光伏发电、风电并网难在哪些方面
光伏发电和风电目前并网难在以下两方面(仅供参考):
1、接入难,光电和风电出口电压在10kV-35kV不等,要么直接并入电网,要么就得自筹资金建设升压站,升到一定电压等级才允许接入电网。
2、准入难,就是国网对风、光上网的要求越来越高,不但要有风功率预测系统,将来还要具备参与调峰的条件,具备功率控制系统;还要求电能质量合格等。
其他客观因素还有很多,以上主要是技术上的
原因有三:
一是异步风力发电机的转子转速根据风力大小时刻处在“调节”状态,一旦转速不稳定,导致转子磁场与电网磁场“滑差率”改变,会导致频率突变、频率突变导致电压突变,只有当风力和风速恒定时,转子转速才稳定,发出电才符合“并网”要求,但风速极少处于恒定不变的状态,事实是风速基本上时刻在变。所以异步发电机发出电的“电能”本身并不适合与“电网”同步的并网要求。
二是产生谐波和“无功”,因为转子磁场是消耗电网能量产生的磁场效应,转子磁场和电网磁场会有“互感”,由于转子磁场的感应电流没有设计成与电网同步或反相,因而会产生与电网频率不同的“谐波”,也会给电网带来“污染”和负担。
三是不受电网节制。像火力发电厂的同步交流发电机的转速经与电网短时间的“磨合”后最后都是与电网“同步”,但异步风力发电机由于某些结构不能与电网保持“同步”,决定了不能像火力发电厂的发电机所发出的电那样成功并网。如果异步风力发电机运行在独立或者说是“离网”的状态,特别是用于电加热,其优势会得到充分发挥,但其必须依赖电网提供励磁又不与电网保持“同步”关系决定了“异步”在并网中的劣势。目前我们国家风力发电并网“难”题主要体现在许多风力发电机都处在“异步”状态。
2 风电不稳定是既成事实,哪里都是一样。电网公司不愿意接受也是可以理解的。电网接受了风电并不能减少火电厂的容量,因为一旦风没有了,马上需要启动火电机组来满足电网负荷的要求,而火电机组启动过程很长,这段时间的煤耗很大,是很不经济的,也是不安全的;
3 现在电网公司要求,新建的风力发电厂必须设置储能设施,目前都是采用蓄电池组来储能。但是蓄电池的容量不大,不可能大量的储存电力,只能解决一时的问题,不能解决较长时间没有风的供电容量;
4 风电容量被搁置的最大问题是:好风场都是在西部大漠中,很多国营公司在那里建了风电场,但是附近没有线路可以来将电力送出。而专为风电架设线路很不合适,因为再大的风电,其容量在电网看起来、与火电厂比起来,也是很小很小的。专设一回线路,利用率极低,加上维护投资,很不合适。
可再生能源发电并网不是大家说的那么难,都可以并网;
但是并网,并一定就能把所发的电全部输到网上去,这就是大家理解的并网难得问题;
其实这个和电网的调度息息相关,即便是火电厂也同样是不能保证发电小时数的恒定保持,说回来这又和用户有很大的关系,电这个东西,只能在通过网上传输,如果没有消化也就无法传输,要么就储存,所以会有很多调峰电厂和抽水蓄能电厂的平衡。
光伏发电的不稳定性,和不确定性,目前国网的发展还是不错的,按照报道中说明,就青海海西州2011年并网的913MW光伏发电,截至2012年6月30日,发电量6.15亿度;
折算后约计:
光伏50MW约计0.67亿度/年,虽然没有理论上那么高,但已经相当不错了;
光热电站目前国外数据:
槽式(无储热)50MW约计1.03亿度/年;
槽式7.5小时储热50MW约计1.58亿度/年。
