分布式光伏发电及新政策-FYU

可以预见，分布式发电/储能与微网系统将成为未来大型电网的有 力补充和有效支撑。
因此，研究和推广分布式发电/储能及微网的接入与协调控制技术， 是配电环节智能化的发展趋势，对于坚强智能电网的建设具有重要意义。
国外现状分析
美国、日本、欧洲发展较快。
通过了有关法令让部分分布式发电上网运行—— 美国2001年颁布IEEE 1547 “关于分布式电源与 电力系统互联的标准草案”。
4 分布式发电的政策与导向
提纲
全球光伏市场前景
2011年底全球光伏装机：大约7000万kW; 2016年全球光伏装机：2.1 – 3.4亿kW; 2001-2011平均年增长率：58.6% 2012-2016平均年增长率：22.0%
公历年
2010
世界光伏装机（GW） 16.82
年增长率（%）
126.08
可再生能源发电技术
微网的运行与控制
微网示范验证
分布式发电渗透下的电网稳 定与控制、电能质量技术等
微网运行与控制技术等
大量光伏渗透下的电压协调 控制 新一代的绿色电网（5MW 以下微网）
国外研究起步较早， 在关键技术方面已取 得一些突破，并在小 规模微网中得到验证 ；目前正推动微网向 更高电压等级、更大 容量发展。
提纲
传统的发电系统
Traditional Power System
未来的发电系统
Future Power System Less central power plants and more Distributed Power Generation
分布式发电
随着光伏、风电等可再生能源新型发电技术的发展，分 布式发电日渐成为满足负荷增长需求、减少环境污染、提高 能源综合利用效率、提高供电可靠性的一种有效途径，并在 配电网中得到广泛的应用。
“分布式发电，是指位于用户附近，装机规模较小，电能主要由用户自用和就 地利用的可再生能源、资源综合利用发电设施或有电力输出的能量梯级利用多 联供系统，并网电压等级在35千伏及以下”。
国家电网1560号文：并网电压等级10kV及以下，单个并网点总容量小 于6MW。
IEEE1547（分布式电源接入电力系统技术标准）：通过公共连接点与区域电网 并网的发电系统，PCC接入总容量10MW（公共连接点一般指电力系统与电 力负荷的分界点）。
4.2
4
2.5
2 1.15
1 0.95
70 60 50 40 30 20 10
0 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
系统价格 组件价格
过去7年中： 组件价格下降了88.6% 系统价格下降了85.8%
我国光伏发电“平价上网”分析
人民币元/kWh
1.6
1.5元
1.4 /kWh ↓8%
2011 29.67 76.40
2012 35.00 18.00
2013 41.36 25.33
2014 52.20 26.21
2015 62.10 18.97
2016 77.26 24.41
中国光伏市场前景
In stallation （GW）
Annual Ins. (GW) Cum. Ins. (GW)
日本各地示范
夏威夷岛 微网规划
CERTS微网 测试系统
欧洲相关项目
25 希腊Kythnos微型 电网示范
部分分布式电源试验机构
意大利分布式电网测试场
美国NREL分布式电网测试场
美国威斯康辛大学分布式电网实验室 希腊PV-MODE分散型电网示范场
美国Next Energy微电网展示中心
美国Next Energy与 DTEEnergy Technology合作， 建置小型分布式微电网展示中心。
在过去7年中光伏成本下降迅速
2007 2008 2009 2010 2011
0.1 0.14
0.3
0.8
3.5
2012 7
2013 17.16
组件价格（元/Wp）
36
30
19
13
9
4.5
4.1
系统价格（元/Wp）
60
50
35
25 17.5
10
8.5
组件寿命（年）
20
25
25
30
30>30
>30
PV电价（元/KWh）
分布式光伏发电和光伏新政
Distributed PV and Solar Resources Evaluation
方 宇 博士 扬州大学信息工程学院
二〇一四年七月
1
光伏市场前景
2
分布式光伏发电关切
3 分布式光伏发电的商业模式
4 分布式发电的政策与导向
提纲
1 光伏市场前景
2
分布式光伏发电关切
3 分布式光伏发电的商业模式
概念
➢ 分布式电源定义 分布式电源指接入35kV及以下电压等级的小型电源，
分布式电源包括光伏电池、小型风力发电机、微型燃气轮 机、燃料电池和储能设备等。
光伏电池
燃料电池
储能设备
小型风力发电机
微型燃气轮机
