光伏家用系统的中的“配电侧”,“发电侧”, “用户侧” 分别是什么含义? 另外国外家庭一般是安装离网系
对于家庭光伏系统,发电侧指的当然是光伏发电系统了,用户侧指的是家用电表后端了,至于这个配电侧有交流配电,直流配电。
国外一般都是并网发电系统,因为大部分国外发达国家都有上网电价政策,太阳能发的电是可以卖给电网的。
并网系统停电了,当然是不能工作的。
光伏行业所说的平价上网,是针对传统发电成本而言的。即光伏发电的成本达到传统发电的成本,即可以达到上网电价相同。目前由于光伏发电成本的价格还较高,国家目前是通过补贴来达到新能源与传统发电的平衡,以保证新能源行业的发展。但国家的中长期目标就是达到新能源上网电价与传统发电企业上网电价相同,即平价上网,新能源包括风电和光伏。
企业自发自用光伏系统:光伏侧接入企业原有的10kV、35kV配电系统的母线,余电上网。
企业屋顶全额上网光伏系统:光伏侧T接接入国家电网的10kV、35kV公共线,或者专线接入35kV、110kV变电站的低压侧间隔。
简单地说就是自己发自己用,别给电力公司找麻烦,属于自娱自乐。
下面分析,光伏、光储以及用户侧储能三个项目的特点,投资经济性对比。
以广州某工业厂房为例,该地区峰段电价1.0348元/度,时段是14到17点,19点到22点平段电价0.6393元/度,时段是8到14点,17点到19点,22点到24点低谷电价是0.3351元/度,时段是00点到8点。该工厂峰值负载功率为500kVA,工厂是早上8点开工,下午18点收工。一年工作时间为280天左右。
目前无论是光伏,还是储能都没有补贴,依靠货款去做这3个项目,都没有投资价值,所以以下模式设定为厂房业主有闲余资金自投,光伏发电或者储能用于抵消电费开支,没有计算资金的货款成本,以及税金和租金等各种开支。
光伏并网系统
特点:光伏并网系统,负载优先使用太阳能,当负载用不完后,多余的电送入电网,当光伏电量不足时,电网和光伏可以同时给负载供电,光伏发电依赖于电网和阳光,当电网断电时,逆变器就会启动孤岛保护功能,太阳能不能发电,负载也不能工作系统输出功率和光照同步,和电网峰平谷电价没有关系。
根据该公司的用电负载功率和用电情况,安装一个400kW的光伏电站,开工期间光伏用电可以全部自用,正常工作日8点之前和18点之后和休息日余量上网,以脱硫电价0.4153元卖给电网公司,综合计算自发自用比例为80%,余电上网比例为20%。
整个系统初装费用为180万元。400kW在广州地区,平均每年发电40万度,自用比例为80%,约32万度,峰段约为12万度,按1.0348元每度价格算,每年收益为12.4万元,平段约为20万度,按0.6393元每度价格算,每年收益为12.8万元,余量上网比例为20%,以脱硫电价0.453元卖给电网公司,总费用为3.6万元,加起来为29.2万元。
光伏储能系统
相对于并网发电系统,光储系统增加了充放电控制器和蓄电池,系统成本增加了30%左右,但是应用范围更广。一是可以设定在电价峰值时以额定功率输出,减少电费开支二是可以电价谷段充电,峰段放电,利用峰谷差价赚钱三是当电网停电时,光伏系统做为备用电源继续工作,逆变器可以切换为离网工作模式,光伏和蓄电池可以通过逆变器给负载供电。
还是上述的项目,在光伏电站增加一个储能系统,光伏设为250kW,储能系统配备一台250kW的PCS双向储能变流器,1000kMH铅炭蓄电池,整个系统初装费用为200万元,光伏平均每年发电25万度,80%开工期间系统设计在电价峰值时功率输出,20*1.0348=20.7万,20%节假日以脱硫电价0.453元卖给电网公司,5*0.453=2.27万,利用峰谷0.7元每度的价差,每天充500度,充放电效率算0.85,在高峰期放425度,每天可以节省电费272元,一年算280天约7.63万元电网停电会给工厂带来较大的损失,停电一小时,可能损失几千到几万元,加装了储能系统,还可以做为备用电源使用,估计一年算2.1万左右,这样全部加起来约32.7万元。
用户侧储能系统
用户侧储能系统,主要设备是双向储能逆变器和蓄电池,电价谷时充电,电价峰时充电,电网停电时,作为后备电源使用。还是上述的项目,我们设计一台500kW的PCS双向储能变流器,2200kWH铅炭蓄电池,整个系统初装费用为180万元。