第二,风电并网国家标准已由中电联报批国家能源局.此标准的制定者——中电联(理事长为国网掌门人刘振亚),中国电力顾问集团公司及其下属东北、华东、中南、西南电力设计院(项目大多来源于电网公司),国家电力调度通信中心(隶属国网),南方电网电力调度通信中心(隶属南网),南方电网技术研究中心(隶属南网),中国电力科学研究院(隶属国网),许继集团(隶属国网)和国电机械设计研究院(隶属华电集团)。
多说及句,风能就是不稳定的,如何解决用电的连续性和风力发电的不连续性,就是要靠“电力系统”的优势,电力系统就是用电力网络连接各种类型的发电厂和各地的用户而组成的系统,只要能使系统中的总发电功率大于总用电功率,就不会造成停电;当一地的风力不能发电时,可能水利刚好能发电,可能太阳能刚好能发电,可能潮汐电厂刚好能发电、可能其它地区的风力电厂也能发电,最后还有火力发电厂和核电厂作为后盾,因为所有电厂连在一起,“互通有无”,因而连续供电是不成问题的;
电网不用为此进行专门的改造,为提高供电可靠性和降低总社会能耗的电网改造一直都没有停止过,将来随着智能电网建设的深入,电网将更加稳定、经济、安全、灵活和高效。
发电机组并网的四个条件:
1. 发电机的频率与系统频率相同。
2. 发电机出口电压与系统电压相同,其最大误差应在5%以内。
3. 发电机相序与系统相序相同。
4.发电机电压相位与系统电压相位一致。
当满足以上四个条件时,可以合上并网开关,使发电机组并入系统运行。
屋顶落实难?政府当裁判
我家屋顶为什么要给你来用?对屋顶造成破坏谁负责?出现了问题找谁说理?当屋顶资源所有者面对寻上门的屋顶光伏投资者时,普遍存在上述疑问。怕扯皮的心理让他们普遍望而却步。
让屋顶所有者自己建光伏?一不懂技术,二需要投资,三是嫌麻烦,除非是光伏产品生产企业和个别“环保斗士”,否则没有几户人家愿意动这个脑筋。
“屋顶那么大,可用的却没有几个。”成了当前分布式光伏发电推广应用面临的第一道难题。
“企业的现有屋顶,绝大部分没有考虑到光伏发电的要求,承重、防漏、安保都有不少问题;10万平方米屋顶的大型企业,通过出让屋顶获得的电价节省每年不超过70万元。如果不考虑社会责任和政府推动,衡量得失,许多企业不愿意提供屋顶。”浙江省政府有关部门的领导对屋顶落实难深有体会。
嘉兴市政府扩大分布式光伏发电规模开发和市场应用,率先从落实屋顶资源上寻求突破。嘉兴市政府有关政策特别规定:新增建筑屋顶面积达到一定规模的,必须按照光伏建筑一体化的标准同步设计、同步建设屋顶光伏电站。
作为嘉兴光伏发电“先锋军”的光伏高新技术产业园,对屋顶资源采取了统一规划、统一收储、统一标准、统一管理的“四统一”模式,组织开展屋顶资源前期摸排,逐步建立可建分布式光伏电站屋顶资源数据库,统一收储屋顶资源。
“园区内屋顶资源多元化,有工业建筑、居民住宅、市政、科技园区、商业楼宇等。目前,我们对已建建筑划分出12个3~6兆瓦装机容量的集中连片区,提前与屋顶业主签订安装协议,统一屋顶租赁和电价优惠及合同能源管理政策标准,这样政府就掌握了相当数量的屋顶资源。”嘉兴市光伏高新技术产业园区管委会徐凯平告诉记者。
在光伏发电项目投资者与屋顶资源所有者之间签订协议书,政府也不做旁观者,而是作为“丙方”全程参与和见证项目建设过程。
记者在园区管委会看到嘉兴市晶科能源发展有限公司作为开发运营商,与上海交大科技园(嘉兴)有限公司签署的光伏示范应用项目协议书中,嘉兴市光伏高新技术产业园区管委会就作为丙方出现在协议书上。三方协议书对丙方权利和义务的规定包括:督促甲乙双方各自义务的履行,支持甲乙双方各自权利的实现;对乙方办理政府许可文件、环评批复和电网接入批复、组织调试及验收等在合法、合理的情况下提供必要的协助;甲乙双方发生争议时,根据甲、乙一方或双方的请求,丙方参与调解。
“有了政府出面担保,大大增加了投资和业主双方的信任度,这样就不担心出了纠纷没地方投诉了。没有后顾之忧,光伏发电项目的推进自然大大加快了。在光伏高新技术产业园区内,除了不适宜安装的屋顶,大部分屋顶都已安装或将安装光伏。”在上海交大产业园研发楼的楼顶,嘉兴市光伏行业协会副秘书长徐韶指着满眼可见的屋顶光伏组件时对记者说道。
“没有三方协议和相关规定之前,有些屋顶企业随意要价,临时反悔租赁合同的现象十分普遍,对我们投资商的利益损害非常大。自从有了政府的介入,我们深深感到利益得到了保障。”浙江优太新能源有限公司嘉兴分公司总经理何以平也对记者表示。
据记者了解,担当第三方的园区管委会,不仅担当纠纷处理的裁判,还统筹安排屋顶资源,平衡分布式电站建设中“好”屋顶与“差”屋顶的分配,避免投资商为抢夺资源而出现恶性竞争,成为关键的“第三方”。
为进一步规范屋顶资源市场,园区管委会还制定了两个范本的屋顶租用方式:一是屋顶资源所有者直接出租,投资者按照一年6元/平方米的租金支付,之后所发电量所得全部由投资者所有;二是光伏电站所发电量首先供屋顶业主使用,余电上网,屋顶业主按市电价格的9折电价向投资者支付电费。
两种方式都实现了投资者和业主双方均得益的结果。
贷款融资难?政策出奇招
金融机构往往会选择还款信誉好、背景雄厚、投资回报稳定的企业作为贷款发放对象。他们认为,分布式光伏电站投资回报预期不确定、时间长、存在较大风险,因而严格控制对光伏项目的贷款发放,特别是一些中小型企业很难获得银行贷款。融资难,成为分布式光伏发电的又一桎梏。
“针对金融机构在光伏发电应用的收益权保证、运营风险控制等方面存在的顾虑,嘉兴市政府积极探索建立与分布式光伏发电项目相适应的信贷方式,力求形成当光伏发电应用出现金融、保险、投资方、屋顶业主及系统质量等各种风险时的抗风险机制,并积极争取金融机构的支持。”嘉兴市委副书记、市长肖培生介绍嘉兴经验时说。
为强化融资保障,嘉兴市政府鼓励支持在嘉兴光伏高新技术产业园区内设立专业金融机构,大力引进各类光伏产业投资基金,探索建立光伏企业公开发行债券融资新机制,进一步创新金融体制,拓展融资渠道。
建立政银企沟通机制,要求金融机构加强对嘉兴光伏企业及发电项目给予信贷支持,对嘉兴光伏产业重点扶持企业及项目所贷款项执行国家基准利率不上浮,不增加额外融资条件和项目。
徐凯平介绍说,园区管委会已与多家银行接洽,并为他们在全区内开设分支机构预留了地点,以政府的诚信换取金融机构的支持。目前,已有多家银行到全区进行了考察,并制定在园区落户的方案。其中,国家开发银行、民生银行等银行给予了嘉兴市重点光伏应用项目和企业很大的信贷支持。
在取得金融机构贷款支持的同时,嘉兴市政府还谋划从多角度进一步为企业融资铺平道路。
一是提供贷款担保和贴息。即政府出资,并吸纳社会资本,成立贷款担保基金,优先向重点光伏企业提供流动资金贷款担保,对光伏产业基础设施建设贷款,优先提供财政贴息。
二是设立光伏产业创业(风险)投资引导资金。在市创业(风险)投资引导资金中,专门设立光伏产业创业(风险)投资引导资金,其金额不小于市创业(风险)投资引导资金总额的35%,专项用于引导各类创业投资机构投资光伏企业。
三是支持上市融资。助推光伏企业进行股份制改造,在资产重组、优化配置、财务管理、辅导上市等方面提供协调服务,一企一策,予以上市政策扶持。帮助企业做好与资本市场及有关机构的沟通衔接,扶持企业在海内外市场特别是境内市场发行上市。
稳定的经济回报,是解决投资商与金融部门各方面顾虑的关键。在提供融资支持的基础上,嘉兴市政府和有关研究机构积极探索融资模式。创建电付通平台和保证金池(或基金池)正是嘉兴融资模式探索的产物。
“通过一系列的举措来收取用电企业的电费,并存入平台,平台提取一定的比例(大约10%)存入保证金池,当电费收取遇到特殊情况,暂时可以从保证金池中提取,保证各方利益,解决融资难的问题。”徐凯平向记者介绍了他们的设想。
保险是否健全在某种程度上也决定着融资成功与否。“投资方投资光伏电站的投资回报主要来源就是发电收入,以及各级政府发放的度电补贴。光伏电站投入使用后,在长达25年使用期内,年发电量能否达到理论上预期的水平,还会受到实际光照等气象条件、电站组件性能、以及其它意外事故的影响和制约,因而存在风险。有风险就会影响融资。”徐凯平说,目前他们正在与中国人保财险、安邦保险、太平洋保险、英达财险等商业保险机构,探讨光伏电站保险保障的可行性。嘉兴市光伏高新技术产业园提前制定的《分布式光伏应用创新保险模式试点方案》,从电站施工期建议承包险种,电站运行维护期间建议承保险种等给保险机构提供了很好的参考。
8月13日,安邦保险在嘉兴光伏高新技术产业园区内举行了现场交流会,探讨“太阳能光伏电站综合运营保险条款”。记者看到,在这份还未实行的条款总则中规定:“本条款由电站运营期一切险、太阳辐射发电指数保险、营业中断电费收入损失保险和通用条款组成。”从各个角度为光伏电站提供保障的保险,正呼之欲出。
并网接入难?技术来保障
“与集中式地面光伏电站相比,分布式光伏发电是具有不确定性的,并网后,势必会对电网造成影响。国家电网公司要求所有分布式光伏都要并网,电网安全运行、调度、检修都是新的课题。”国网嘉兴供电公司副总经理王坚敏对记者说。
并网接入难是个不可否认的难题。并网难,说到底不是政策问题,而是技术问题。在嘉兴,有了政府的主导和供电公司的配合,难题不再难。
在工作之初,嘉兴市政府就将重点企业研究院作为推进光伏产业技术创新的核心载体,并以市场化运作为导向,推进光伏产业科研体制创新,在嘉兴光伏高新技术产业园区内建设了包括分布式光伏并网技术研究院、光伏装备与智能控制研究院、光伏能源应用技术研究院等四大重点研究院,对光伏并网相关技术进行深入研究。
“我们研究院重点以光伏并网系统设计和区域智能电网研究为主攻方向,承担光伏发电并网、上网技术研发和产业化研究,为大型集中式光伏发电系统、分布式微网系统、小型家用光伏发电系统及光伏发电运行监管、区域智能电网管理、增值服务、通信信息等提供技术支撑。”浙江分布式光伏并网技术研究院院长王越超告诉记者。
光伏装备与智能控制研究院和光伏能源应用技术研究院也分别有研究与并网相关的课题。前者对智能电网接入控制设备、光伏逆变器进行重点攻克;后者则完成了掌控并网运行模式下为微网运行策略的灵活切换技术、开发出了微网监测平台等重点技术。在研究机构的技术支撑下,一个一个并网难题被攻克。
如果光伏系统本身质量不过关,并网后对电网运行安全的危害是难以估量的,这曾经是电网公司顾虑的原因之一。“分布式光伏是新鲜事物,我们对客户自行安装的屋顶光伏系统既不具有监测评估的资格,也不具有评估的能力。”嘉兴供电公司营销部寿江云说。
于是,嘉兴市在建设安装标准上求突破,由政府部门会同相关企业技术人员,从产品选型、屋顶承载、建设布局,到竣工验收、运营维护,制定了一系列技术标准,特别是规范产品的技术参数,鼓励高效电池组件、新型逆变器等新技术的应用,明确光伏方阵场、光伏系统输配电与控制缆线等布局要求。同时,引入北京鉴衡认证中心作为分布式光伏发电项目的第三方检测机构,负责项目验收。