分布式发电的定义
分布式发电的定义：分布式发电(Distributed Generation,简称DG): 分布式发 电 通常是指发电功率在几千瓦至数十兆瓦的小型模块化、分散式、布置在用户 附近的，就地消纳、非外送型的发电单元。主要包括：以液体或气体为燃料 的内燃机、微型燃气轮机、热电联产机组、燃料电池发电系统、太阳能光伏 发国电家、能风源力局发“电分、布生式物发质电能管发理电办等法。”中给出了分布式发电的概念：
➢ 建立计及分布式发电/储能与微网接入的复杂智能配电网分析模型，逐步建立有关分布式发电/储能及微网的技术标准和统一 规范，并实现模型的可视化展现。初步实现对多样化电源互补配电网的能量优化调度。建立并完善配电网多种形式分布式电 源的数学模型和优化控制策略；实现对各种电源的功率优化匹配；实现微网经济运行与分布式电源优化调度；实现分布式电 源高渗透率下的大规模配电网经济调度；建成含多种类分布式电源的配电网能量优化管理系统。
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
2.7 4.5
5
6
8
10
12
14
17
20
3.5
8
13
19
27
37
49
63
80 100
预测参考许洪华会议报告
中国光伏市场分布展望
中国光伏市场预测 (GW)
市场分类
2015
农村电气化及微电网
1.0
分布式 光伏
分布式光伏发电系统的分类（Distributed Generation）
分布式光伏发电应用新型方式
分布式发电/储能及微网技术近些年在欧美各国得到广泛研究，在 某些技术上已经取得突破性进展。
新型的分布式发电/储能及微网技术具有能源利用效率高、节能减 排效益明显、电热冷三联产综合效益好等优点，同时还有助于促进清洁 能源的大规模开发利用、提高系统的供电可靠性、以及解决边远地区供 电困难问题。
120

2012-2020 平均年增长率：20.2%
100
100
80 80
63
60
49
40
37 27
19
20 2.73.5 4.58
13 56
8
10 12 14 17 20
0
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
年
年 每年安装量(GW) 累计安装量(GW)
主要数据来源：《中国光伏发电平价上网路线图》
资源、电价、电费等诸多因素影响光伏发电经济收益，补贴时期使不同系统的经 济收益的差异有所淡化，但并非不存在，需要具体项目具体分析。
太阳能发电模式
地面大型电站
分布式光伏电站
1
光伏市场前景
2
分布式光伏发电关切
3 分布式光伏发电的商业模式
4 分布式发电的政策与导向
1.2
1
2014年前后实现工商业 用电自发自用平价上网
2018前后实现生活用 电自发自用平价上网
0.8
0.81元 /kWh
0.6 ↑6%
0.54元
0.4 /kWh
0.34元
0.2 /kWh
PV平均上网电价
常规发电上网电价
2021年前后实现 发电侧平价上网
生活用平均电价
工商业平均电价
0 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023
分布式发电结构
分布式发电的优点
（1）分布式发电安全可靠性高； （2）分布式发电抗灾能力强； （3） 非常适合于远离大电网的边远的农村、牧区、山区 供电； （4）分布式发电主要采用可再生能源，环境效益好； （5）分布式发电不需要远距离输送电力，成本低、效率 高； （6）可以满足特殊移动电源的需求； （7）调峰性能好，操作简单，启停快速，便于实现灵活 调度。
风电并网
GB 19963-2005
电能质量
GB 14549-1993 GB 15945-2008 GB 12325-2008 GB 18481-2001 GB 15543-2008
GB 17625.62003
配电网 相关标准
GB 50052-1995 GB 14285 E-2006 GB 50293-1999 Q/GDW 156-2006
29
分布式电源对电网的影响
但分布式发电的大规模渗透也产生了一些负面影响，如单机接入成本 较高、控制复杂、对大系统的电压和频率存在冲击等。因此及时跟踪国际 国内的先进技术，开展分布式电源并网关键技术的探讨具有重要意义。
根本原因： 我国的中、低压配电网主要是中性点不接地(或经消弧线圈接地)
系统，采用单侧电源辐射型供电网络。 分布式新能源电站接入配电网，使配电系统从放射状结构变为多
电源结构，潮流和短路电流大小、流向以及分布特性均会发生改变。
智能配电重点环节
重点解决问题：
1、配电网架依然比较薄弱； 2、配电自动化普及率和实用化低； 3、分布式能源的接入.
