什么是分布式发电

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。然而分布式发电对如何最大化太阳能发电量、如何保证电网安全也提出了严格要求，这一过程光伏逆变器的功能性和稳定性也显得异常关键。

分布式发电系统中光伏发电的关键技术

对于以上各种光伏发电结构，不论是需要与主干电网并联运行的荒漠电站和光伏一体建筑，还是与储能设备和其他能源联合发电的独立光伏电网，都具有分布式发电的特点。

在分布式发电系统中，光伏发电相关的关键技术和研究热点有：

1． 适应光伏发电的电力电子变换器

目前常用的并网光伏逆变器大多采用DC-DC-AC的双级结构。这是因为光伏阵列提供的直流电压普遍低于要求的交流输出电压，而DC-AC变换电路中，应用最广泛的全桥逆变器和半桥逆变器均属于Buck型，瞬时输出电压总低于输入电压，只能实现降压变换。为此，一般在桥式逆变电路前增加一级可升压变换的DC-DC变换器，将输入直流电压升高。并且，由于光伏阵列的直流电压典型值比交流电压峰值低很多，DC-DC变换器应当具有高的电压增益。可以用有高频隔离的间接DC-DC变换器达到上述要求，这也同时可以满足电气隔离要求。当然，可以在桥式逆变电路后增加工频升压变压器，在提供电气隔离的同时提高电压等级。双级结构的光伏并网逆变器虽然能够灵活适应各种输入输出电压指标，还具有更高的自由度等级(即更多的可控变量)，可同时实现多种功能(例如，电气隔离，MPPT，无功补偿，有源滤波，等)，但功率级的数量增多，将降低整体的效率，可靠性和简洁程度，增加系统开销。为此，目前逆变器研究的一大发展趋势，就是直接将多功率级的系统架构整合为单级系统，即所谓单级逆变器。

储能元件是光伏系统重要的组成部分。针对各种储能元件的特点，找到合适的电力电子变换器结构，也是光伏发电中重要的研究热点。

研究适应光伏发电的电力电子变换器的重点是使光伏系统在整个工作范围内均能实现高效率、高功率密度和高可靠性的运行。

2． 网络拓扑结构及其优化配置

包括太阳能在内的可再生能源的能量密度低，随机性强，由其构成的分布式发电系统的网络拓扑结构与传统的集中式发电系统的网络结构有显著的区别。在此方面，应根据对当地可再生能源的分布预测、随机性与可用性评估、负荷水平评估，提出基于可再生能源的分布式发电系统的网络拓扑；研究分布式发电系统中母线电压的形式(交流或直流)、大小、频率(对于交流形式)等物理量的选择方法；提出该分布式发电系统中对太阳能光伏发电单元、风力发电单元、多元复合储能单元(含飞轮、超级电容和蓄电池)的容量配置方法，以降低系统成本；研究分布式发电系统中各种电力电子变换器的配置及其输入输出电压、功率等级的选择。

3． 分布式发电系统并网控制

由于分布式发电系统具有多能量来源、多变流器(主要是逆变器)并网的特点，因此必须对其并网控制进行研究。在此方面，包括：针对具有多能源多并网逆变器的分布式发电系统，研究其并网运行时相互耦合影响的机理和并网协调控制问题；研究独立运行时多个逆变器的电压和频率的协调控制，以实现动态和稳态负荷的合理分配；针对具有多能源多并网逆变器的分布式发电系统，研究合适的并网、独立控制模式和协调一致的切换控制策略；研究柔性并网、暂态过程以及分布式发电系统对电网或本地负荷的冲击影响等问题；针对具有多能源多并网逆变器的分布式发电系统的特点，开展适合并网逆变器的无盲区孤岛检测方法和防伪孤岛技术研究。

4． 分布式发电系统的能量管理

针对分布式源(DR)的随机性、分布式发电单元的投切、负荷变化、敏感负荷对供电可靠性和电能质量高要求、分布式发电系统附近配电线路拥塞、分布式发电系统与电网之间的供购电计划等问题，研究分布式发电系统各种运行方式下分布式发电单元、储能单元与负荷之间的能量优化，满足经济运行的要求；针对分布式发电系统并网和故障解列时的能量变化，研究分布式发电系统运行方式变化时的能量调度策略，满足分布式发电系统运行方式切换的要求。

5．光伏系统的安全性和可靠性问题

在分布式系统的相关并网规范中，对各发电单元的端口特性提出了具体的要求，为此，需要分析分布式发电系统的稳态及动态特性，包括不同分布式发电单元以及分布式发电系统并网端口特性。稳态情况下主要包括：有功、无功、电压、频率和谐波等特性，考虑到分布式发电高度随机性，还要研究这些特性随时间变化规律。具体到光伏系统，目前遇到的最大安全性和可靠性问题包含以下几个方面：并网逆变器的直流分量注入问题；光伏并网单元的对地漏电流问题；孤岛及其检测技术问题。

分布式光伏发电的几大特点。

特点一、利用可再生能源，污染小、环保效益好

分布式光伏发电使用的是太阳能做为能源，既而转化成电能，以供日常使用。太阳能是地球上较多的可再生能源，分布式光伏发电的过程中几乎是0污染，若在国内大量安装分布式系统可大幅度减少二氧化碳气体的排放，减少环境压力；

特点二、投资小、门槛低、收益率高

与集中式发电或是传统的火电、水电相比，分布式光伏发电投资规模很小，大部分的家庭都可以利用自家的居住环境条件安装家用太阳能发电系统，加上可以并网运行，利用余电上网，可以真正的做到光伏扶贫；而相对于存钱在银行，投资分布式光伏发电系统的收益率大概是银行的10倍甚至更多，适合没有投资项目的乡镇家庭安装。同时国家和各级政府对于这方面还有一定的补贴，进一步保证了收益；

特点三、发电能力较小

分式布光伏发电的规模本身就比较小，导致其发电能力完全无法跟集中式的电站相比。而正发电能力和发电 效率并不是同一个意思，分布式光伏发电的发电效率并不会比集中式的电站差，所以说收益率也不会比大型的电站要低，只是说它的经济性或者说经济效益比较小。

特点四、用电方便、可缓解局部地区用电紧张

分布式光伏发电系统一般安装在靠近用户的位置，电能的传输非常方便，如果是家用太阳能发电系统那电力供应就在自家屋顶，使用起来十分方便；而有些地区属于公网延伸的尾部或是较末端，电力的供应稳定性很低。随着家用太阳能发电系统加入公网，可以在一定的程度上缓解局部 地区的电量问题；

特点五、对公网系统会产生一定的负面影响

因为分布式光伏发电系统的规模问题导致了它需要大量的系统并入公网，而每一个系统的电能不可能完全稳定和相同，这样就会对公网的整个电能质量产生一定的影响，当然这些影响并不是十分明显；同时大量的分布式系统并网运行，会导致公网对某些地区的用电量需求产生错误的预估，对公网的电能调配也会有一些不太好的影响。

分布式光伏系统有着自身独特的特点，虽然有好有坏，但是并不影响大局。而且分式布光伏发电在一些欧美国家已经十分普遍了，也就是说利终究是大于弊的，这也是国家大力扶持光伏发电的一个主要原因。

分布式发电：通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦(也有的建议限制在30~50兆瓦以下)的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。

主要包括：以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电(光伏电池、光热发电)、风力发电、生物质能发电等。

简介：

分布式发电的优势在于可以充分开发利用各种可用的分散存在的能源，包括本地可方便获取的化石类燃料和可再生能源，并提高能源的利用效率。

分布式电源通常接入中压或低压配电系统，并会对配电系统产生广泛而深远的影响。传统的配电系统被设计成仅具有分配电能到末端用户的功能，而未来配电系统有望演变成一种功率交换媒体，即它能收集电力并把它们传送到任何地方，同时分配它们。因此将来它可能不是一个'配电系统'而是一个'电力交换系统(Power delivery system)'。分布式发电具有分散、随机变动等特点，大量的分布式电源的接入，将对配电系统的安全稳定运行产生极大的影响。

为落实《国家发展改革委关于完善陆上风电、光伏发电上网标杆电价政策的通知》（发改价格〔2015〕3044号）、《转发国家发展改革委 财政部 国家能源局关于2018年光伏发电有关事项的通知》（粤发改能新函〔2018〕3532号）和《关于进一步规范可再生能源发电项目电费结算及补贴资金转付有关工作的通知》（南方电网财〔2018〕78号）的文件要求,广东电网公司对分布式光伏项目上网电量结算和国家补贴转付方式，自2018年10月1日起,居民分布式光伏发电项目的，“自发自用，余电上网”模式和“全部自用”模式的两种用户，补贴费用都由供电部门统一垫付；对于非居民分布式光伏发电项目的，“自发自用，余电上网”模式和“全部自用”模式的两种用户，补贴费用待纳入国家补贴目录并收到国家补贴资金后再转付，供电部门不垫付。

为推动分布式发电应用，促进节能减排和可再生能源发展，国家发展改革委关于印发《分布式发电管理暂行办法》的通知【发改能源〔2013〕1381号】（以下简称《办法》）规定，对于分布式发电，电网企业应根据其接入方式、电量使用范围，提供高效的并网服务，《办法》对入网时如何计价等相关问题做出阐述，并且表示将会给予一定补贴；《办法》还鼓励企业、专业化能源服务公司和包括个人在内的各类电力用户投资建设并经营分布式发电项目，豁免分布式发电项目发电业务许可 。

发改委五措施推进分布式发电应用

为推动分布式发电应用，促进节能减排和可再生能源发展，昨日，国家发改委发布了《分布式发电管理暂行办法》，提出了五大举措。

《办法》中豁免了分布式发电项目发电业务许可，鼓励企业、专业化能源服务公司和包括个人在内的各类电力用户投资建设并经营分布式发电项目。

分布式发电实行分级管理，各省级投资主管部门和能源主管部门组织实施本地区分布式发电建设，国务院能源主管部门组织分布式发电示范项目建设。

另外，《办法》要求，电网企业负责分布式发电外部接网设施以及由接入引起公共电网改造部分的投资建设，并为分布式发电提供便捷、及时、高效的接入电网服务。同时，分布式发电以自发自用为主，多余电量上网，电网调剂余缺。电网企业应保证分布式发电多余电量的优先上网和全额收购。

《办法》称，对符合条件的分布式发电给予建设资金补贴或单位发电量补贴，建设资金补贴方式仅限于电力普遍服务范围。对农村、牧区、偏远地区和海岛的分布式发电，以及分布式发电的科学技术研究、标准制定和示范工程，国家给予资金支持。

发改委表示，此次《办法》适用于以下分布式发电方式：总装机容量5万千瓦及以下的小水电站；以各个电压等级接入配电网的风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等新能源发电；除煤炭直接燃烧以外的各种废弃物发电，多种能源互补发电，余热余压余气发电、煤矿瓦斯发电等资源综合利用发电；总装机容量5万千瓦及以下的煤层气发电；综合能源利用效率高于70%且电力就地消纳的天然气热电冷联供等。

最近《分布式光伏发电示范区工作方案》（草案）由国家能源局颁布，方案包括项目可行性分析、落实项目安装条件、工作进度安排、政策支持机制、组织实施方式、示范区选择原则等六方面 。

一、项目可行性分析

在落实安装条件的基础上，调查分析各项目的运行条件：例如，安装光伏的单位的光伏发电出力与用电负荷的匹配情况项目光伏发电量和自发自用比例项目的发电成本及合理收益，与用户侧替代网购电的价格对比，并考虑消费光伏发电量的用户的收益分成，提出最低度电补贴标准建议。

二、落实项目安装条件

省(区、市)级能源主管部门指导拟开展示范的工业园区管委会、承担分布式光伏发电投资经营的企业，落实光伏安装和运行条件。

三、工作进度安排

能源局要求各省级能源主管部门(含计划单列市)按要求，组织编制示范区实施方案并初步论证后，于2013年7月10日前将实施方案上报国家能源局。国家能源局对各地区上报的示范区实施方案进行审核，按照示范区的先进性、经济性、可推广性进行筛选，并将实施方案送电网企业研提配套电网落实的意见。在7月20日前明确示范区名单，于2013年7月底前启动建设。

四、政策支持机制

按分布式光伏发电项目的发电量给予补贴。自发自用电量和多余上网电量均按照统一标准补贴(暂按补贴期限20年测算，以国家价格主管的文件为准)，中央财政不再给予项目投资补贴在国家补贴标准之外，地方政府可给予项目投资补贴或增加度电补贴。

用户从电网购电执行正常的用电价格政策，多余光伏发电量上网，由电网企业按照当地脱硫燃煤火电标杆电价收购。

对光伏发电的发电量、多余光伏发电量上网电量，由电网企业负责计量、统计，并据此按照国家规定的度电补贴标准按月转拨国家补贴资金。

光伏发电项目可由电力用户自建，也可采用合同能源管理方式。合同能源管理企业应与电力用户应依据国家关于合同能源管理等规定，签订能源服务协议。

五、组织实施方式

国家能源局负责指导各地区分布式光伏示范区建设，协调并督促电网企业做好配套并网服务，及时解决示范区实施中遇到的政策方面的问题。

六、示范区选择原则

在具备规模化应用、经济性好的地区率先开展示范,鼓励园区的分布式光伏发电项目由一个业主统一投资建设经营，由其统一协调建筑屋顶使用、光伏发电量消费以及与电网的关系。

所谓“分布式能源”是指分布在用户端的能源综合利用系统，以热电冷联产技术为基础，与大电网和天然气管网组网运行，向一定区域内的用户同时提供电力、蒸汽、热水和空调冷水(或风)等能源服务系统。

分布式能源系统能源综合利用效率在75%~90%之间，并且由于其贴近用户进行能量转换，避免了远距离送电带来的输变电损失以及输热损失。

分布式能源要依靠多种投资主体进入市场领域，改变只依赖政府来发展分布式能源的观念。要通过建立体系和市场运作，用逐步回收的资金再来扩大建设和经营的范围，形成滚动式的发展。中国三峡电站已经成功地实行了这一机制。发达国家已经形成了很好的运营体制，取得了很充分的经验。这些都是发展分布式能源需要借鉴的。