在嘉兴市政府的领导下,嘉兴供电公司密切配合,在并网接入规范上求突破,出台了《嘉兴电网分布式光伏保护配置及整定技术规范(试行)》、《分布式电源接入配点网继电保护配置及整定技术规范(试行)》等5项技术规定,以及《10千伏发电项目接入系统典型设计》、《居民光伏接入系统典型设计和典型方案》。
同时,优化并网服务,由电力部门牵头,构建制度保障、服务保障、电网规划、技术支持、运营监控、电量结算六大体系,出台了《分布式光伏发电并网服务管理办法》、《居民家庭并网服务规定》、《调度运行规定》等分布式光伏发电并网接入制度,建立电力部门“一个口子”对外并网服务和全称负责体系。
在一系列技术规范和制度的保证下,嘉兴供电公司实现了并网申请全部按时限要求受理,符合要求的分布式光伏项目全部按时限并网。
在嘉兴供电公司向政府有关部门呈报的7月25日至8月1日 《光伏发电并网服务周报》中,记者看到:全市已累计受理光伏项目总计200个,总装机容量254.12兆瓦,已并网运行光伏发电项目总计111个,总并网容量158.50兆瓦,并网装机容量占全市受理装机容量的62.37%。周报对因为并网验收不通过或客户自己原因造成的未并网情况也做了详细说明。
电费回收难?合力同应对
电费回收难,难在哪里?难在使用别人的屋顶作为发电场地,一旦遇到屋顶资源所有者拖欠电费,电站运营商作为一个普通企业,并没有好的办法处理,将面临巨大的电费回收风险。
其实,电费回收对像国家电网公司这样的大型央企来说,也是个难题。国家电网公司采取以优质服务感动用户的方法,加上《按照电力法》强制拉电的方式,也不能完全回收到位,对于员工数目不多的中小民营企业来说,更是难上加难。
浙江优太新能源有限公司嘉兴分公司总经理何以平就向记者谈出了他们的无奈:“我们负责电费回收的只有两三个人,分布式光伏的业主非常分散,我们没有人力天天上门催缴;我们也不能像电网公司可以直接拉电,拉了光伏电,业主还是可以用市电,对用户不会有任何影响,但我们的损失就大了。”虽然她所在企业因为刚进入电费回收期,还没有碰到过这样的事,但对别的投资商遭遇拖欠电费的事也有所耳闻,并有所担忧。
作为一家有丰富海外光伏投资经验的公司,浙江优太新能源有限公司习惯用法律武器保护自己。公司作为受电方与屋顶资源所有者之间实现签订购受电协议时,都会明确规定电能计量方式、电量结算期、结算依据、结算方式、结算时间以及争议解决方式。“如果遇到恶意拖欠电费,我们会采取法律手段,除非是破产倒闭企业,相信我们的电费是能够追回来的。”何以平对记者说,当然,公司在选择屋顶业主时也会非常谨慎。
作为园区管委会工作人员的杨建平,对于管委会投资的沙家浜社区的电费回收却一点也不担心。
“我们的电费是从给屋顶所有者的屋顶资源租金中扣除的,租金每年年底时付给居民用户,居民也是先用电,到年底结算电费。通常情况下,电费金额肯定小于租金,这样,付租金时扣除电费就可以了。”杨建平说。
虽然在记者的采访中,并没有感到嘉兴电费回收是个很大的难题,但嘉兴市政府却未雨绸缪,制定政策防止电费回收难的发生。
据介绍,目前嘉兴电费的收取途径有四个:一是由银行负责托收;二是在银行收不到的情况下,由政府委托的第三方运维公司进行电费收取;三是在运维公司收不到电费的情况下,由政府进行协调;四是在政府协调无果的情况下,采取相关法律手段解决。
嘉兴光伏高新技术产业园同时还在探索光伏发电全额上网,由电网公司按照脱硫标杆电价先付给电站运营方的方式。
“电网公司肯定不会拖欠电费,光伏发电计量结算效率会大大提高。”徐凯平说。但他同时表示,这只是他们的初步想法,还需要和有关单位协商。