利用峰谷价差充放电,效率算0.85,设计高峰期放1500度,总的价差约980元,一年算280天约27.44万元电网停电会给工厂带来较大的损失,停电一小时,可能损失几千到几万元,加装了储能系统,还可以做为备用电源使用,估计一年算4万左右,这样全部加起来约31.44万元。
综合对比
从上表可以看出,三个方案投资收益差不多,光伏并网系统回收期稍长,但光伏系统能用20年以上,用户侧储能系统回收期虽短,目前投资性不是很好,主要原因是蓄电池寿命短,广州地区白天工作期间电价峰值时间不长,峰谷价差不是很大。而随着国家对储能的重视,当锂电池价格下调到1.6元/WH以下,深度充放电次数超过6000次,峰谷价差拉大到0.8元以上时,储能将会有很好的投资价值。
用户侧并网,一般是指光伏接入用户侧的配网,分布式光伏大多采用这种形式。
因为输出功率相对较小,投资收益率不低。一般单个分布式光伏发电系统项目的容量在几千瓦到几百千瓦。光伏发电系统容量的大小对发电效率的影响很小,因此对其经济性的影响也很小,也就是说,小型光伏发电系统的投资收益率并不比大型光伏电站低
其次不占用土地资源
因为分布式光伏发电基本不占用土地资源,而且能充分利用建筑物表面,可就近发电、供电,不用或少用输电线路,降低了输电成本。光伏组件还可以直接代替传统的墙面和屋顶建筑材料。
另外环保效益突出
因为他污染小,环境友好,环保效益突出。分布式光伏发电系统在发电过程中,不消耗燃料,不排放包括温室气体在内的任何物质,没有噪声,也不会对空气和水产生污染。
最重要的一点就是可以缓解用电紧张
分布式光伏发电系统在接入配电网中是发电用电并存,且在电网供电处于高峰期发电,可以有效得起到平峰的作用,削减城市昂贵的高峰供电负荷,能够在一定程度上缓解局部地区的用电紧张状况。
最后就是它的运行非常灵活
分布式光伏发电系统拥有与智能电网和微电网的有效接口,运行灵活,适当条件下还可以实现局部离网供电运行。
由于分布式光伏发电倡导就近发电,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。其能源利用率高,建设方式灵活,将成为我国光伏应用的主要方向。目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统,是建设在各种建筑物屋顶和农业设施屋顶及家庭住宅屋顶的光伏发电项目。对这些项目应用的要求是必须接入公共电网,或与公共电网一起为附近的用户供电,所发电力一般直接馈入低压配电网或35kV及以下中高压电网中。
光伏电站集中式和分布式区别:
分布式光伏电站基本原则:主要基于建筑物表面,就近解决用户的用电问题,通过并网实现供电差额的补偿与外送。
优点:
1、光伏电源处于用户侧,发电供给当地负荷,视作负载,可以有效减少对电网供电的依赖,减少线路损耗。
2、充分利用建筑物表面,可以将光伏电池同时作为建筑材料,有效减少光伏电站的占地面积。
3、与智能电网和微电网的有效接口,运行灵活,适当条件下可以脱稿电网独立运行。
缺点:
1、配电网中的潮流方向会适时变化,逆潮流导致额外损耗,相关的保护都需要重新整定,变压器分接头需要不断变换,等问题。
2、电压和无功调节的困难,大容量光伏的接入后功率因数的控制存在技术型难题,短路电力也将增大。
3、需要在配电网级的能量管理系统,在大规模光伏接入的情况下进行负载的同一管理。对二次设备和通讯提供了新的要求,增加了系统的复杂性。
集中式光伏电站基本原则:充分利用荒漠地区丰富和相对稳定的太阳能资源构建大型光伏电站,接入高压输电系统供给远距离负荷。
优点:
1、由于选址更加灵活,光伏出力稳定性有所增加,并且充分利用太阳辐射与用电负荷的正调峰特性,起到削峰的作用。
2、运行方式较为灵活,相对于分布式光伏可以更方便地进行无功和电压控制,参加电网频率调节也更容易实现。
3、建设周期短,环境适应能了强,不需要水源、燃煤运输等原料保障,运行成本低,便于集中管理,受到空间的限制小,可以很容易地实现扩容。
缺点:
1、需要依赖长距离输电线路送电入网,同时自身也是电网的一个较大的干扰源,输电线路的损耗、电压跌落、无功补偿等问题将会凸显。
2、大容量的光伏电站由多台变换装置组合实现,这些设备的协同工作需要进行同一管理,目前这方面技术尚不成熟。
3、为保证电网安全,大容量的集中式光伏接入需要有LVRT等新的功能,这一技术往往与孤岛存在冲突。