項通知》(國發新能〔2019〕49號),對于需要國家補貼的新建工商業分布式光伏發電項目,需要滿足單點并網裝機容量小于6兆瓦且為非戶用的要求,支持在符合電網運行安全技術要求的前提下,通過內部多點接入配電系統。
此類分布式光伏裝機容量一般比較大,需要通過升壓變壓器升壓后接入電網。由于裝機容量較大,可能對公共電網造成比較大的干擾,因此供電部門對于此規模的分布式光伏電站穩控系統、電能質量以及和調度的通信要求都比較高。
光伏電站并網點需要監測并網點電能質量,包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等,需要安裝單獨的電能質量監測裝置。
上圖為一個1MW分布式光伏電站的示意圖,光伏陣列接入光伏匯流箱,經過直流柜匯流后接入集中式逆變器(直流柜根據情況可不設置),最后經過升壓變壓器升壓至10kV或35kV后并入中壓電網。由于光伏電站裝機容量比較大,涉及到的保護和測控設備比較多,主要如下表: