1. 分布式光伏培训-王斯成.pdf

分布式光伏政策及发展趋势分析 王斯成 国家发改委能源所 2017年 5月 25日 上海 中国光伏行业协会分布式光伏培训会 中国光伏面临的形势 “ 十三五 ”面临的“ 新形势 ” ？ 1、“十三五”规划出台，光伏 市场空间受到挤压 ，政策导向是 发展分布式 ； 2、 电价持续下降 ：国家标杆电价 +招标 竞争电价 ； 3、 外部竞争 环境：与 常规电力 争市场，争发电权，不容乐观； 4、规模化发展的 保障条件不乐观 ：补贴资金充足吗？资金拖欠何时了？全额收购？电网接入？土地政策和收费？ 5、 补贴 资金不足 ，推向市场。 绿色证书 ？ 市场化交易 ？执行情况有待观察； 6、 境外的发展空间 有多大（ 2009年以前 90%的市场在国外） ？ 2016年已经 65%的市场在国内。 182, 0.23% 90, 0.12% 88, 0.11% 10290, 13.18% 67430, 86.36% 2016中国分市场累计装机（ MW） 农村电气化 通信和工业应用 光伏产品和移动电源 建筑光伏和分布式发电 大型地面电站 2016 中国光伏市场统计 数据来源：国家能源局 2017年 2月 5日发布 畸形的光伏市场饼图 2016年中国分类光伏累计装机 No. 市场分类 年装机 累计装机 市场占比 （ MWp) （ MWp) （ %） 1 农村电气化 2 182 0.23 2 通信和工业应用 5 90 0.12 3 光伏产品和移动电源 3 88 0.11 4 建筑光伏和分布式发电 4230 10290 13.18 5 大型地面电站 30310 67430 86.36 合计 34550 78080 100.00 十三五电力规划 ：光伏 总量控制 ，重点 分布式 3.40, 17.0% 0.58, 2.9% 2.10, 10.5% 1.1, 5.5% 0.05, 0.3% 11, 55.0% 1.10, 5.5% 0.67, 3.4% 2020年 中国电力装机分类占比图 常规水电 （亿千瓦） 核电 （亿千瓦） 风力发电 （亿千瓦） 光电 （亿千瓦） 光热发电 （亿千瓦） 煤电 （亿千瓦） 这个规划的光伏发电部分虽然 不切合实际 ，但表明了 发展方向 。国家 能源 局 “ 十三五太阳能发展规划 ”（国能新能 2016354号），回避了分布式发电 占比 的问题。 到 2020年光伏总装机105GW以上，其中分布式60GW以上。 2016年 风电电量占 4.1%，光伏 1.1%，合计： 5.2%； 2020目标： 9% 12.44 22.80 25.21 25.61 35.00 43.90 53.00 11.94 20.10 21.65 14.93 24.36 28.75 18.45 0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016光伏组件（GW）历年中国光伏组件产量和出口量 光伏组件产量（ GW） 出口（ GW） 公立年 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 光伏组件产量（ GW） 12.44 22.80 25.21 25.61 35.00 43.90 53.00 出口（ GW） 11.94 20.10 21.65 14.93 24.36 28.75 18.45 国内安装（ GW） 0.50 2.70 3.56 10.68 10.64 15.15 34.55 出口比例（ %） 95.98 88.16 85.88 58.30 69.60 65.49 34.81 随着光伏产量的逐年提高和 国内政策的拉动 ，中国光伏市场迅速扩大，其结果就是中国光伏产业的 出口比例逐年减小 ，国内份额逐年扩大。 2017年 5月 10日，国家能源局发布加急通知，要求各省报送“十三五”可再生能源建设规模。 1）根据“太阳能十三五发展规划”并网规模目标，编制 集中式光伏电站 和 分布式光伏 分年度建设规模； 2）分布式光伏（ 建筑光伏和自发自用光伏 ）不受规模限制； 3）集中光伏电站 超出规模建设，超出部分本省解决补贴资金。 