“不断拓宽融资渠道,创新融资平台,积极探索电费结算交易、电量就近消纳等机制,健全完善扶持政策,进一步提高投资商的积极性。真正使光伏制造企业有效益,光伏发电投资开发企业有盈利、光伏发电投资公司的商业模式创新可持续。”8月4日,嘉兴分布式光伏发电交流会上,肖培生市长的话掷地有声。
风电并网难是一个困扰着行业的难题,怎样简单容易的实现风电并网似乎无解,但是也是有缝可寻的,风电并网难问题实非无解,以下三点是非常重要的,也是必须注意和掌握的。
首先,在风电基地的开展上切忌贪大求全,要视地域状况和开展需求有步骤、有节拍地实行。比方蒙东、蒙西这样天然劣势集中的地域,要在合理规划的前提下走可连续开展的开发途径。而某些地域,比方新疆,在甘肃的风电都难消纳的现状下,再继承鼎力增添风电装机范围显然是不合理的。
其次,调度规矩和运行方法的改变势在必行。我国推行的节能调度,并没有真正实行开,后果也不好。咱们晓得风力资源由于其天然动摇性,会有产出不稳固性的特征,这往往使得需求激烈时提供方软弱,而提供激烈时需求方缺乏。因而,如何调度风电资源是优先要处理的课题。
另一方面,在调度规矩上也需灵巧改变。国外大多数国家都规矩一切的电源是能够参加调峰的,水电、燃气发电都100%参加调峰,煤电能够50%深度调峰、核电都有15%~30%的调峰幅度,但我国目前条件下,假如不进行技巧革新和调度标准的革新,核电、煤电和热电联产都很难进行深度调峰。同时,国家在核准名目,制订标杆电价时核电、火电每年都有绝对固定的发电规划(年应用小时数),这种运行方法无法满意风电不弃风的请求。从技巧上进步调峰才能,增添抽水蓄能电站和可调度的燃气电站,以及进步火电的调峰的灵巧性,建立契合低碳开展,契合气象友爱,契合节能调度的新调度机制才能从基础上处理风电并网难题。
节能环保是目前的主要话题深入到各行各业,但是怎样做到既节能环保又能有力的提升工作效率呢?那就要注意以上三点了。一是要建立有序、有节拍、范围化和散布式开展相联合的基础观点;二是要重点做好电力调度的体制和机制革新;三是要处理好长间隔保送的问题。以上三个方面缺一不可,其中调度规矩的改变是关键关键之一。
三个显著问题
一是电源建设无序、过快,电网工程核准环节多、周期长,而电网疲于应付。这一点,连新能源的投资者都没有否认过。
二是电网现有的调峰能力不足。风电具有显著的随机性和间歇性,大规模并网后,需要增加快速调峰电源(抽水蓄能、燃气电站等)保障电网安全。全球风电装机规模最大的几个国家中,西班牙的快速调峰电源比重达到34%,是风电的1.7倍美国高达47%,是风电的13倍。我国“三北”地区电源结构单一,快速调峰电源比重不足2%,难以适应风电更大规模建设的要求。
三是电网跨区消纳能力有待提高。以北欧为例,丹麦、瑞典、挪威、芬兰四国之间建立了北欧电力市场,互通有无。无风时,丹麦从邻国挪威进口水电,而风电富余时,丹麦就会将风电卖给其他国家,这都有赖于坚强跨国电网支撑。我国吉林省风电机组年运行小时数已经由2008年2163小时降至2012年1420小时,一个主要原因就是风电消纳外送的特高压通道迟迟没有打通。
此外,国家能源局2015年4月28日公布的关于一季度全国风电并网运行情况显示,一季度,风电平均利用小时数477小时,同比下降2小时;弃风电量107亿千瓦时,同比增加58亿千瓦时;平均弃风率18.6%,同比上升6.6个百分点。
建议
第一,应把建设坚强智能电网作为新能源发展的重要保障。这不仅有利于促进大型可再生能源发电基地开发消纳,也有利于促进分布式电源的发展。
第二,应该健全相关法律,完善政策支持体系。
第三,风电、太阳能发电等清洁能源具有显著的间歇性和随机性,应注重其对电网安全的冲击,加强并网管理。