分布式光伏路遇诸多障碍 技术难点待破冰

 “最近火遍全球的《第三次工业革命》中提出，人类对能源的利用将以分布式的方式进行，如燃气、可再生能源等，我认为分布式光伏发电最有前景。”日前，中国电力科学研究院新能源研究所所长刘纯在接受《机电商报》记者采访时表示。

他还介绍说，我国计划2020年光伏装机达到100吉瓦，其中60吉瓦将是分布式发电。

然而，由于国内太阳能资源和发电设备众所周知的问题，分布式发电尚需接受诸多现实环境的考验。

成绩不可小觑

问题不容回避

事实上，从2012年下半年到现在，电网公司已发布了多个促进分布式发电发展的鼓励性意见，这对国内市场来说，可谓是迈出了艰难但具有实质性的第一步。

以国家电网公司(以下简称“国网”)为例，自出台鼓励性政策以来，分布式光伏申请明显增加，截至目前申请用户585户，装机容量115.21万千瓦，占分布式发电申请装机容量的90%以上。

然而，虽然如此，可与其他国家相比，我国力量依旧十分“单薄”。在德国，2010、2011年平均光伏装机约7.5吉瓦，其中2/3是250千瓦以下的小型装机，而我国平均装机为2兆瓦，且都是分布在工业园区。

“我国应该多发展50千瓦及以下，或者250千瓦及以下的小型装机。并且应鼓励在每一栋建筑、每户家庭发展分布式发电。否则，我国分布式光伏是做不大的。”刘纯讲道。

此外，与集中开发的电网相比，分布式光伏发电不但受环境(屋顶面积)限制，而且也受电网条件的限制。“分布式是与负荷接在一起的，一旦出现错误，就会对整个配电网产生影响。”刘纯表示。同时，分布式光伏发电还有一个劣势，即发电设备离用户更近，产生的一系列不利影响更容易被用户感知。

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并网难点多

技术尚待成熟

从技术层面来说，目前光伏发电的出力并不稳定，尚处于探索阶段的分布式光伏发电，面临诸多技术问题与挑战。其一，分布式光伏发电接入电网后，对电网影响较大。不但每个接入点电压变化范围变大、接入点之间的电压增大，而且母线电压波动幅度也增大。其二，由于分布式光伏点多面广，如按常规接入方式管理，调度的投资、人员的需求都会大大增加。如果全部以专网形式接入，则通讯投资巨大，且现有调度自动化系统不支持如此巨大数量的投入。国网发布的《关于促进分布式电源并网管理工作的意见》中提出，10千伏接入用户侧的分布式光伏发电、风电、海洋能发电项目，380伏接入的分布式电源项目，可采取无线公网通信方式。

然而刘纯坦言，目前对此技术的研发正在进入关键时刻，还面临很多技术难题。“其中主要是大数据问题，如大的气象数据，大的数字天气预报数据，这是我们以前从未遇到过的难题。”

自适应控制技术

引领未来技术趋势

智能电网技术是解决分布式光伏并网问题的主要途径，其中，分布式光伏自适应控制技术是未来的一个重要发展方向。

“分布式光伏输出功率的随机性易造成电压波动和闪变。”刘纯接着举了一个例子，“宁夏自治区拟在红寺堡镇3800户农村居民屋顶各安装4千瓦的分布式光伏，并通过220伏分散接入。但因为该地区用电负荷只有1千瓦，穿透率很大。如果一定要接入，只能重新建设电网。否则用户会明显感觉到电压不稳，电灯忽明忽暗。”

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对电压波动和闪变问题，很多人提出以集中补偿的方式来解决。而实践证明，集中补偿在变压器10千伏母目线侧效果不明显;在400伏/220伏线路末端补偿电抗器，会大幅增加线损;而改变接入系统方案，汇集升压后经10千伏并网，则会影响经济性。

“通过集中控制和分散控制，每户逆变器进行自适应无功电压调节，这是唯一可行的方案。”刘纯表示，“目前，中国电科院正在展开相关的技术研究。”

根据他的介绍，分布式光伏发电根据并网点状态进行无功甚至有功的自适应调节，提高并网点的电能质量，根据峰谷电价调节电量，甚至可以提供调峰和紧急功率支持等辅助服务，获取最大的经济效益。在此过程中，分布式光伏不再是被动的接入者，而是智能电网的主动参与者。

实现智能化后，分布式光伏将具有感知能力、信息交互能力、综合判断与决策能力，并可实现自适控制，更好地融入整个系统中。然而相比大电网的成熟技术，分布式光伏发电还处于起步阶段，如何解决其面临的重重难题，完善技术方案，尚需时间和实践。