根据规划， 2020年集中光伏电站建设规模仅有 45GW，到2016年底，集中光伏电站的规模已经超过 67GW！ 1、 2017年 1月 18日， 国家发展改革委 财政部 国家能源局关于试行 可再生能源绿色电力证书 核发及 自愿认购 交易制度的通知（ 发改能源 2017132号 ） 。 2、 自 2017年 7月 1日 起正式开展绿色证书 自愿认购 ； 2018年起适时启动 可再生能源电力 配额考核 和绿色电力证书 强制约束交易 。 3、 试行 为 陆上风电、光伏发电 企业（ 不含分布式光伏发电， 以下同）所生产的可再生能源发电量发放绿色电力证书。 分布式的定义？ 至少应当包括分布式光伏电站 ！ 4、 风电、光伏发电企业出售可再生能源绿色电力证书后，相应的电量 不再享受国家可再生能源电价附加资金的补贴 。 5、 绿色 电力证书经认购后 不得再次出售 ，国家可再生能源信息管理中心负责对购买绿色电力证书的 机构 和 个人 核发凭证 。 6、实施 细则没有，我 个人想买“绿证” ，怎么买？是否可以不登录 交易平台 ？直接在 交电费时 可选。 如何看待绿色证书补贴方式 绿色证书为风电和光伏开启巨大市场 谁来购买绿色证书？ 全社会都可以购买：政府机关、企事业单位、社会机构和个人。 强制配额可能的对象 ： 1）燃煤电厂（发电侧）：可能执行强制配额， 2020年非水 RE电力达到发电量的 15%； 2016年已经出台各省非水 RE配额文件； 2）高耗能企业（消费侧）：国家可以对高耗能企业强制设置一定的配额； 3）国家电网：强制购买一定比例的“绿色电力”，现在只支付脱硫燃煤电价 。 自愿认购的对象 ： 1）自愿为环境做贡献的有责任的大公司： 2月 28日水规院座谈会，英特尔、苹果、 IBM、沃尔玛、富士康、苏宁、百度、格力等都表示愿意自愿认购绿色电力； 2）有责任的政府机构和企事业单位； 3）有责任的个人和家庭：我愿意全部消费绿色电力，但 认购程序应当更简单 一些，比如设立固定绿色电价，而不用到平台讨价还价；再有最好在电费单上可选，不要去平台缴费。 大家都来买绿电，绿色电力远远不够！ 与 2015年相比， 2016年西北省区的弃光量增长了 50%。 2016年新疆和甘肃光伏发电实际利用小时数与最低保障收购年利用小时数偏差超过 350小时 。 4月 18日 ，能源局发布了“ 2016年度全国可再生能源电力发展监测评价的通报” ，在 通报中被点名批评未能达到规定小时数的地区有 ： 内蒙古 I类资源区、新疆、甘肃、青海 I类资源区、宁夏、陕西、吉林、辽宁和河北 （光伏） 。2016年西北 五 省区（甘肃、新疆、宁夏、青海和陕西）的 弃光量增加到 2015年的 1.5倍，达到70.42亿千瓦时 。 非水可再生能源电力配额制 国能新能 2016 54号 2016-2-29 国家能源局关于建立可再生能源开发利用目标引导制度的指导意见 1） 2020年、 2030年 非化石能源 占一次能源消费比重分别达到 15%、 20%的能源发展战略目标 ； 2）为实现 2020年非化石能源占一次能源消费总量比重达到 15%的要求， 2020年，除专门的非化石能源生产企业外，各发电企业非水电可再生能源发电量 应达到全部发电量的 9%以上 ； 3） 对本行政区域各级 电网企业和其他供电主体 （含售电企业以及直供电发电企业）的供电量（售电量）规定非水电可再生能源电量最低比重指标 ； 4） 可再生能源电力 绿色证书 是各供（售）电企业完成非水电可再生能源发电比重指标情况的 核算凭证 。 省（区、市） 非水可再生能源电力消纳量 比重目标 北京 10% 天津 10% 河北 10% 山西 10% 内蒙古 13% 辽宁 13% 吉林 13% 黑龙江 13% 上海 5% 附件一： 2020年各省（自治区、直辖市）行政区域 全社会用电量中非水电可再生能源电力消纳量比重指标 安徽 7% 福建 7% 江西 5% 山东 10% 河南 7% 湖北 7% 湖南 7% 广东 7% 广西 5% 海南 10% 江苏 7% 浙江 7% 省（区、市） 非水可再生能源电力消纳量 比重目标 据南方能源观察的消息：遭到各省强烈抵制！ 在 总电力装机严重过剩的情况下，甘肃每年 富余电量 600亿kWh，内蒙每年 富余电量 400亿kWh，需要有 火电的退出 和补偿 机制 。 2016年 4月 22日，国家能源局综合司发布关于征求“建立燃煤火电机组非水可再生能源发电配额考核制度有关要求通知”意见的函 1、 2020年 燃煤发电企业 （含自备电厂）的非水可再生能源发电量比重达到 15%以上； 2、燃煤发电企业可以通过 自建 或购买“ 绿色证书 ”完成非水可再生能源发电考核指标； 3、逾期未完成考核指标的，取消该发电企业的 发电许可证 。 这虽然是最强有力的政策措施，但是已经夭折了，阻力太大。 2017年 5月 17日，国家能源局综合司发文开展风电平价上网示范工作： 1、 在 资源较好 地区开展风电平价上网示范。各省上报 1-2个项目，项目规模不超过100MW； 2、上网电价按照当地 煤电标杆上网电价 执行，且不核发 绿色电力证书 ； 3、风电平价上网示范项目 不限电 。 “风电已经平价，光伏还会远吗？”文章乐观估计，到 2020年光伏在 发电侧 也可以达到平价，某些地区 现在在用电侧 已经达到平价。 风电已经平价，光伏还会远吗？ 关于光伏发电所面临形势的结论 1. 光伏发电在十三五期间将面临更为严峻的 竞争 形势，通过 创新提高收益 是光伏突出重围的关键。 竞价上网将成为常态 ； 2. “ 绿色证书 ”政策的落实将为光伏发电释放巨大的 市场空间 ，同时有效解决 补贴资金 不足和补贴拖欠的问题 。 但强制配额也许并不顺利； 3. 今后几年 分布式光伏 将成为发展重点 ，从去年下半年开始， 农村户用系统大爆发 ！分布式 光伏相比于大型光伏电站 商业模式 多样 ，农村 民居和农村电网 质量差、 安全 隐患 多，渗透率 /逆功率流 /防孤岛等 技术复杂 ，需要工匠精神和更加严格的 质量控制 ， 否则会出大问题！ 4. 随着光伏成本的持续下降，光伏发电有可能到 2020年就实现 平价上网。 朱共山 4月 17日的发言 2020年全面实现平价上网，意味着 2020年 在一类资源区可以做到 0.40元 /kWh以下 ！ 风力发电 已经开始平价上网示范，光伏发电或许在 2020年以前即可开展 平价上网示范 ，不再需要国家补贴。 分布式光伏发电的定义、政策和障碍分析 国家 能源局 “完善太阳能发电规模管理和 实施竞争方式 配置项目指导意见”（国能综新能 201614号） 中 给出 了光伏电站和分布式 发电的概念： 1） 不限规模 的光伏发电项目： 屋顶 分布式 光伏和地面 完全自发自用 的分布式光伏 电站，均 享受“分布式光伏”的补贴政策，可以是全额上网，享受标杆电价；也可以“自发自用，余电上网”享受自发自用补贴政策 。 2）以 35kV（东北地区 66kV）及以下电压等级接入电网，单个项目容量不超过 20MW，且全额上网的地面光伏电站定义 为“ 分布式光伏电站 ”，与 集中大型光伏电站政策一致，需要“配额”， 规模受限制 ，享受标杆电价，需要排队上目录等补贴；大部分“光伏 +”项目属于“ 分布式光伏电站 ” 。 分布式发电的定义 1）开发商可以 自由选取 “全部卖给电网，享受分区标杆电价”模式，或者“自发自用，余电上网”；避免了交易风险，不存在负荷不稳定和自用电比例。 2）规范 合同能源管理 ； 3） 因地制宜利用废弃土地、 荒山荒坡、农业大棚、滩涂、鱼塘、湖泊 等建设就地消纳的分布式光伏电站 ； 4）允许 分布式光伏发电项目向同一变电台区电力用户 直接售电 ，电价由供用电双方协商，电网企业负责输电和电费结算 ； 5）对于“自发自用”和示范区内光伏项目 配额指标不受限制 ； 6）电网接入和项目备案； 7） 各电网企业按月结算电费和国家补贴资金，按 分布式项目优先原则 ，保障国家补贴资金 及时足额 转付到位。 8） 融资 问题：探索售电收费权和项目资产抵押贷款。 关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知 国能综新能 2014406号 2014年 9月 2日 分布式光伏补贴资金不用排队 国家电网财 2014 1515号 2014年 12月 19日 1、 非自然人 分布式光伏项目单位，由电网出具接入意见函，并在当地能源主管部门备案。并网验收后，由 电网公司负责纳入补贴目录 ； 2、 自然人 分布式光伏项目业主，向电网公司申请并网接入意见，由 电网公司代为 向当地能源主管部门 申请备案 ，并网验收后，由电网企业负责办理纳入补贴目录 ； 3、电网企业“客户服务中心”负责填写非自然人和自然人“分布式光伏补贴资金目录申请表”，并于 每季度首月 汇总至省级电网财务部门； 省级电网于每季度首月月底前 报送国家电网财务部门；国网财务部 每半年一次 上报国家财政部、国家发改委、国家能源局； 4、各地电网企业根据售购电合同，按照结算周期（一般不超过 2个月 ）结算，待财政部补贴资金下拨后清算。 不得跨年度结算 。 光伏电价和补贴政策 2016年 12月 26日，发改委价格司发布：发改价格 20162729号 要点如下： （ 1） 大型地面光伏电站和分布式光伏电站享受光伏上网电价（ FIT） 。 需要配额，且补贴拖欠， 2018年可能执行绿证补贴 ； （ 2） 建筑光伏和用户侧分布式可以 有上述 2种商业模式选择。 不需要配额，备案即可，且补贴不拖欠 ； （ 3） 执行期原则上 20年。 太阳能资源分区 光伏电站 分布式光伏 -用户侧并网 FIT (元 /kWh) 自用电度电补贴 (元 /kWh) 富余上网电量度电补贴 (元 /kWh) I 0.65 电网销售电价+0.42 脱硫标杆电价 + 0.42 II 0.75 III 0.85 1）大部分潜在市场在中东部，主要是东部地区， 太阳能资源条件差，收益低 ； 2） 建筑不好选 的问题： a） 高电价建筑 有限（ 60%以上的建筑属于住宅（低电价）建筑） ； b）产权清晰， 优质建筑业主 难选； C） 便于安装 且无建筑安全隐患的 建筑 很难找； 3） 建设规模小 、且分散， 管理 /运维 成本高； 4）合同能源管理 交易风险 的问题； 5）负荷 长期稳定性 和 自用电比例 的问题； 6）光伏项目 融资 问题（主要中小型企业）； 7） 技术复杂 ：光伏 渗透率 （装机容量）、“ 逆功率流 ”和与负荷的 匹配特性均需要评估； 8） 与建筑结合比较复杂 （建筑安全，朝向，连接方式，遮挡，清洗，。 ）； 9）对于 户用光伏 系统， 监控 和 防雷接地 如何去做？ 分布式光伏实施中的 障碍 需要“ 工匠型 ”的企业才能把分布式光伏做好： 商业模式、电价多样、安装条件、交易风险、负荷分析、技术复杂。 分布式光伏发电的商业模式 特点： 1、电网公司以光伏分区标杆电价（ FIT）收购全部PV电量； 2、用户按照电网用电电价缴纳电费； 3、 PV电表接在用户电表之前（ 电网一侧 ）。 分布式光伏 全部上网 的运行方式 分布式光伏系统 “ 全部自用 ” 模式 分布式光伏 “自发自用，余电上网” 模式 1、 并网点 在电网用户电表的负载侧，自发自用； 2、国家对于 全部光伏电量 给以固定电价补贴0.42元 /kWh； 3、 反送 到电网的光伏电量，电网按照 燃煤脱硫电价 收购（大约只有0.30-0.40元 /kWh左右； 4、需要 3块电表：用户原有用电（ 电网电量 ）电表，反送电电表（ 余电上网 ），光伏 总发电量 电表。 分布式光伏发电 相关技术标准 IEC国际电工协会技术 标准（ IEC61727）： 光 伏发电系统电网接口特性。 2004 适用于接入配电网的 10kVA及以下系统。 主要技术要求： 与电网的匹配特性：电压、谐波、闪变、频率、直流分量、功率因数等； 防孤岛； 安全要求等。 美国电气电子工程师协会技术 标准（ IEEE1547）： 分布式 发电接入电力系统技术标准。 2003 适用于在公共连接点接入 10MVA及以下系统。针对 所有分布式电源 。 主要技术要求： 电能质量：电压、谐波、频率等； 防孤岛； 检测方法。 德国 VDE（德国电气工程师协会 ） 2008年 6月发布 “发电站接入低压电网技术导则 ” 低压电网电压等级： 1 kV以下 适用于：光伏、水电、 CHP、燃料电池发电 主要技术要求： 电站接入 申报程序 ； 初次并网及并网检测 电能质量：电压、谐波、频率等； 有功功率调节； 无功功率调节； 电网支撑： 稳态 支撑，不需要动态支撑； 电站建设和 电网 /系统保护 （ 防孤岛 ）； 电能计量； 电站运行； 电站性能检测。 IEEE 电力系统中分布式电源孤岛系统的设计、运行和集成 电力系统中孤岛的分类 从电力系统脱离进入孤岛 孤岛再接入电力系统 孤岛内的负荷匹配 孤岛运行时的电压 /频率控制 监测、信息采集 /传输和控制 其实就是联网微电网的技术标准。仅仅从电力系统安全运行的角度对“联网微电网”的电气特性提出了要求，但没有根据资源条件和负荷需求的系统配置设计，没有储能系统容量设计原则，没有能量管理系统的设计原则等。 不能指导联网微电网的项目设计 。 具体内容 不足之处 IEEE联网 微电网技术标准 中电联组织起草的光伏系统配电网接入技术 规定 GB/T 29319-2012 适用于接入 380V以及10kV(6kV)配电网的光伏 系统 主要技术要求： 电能质量：电压、谐波、闪变、频率、三相不平衡、等； 无功功率调节； 防孤岛； 逆功率保护； 恢复并网； 其它通用要求：接地、电磁兼容等。 8.5 逆功率保护 当光伏发电系统设计为不可逆并网方式时，应配置逆向功率保护设备。当检测到逆向电流超过额定输出的 5 时，光伏发电系统应在 2s内自动降低出力或停止向电网线路送电。 回避了 2个重要的技术问题 ： 1） 渗透率 （总装机） ； 2） 逆功率流 。 建筑光伏 是分布式光伏的主要应用形式 1、建筑光伏技术规范的 国标 正在起草过程中（中电联 主持制定）； 2、到目前为止还没有 IEC标准。 分布式光伏发电 的技术特点 光伏渗透率 光伏发电在配电网的接入容量 25%? 30%? 50% ? 100%? % Penetration = AC output of PV / peak load capacity 穿透率（ %） = 光伏交流输出功率 /峰值负荷功率 光伏发电系统穿透率对低压配电网的影响 要求电压控制在正常电压的 +6%和 -10%之间。 应当调查实际负荷情况，尤其是白天的最低负荷。 资料来源：美国 NREL， 2013 1、配电网光伏接入容量限制条件：从 50%最低负荷穿透率，提高到 100%； 2、最低负荷条件：峰值负荷的 30%； 3、光伏接入容量限制条件：从峰值负荷的 15%提高到 30%。 接入容量： 介入电网的分布式电源装机容量 不宜 超过上一级变压器供电区域内最大允许负荷的 25%。 不同规模的分布式电源通过不同电压 等级接入 电网；通过 220V电压单相单点接入装机容量不宜超过 15kW，通过380V电压三相单点接入的装机容量不宜超过 200kW。分布式电源具备多个电压等级接入条件时，宜优先采用低电压等级接入。 关于 “ 逆功率 流 ” 和“ 防逆流 ” 1、当光伏功率超过负荷功率时，就会通过供电变压器向上一级供电平台反送电，此时产生“逆功率流”（反送到同一供电平台不属于“逆功率”）； 2、“逆功率流 ”可能引起高电压。 当负载很轻的时候，此时初级电压已经很高了，这个高电压足以超过电压的上限 。此时电压梯度反向，电压超限是由于 架空线路、次级线包和配电变压器上的电压降引起的。 “逆流 ”的发生 将光伏输出设计成在白天总是小于负荷。 （ IEEE1547）安装最小正向电流断路器或逆向功率断路器。 安装动态功率可调逆变器。当负荷小到一定，逐级断开光伏。 要求逆变器必须具有 无功补偿功能 ，以防止“逆流”情况下网压升高。目前 国内电网 要求：对于大型光伏电站，功率因数调节范围在超前或滞后 0.98； 德国 要求功率因数调节范围 0.95； 日本 要求允许“ 逆功率流 ”的情况下，功率因数调节范围为 0.8。 准许 “ 逆流 ” 时的措施 “防逆流 ”的措施 调节无功功率可以有效抑制网压升高。 “防逆流 ”的措施 根据电压 -无功下垂特性，通过 提供无功 稳定电网电压的方法比固定功率因数的方法更为有效，而由于提供无功造成的光伏有功功率损失是可以忽略不计的。 依据电网电压适当调整光伏的 有功输出 是比调整无功功率更为经济的方法。 结论 2009-2015年全国执行的“金太阳示范工程”的政策 大部分项目 不允许“逆功率流” ，即不允许光伏电量通过供电变压器向上一电压等级反送，要求在供电变压器的次级供电端加装“防逆流”装置，一旦出现逆功率流，则要求光伏系统自动切离或减小并网有功功率。 榆林电力分公司分布式光伏发电项目并网服务补充办法（试行） 为进一步做好分布式光伏发电并网服务工作，促进光伏产业协调有序发展，依据国家相关法规、政策，根据山西省地方电力（集团）有限公司分布式光伏发电并网服务指导意见，结合榆林电网实际情况，作出补充办法如下： 第一章 总则 第一条分布式光伏发电项目原则上要求就地消纳、平衡， 不允许送至上级电源点。 要求“ 防逆流 ”（ 金太阳工程 时普遍要求）。 关于户用光伏系统 安全无小事！ 应尽快出台准入 /认证 /技术标准（安全标准） 1、 屋面情况 复杂，应注意： 承重 ， 防渗漏 ， 抗风 ， 绝缘 等； 2、 电网条件 差，应注意：光伏 渗透率 （安装功率比 )， 逆功率流 （逆变器需要有调节功能）， 防孤岛 （逆变器），开关 /线缆的 载流量 ，漏电保安器的安装等； 3、 防雷接地 ：防直击雷，线路防雷等。可靠接地是关键！ 4、 防火 ：防电弧！施工接线，电气间隙 /爬电距离，阻燃材料（组件 /电缆 /开关 /端子）。 建筑安全（承重 /防渗漏）、抗风（设备安全）、绝缘（人身安全）、电网安全（渗透率 /防 逆流 /防孤岛等）、防雷接地、防火防电弧。 目前仅有并网标准（ IEC61727-2003/GB/T20046-2006）：有孤岛保护要求，但没有 渗透率和防逆功率流 的要求；目前没有针对户用光伏系统的适用的 建筑光伏 技术标准。 分布式光伏系统的设计流程 光伏 + (农光、渔光、水光、林光、牧光互补系统 ) 新型生产方式 新型生活方式 从破旧的老房子搬入新居 从农民变身为农业工人 农村城镇化建设 新的商业机会 2016年水面光伏成为发展热点； 韩国 和 日本也都 已经建成一些商业化 运行的水面光伏电站。 水上光伏或渔光互补 光伏稻田 光伏稻田中的机械化作业 四部委关于加强对工商资本租赁农地监管和风险防范的意见 加剧耕地 “非粮化 ”“非农化 ”倾向 租赁的耕地只能搞农业 ，不能改变用途；要求坚持土地公有制性质不改变、 耕地红线不突破 、农民利益不受损三条底线， 让农民成为土地流转和规模经营的积极参与者和真正受益者。 采取坚决措施严禁耕地 “ 非农化 ” 。 （四）采取差别化用地政策支持新业态发展。光伏、风力发电等项目使用戈壁、荒漠、荒草地等 未利用土地 的，对不占压土地、不改变地表形态的用地部分，可按原地类认定，不改变土地用途，在年度土地变更调查时作出标注，用地允许以租赁等方式取得，双方签订好补偿协议，用地报当地县级国土资源部门备案；对项目 永久性建筑用地 部分，应依法按建设用地办理手续。对建设占用 农用地 的， 所有用地 部分均应 按建设用地管理 。 关于支持新产业新业态发展促进大众创业万众创新用地的意见 国土资规 2015 5号 储能和微电网 （微电网无疑属于分布式电源） 光伏发电规模化发展 储能技术 是关键 1、储能相同可以有效解决光伏发电的“ 高比例 ”接入电网的问题； 2、 化学储能 不但可以用于 分布式 光伏系统，也可以用于 大型光伏电站 ，解决 弃光 问题和加强 调节能力 ； 3、 化学电源 ：锂离子电池（三元化合物）、液流电池、先进铅酸电池（碳电池，胶体电池）； 4、抽水蓄能、压缩空气、流沙储能、 制氢 、 电转热 +储热 +热利用（热发电）； 5、鼓励可再生能源与储能结合的 政策 始终没有出台。 增加储能可以使自发自用获得更大利益 电网零售电价： 25.0 欧分 /kWh 光伏上网电价： 13.5 19.5欧分 /kWh 韩国电力公司智能电网示范项目 智能电网的组成元素： 1、光 伏 发电系统； 2、储能系统； 3、功率调节系统（ PCS）； 4、电动汽车充放电系统； 5、智能电表； 6、智能电器； 7、智能配电盘； 8、智能插座； 9、能量管理系统。 智能电网示范系统设计目标： 1）节电 10%； 2）削峰 5%； 3） CO2减排 5%。 光伏发电 10个月共发电 20.68MWh。 韩国电力公司 智能电网示范项目 商业运营模式 增加储能可以有效解决光伏高比例接入的问题，光伏渗透率可以达到 100%，甚至达到最低负荷的 200%。 江苏盐城，东风悦达起亚： 内 网 10kV，外网 110kV，计费点距离在 110变电站 110kV一侧，距离 3公里； 最经济的方案是“ 自发 自用，余电上网”； 最初计划安装 10MW光伏，有足够大的厂房屋顶，但是全年有 160天 假期，假期全场区的负荷仅有 4-5MW，会有 5-6MW的光伏无法被消纳，需要通过 供电变压器 反送电到 110kV供电台区使效益大打折扣，还会引起技术问题； 没有储能，则最大装机只能到 5MW，浪费了大面积的屋顶资源；增加储能：白天吸收富裕光伏电量，晚上放电，则仍可安装 10MW（是最高负荷的 60%，是低负荷的 200%），实现了高比例接入。 特殊 设计 （遮挡和占地计算、抗风能力设计、系统的防雷接地） GB50797-2012图示及间距计算公式 D2 = cos（ -r） L， L = H/tan D1 = L cos Z H= L sin Z 方阵占地 D = D1+D2 =（ L cos Z） + （ L sin Z） cos（ -r） / tan r：光伏方阵方位角 公式适用于方阵任意朝向：东、西、南、东南、西南 60 GB50797-2012图示及间距计算公式 太阳高度角的公式： sin = sin sin+cos cos cos 太阳方位角的公式： sin = cos sin/cos cos= (sinsin- sin)/coscos tan = sin/ cos sin2 + cos2 = 1 为太阳赤纬，冬至日的太阳赤纬为 -23.45度； 为时角，上午 9:00的时角为 45度。 cos/tan = (SinSin- Sin)/ coscostan = (sin2 sin+sincos cos cos-sin)/ cossin = (sin2 sincos+ cos2sincos cos-cossin)/ cos2sin = sincos cos/sin + cossin (sin2-1)/ cos2sin = (sincos cos - cossin)/ sin = (sincos cos - cossin)/( sin sin+cos cos cos) 分子和分母分别除以 cossin，得到： cos/tan = (costan tan)/( cos + tantan) 当赤纬角 = -23.45度，时角 = 45度时： cos/tan = （ 0.707 tan + 0.4338） /（ 0.707-0.4338 tan） 得到 GB50797-2012中的固定方阵间距计算公式： D = （ L cos Z） +（ L sin Z） （ 0.707 tan + 0.4338） /（ 0.707-0.4338 tan） 国标的约束条件： 1、固定安装； 2、冬至日； 3、上午 9： 00； 4、方阵朝南； 5、前后方阵无高度差。 61 条件：已知前后排光伏方阵安装平面的高度差 h2. D1 = L cos Z （与平地 一致 ， 无 变化） D2 = cos L， L = h1/tan H= L sin Z = h1+h2 h1=H-h2 方阵占地 D = D1+D2 =（ L cos Z） + （ L sin Z-h2） cos/ tan 通用公示时： = -r 太阳电池方阵抗风能力设计 （依据： GB50009-2006 建筑结构荷载规范、 GB50017-2003 钢结构设计规范 ） 1、需要计算受风梁在受风条件下的弯曲应力和弯曲度； 2、需要计算支撑臂在顺风条件下的压曲强度和逆风条件下的拉伸强度； 3、需要计算在受风条件下螺栓的剪切力（折断力）的耐受强度。 