规划目标：
1、实现配电自动化和配网调控一体化智能技 术支持系统的全面建设，全面提升对于现代配 电网的驾驭能力，确保配网可靠、高效、灵活 运行。 2、完成配电生产指挥与运维管理的信息化系 统建设，实现各类应用功能之间有机整合以及 与调度、用电等环节的信息互动。 3、提高配电网对分布式发电/储能与微网的接 纳能力，实现分布式发电/储能与微网的灵活 接入与统一控制。
据美国分布式电力联盟(DPCA)的研究估计，未来 20年，DG将获未来新增发电容量的20%。
目前，除少数发达国家外，DG装机量在发电装机总量 上所占比例不大（一般在5%以下，如阿根廷2.1%、巴 西3.9%、法国6.6%、印度4.6%）
国外现状分析
国家
代表性的基础项目
相关技术
美国 欧盟国家
日本
夏威夷等洁净能源计划 与国防部合作的微网项目等 Madriver微网 DISPOWER计划 MICROGRID计划 群马光伏发电计划 与美国新墨西哥合作NM GGI
第三阶段 第二阶段 第一阶段
配电环节中对分布式电源及微网的发展规划
➢ 在公司直供直管区域内全面建成分布式发电/储能及微网接入与协调控制系统，全面配备适用于分布式发电/储能与微网接入/ 退出的智能保护控制设备。指导有条件的股份制县和代管县开展分布式发电/储能及微网接入与协调控制系统建设。
➢ 按照区域特点，选取典型地区开展分布式发电/储能及微网接入与协调控制试点建设，形成不同类型的分布式发电/储能及微 网并网与协调控制的典型模式，形成有关标准。选择性能完善、成熟度高的分布式发电/储能及微网接入与协调控制技术， 在条件成熟地区进行推广应用。尤其是促进光伏发电等分布式可再生能源发电以及电动汽车充电站和充电桩等分布式储能设 施的推广应用。
Next Energy展示中心将建 置分布式电网以提供运转及测试的 平台，在电网中采用各型发电组件 (包括燃料电池、内燃机、再生能 源)、热回收及管线系统、以及中 央通讯控制系统等。
国内现状分析
863
工业企业 国际合作
973
自然科学 基金
国网公司
地方项目
中合 清科肥天其 华院工津他 大电业大院 学工大学校
分布式光伏电站
光伏分布式发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和 能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就 近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量， 同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。
分布式电站特点
分布分散、单点发电量小 适宜沿海及中东部地区 以光电建筑一体化为重点 发电自发自用（用户侧并网） 依托上网电价补贴
所学
平台建设及示范探索
规划技术
理 电源技术
论 探
运行技术
索 保护与控制
研究和示范处
于起步探索阶
段，但是随关
键技术研发进
度加快，预计
将进入快速发
展期
28
国内现状分析
我国分布式电源相关标准正在 制定过程中。 国内相关标准
光伏并网
GB 19964-2005 GB 19939-2005 GB 20046-2006
通信和工业应用
0.5
分布式建筑光伏
8.0
光伏商品化电源
0.5
大型电站 及其它
大型地面光伏电站
10.0
太阳能热发电 (CSP)
1.0
合计
21.0
分布式光伏比例（%）
45.24
2020 10.0 4.0 40.0 4.0 40.0 2.0
100.0 54.0
中国分布式光伏发电和大型光伏电站市场前景
年 累计装机（GWp）