太阳电池支架抗风能力的设计 1、受风梁弯曲强度和弯曲度的计算 弯曲力矩 M： M = WL2 / 8 （ Nm） W：单位长度上的风压 （ N/m） L： 跨距长度 （ m） 弯曲应力 P： P = M/Z （ N/cm2） Z：角钢的截面系数 弯曲度 A： A= （ 5Wt L3） /（ 384 E Im）（cm） Wt：受风梁上的总风压（ N） L：跨距长度 （ m） E：材料的纵向弹性系数 （ N/cm2） Im：横截面二次力矩 (cm4) 2、支撑臂的压曲荷载（顺风时） 欧拉公式计算支架所能承受的压曲荷载： Pk = n 2 （ E Im） / L2 (N) n：有支撑条件决定的系数，紧密无松动为 1； Im：截面轴向二次力矩 (cm4)； E：材料的纵向弹性系数 （ N/cm2） L：轴长 （ cm） 总荷重（ W+G） /2 应小于 Pk。 3、支撑臂的拉伸强度（逆风时） 拉伸张力 B （ N/cm2） : B = W / A W：每根支撑梁所承受的风压 （ N） A：支撑臂的截面积 （ cm2） 4、安装螺栓的强度（逆风时） 虽然有 4只螺栓，但 受力最大的是后面 2根。 所以有： 螺栓 最大剪切力 ： = 1/2 W / A （ N/cm2） W： 总的逆向风压 （ N） A：螺栓截面积 （ cm2） Q：设计用风压 （ N/m2） Aw：受风面积 （ m2） 设计用风压 Q： Q = Qo H I Qo：基准风压 H： 高度修正系数 I： 环境系数 I 环境系数： 对风无遮挡的空旷地带： 1.15 对风有少量遮挡： 0.9 对风有较大遮挡： 0.7 H 高度修正系数： 太阳电池支架抗风能力的设计 1.风压荷载 太阳电池方阵支架结构的设计要考虑风压荷载，防止因强风导致普破坏。 作用于太阳电池阵列的风压荷载由下式计算： W = Cw Q Aw W：风压荷载 （ N） Cw：风荷载体型系数 风荷载体型系数 顺风 方阵倾角 逆风 0.79 15 0.94 0.87 30 1.18 1.06 45 1.43 风压高度修正系数 距离地面高度 地面粗糙度类别 （ m） A B C D 5 1.17 1.00 0.74 0.62 10 1.38 1.00 0.74 0.62 15 1.52 1.14 0.74 0.62 20 1.63 1.25 0.84 0.62 30 1.80 1.42 1.00 0.62 40 1.92 1.56 1.13 0.73 50 2.03 1.67 1.25 0.84 Qo 基准风压： 基准高度为 10米 Qo = 1/2 Vo2 ：空气密度 （ N S2 / m4） 冬季空气密度取： 1.274 （ N S2 / m4） Vo：地面 10米处 50年最大风速 （ m/S） 取： 42 （ m/S） BAPV的安装方式 生 根 不生根 BAPV的安装方式 G: Gravity of PV Array G= mg (N) m = 水泥墩 +光伏组件 +光伏支架 g = 9.8m/s2 方阵面积： Aw = 2.63 6 = 15.78 预制混凝土敦： 0.37 0.37 0.6 2.5 = 0.205 吨 = 205 kg G = (205 8 + 12 16 + 300) 9.8 = 20894 N 太阳电池支架抗风能力的设计 最大风速： 30米 /s (12级风） 体型系数 Cw：逆风 25度 取： 1.1 环境系数 I：无遮挡 取： 1.15 高度系数： 20米，粗糙度 B， 取：1.25 ：空气密度（冬季） 1.27 （ N S2 / m4） Qo = 1/2 Vo2 = 572 N/m2 方阵面积： Aw = 2.63 6 = 15.78 m2 Q = Qo H I = 572 1.25