光伏電站容配比提高有何意義？
2020-06-01
站在“十三五”末，光伏實(shí)現平價(jià)已經(jīng)迫在眉睫，在度電成本的嚴苛要求下，所有能夠有效降低LCOE的手段都開(kāi)始“登臺獻藝”，而提高容配比就是其中尤為關(guān)鍵的一環(huán)。
2019年年底，在住房和城鄉建設部辦公廳下發(fā)的關(guān)于國家標準《光伏發(fā)電站設計規范(征求意見(jiàn)稿)》中，正式提出了放開(kāi)容配比的限制。雖然文件還未正式公布，但是據某設計院人士介紹，從新規評審過(guò)程看，各方都同意提高容配比，來(lái)助力降本增效，推進(jìn)國內平價(jià)、競價(jià)上網(wǎng)項目申報。
光伏電站容配比提高有何意義？
提升容配比，從本質(zhì)上講是提高逆變器、箱變的設備利用率，降低逆變器、箱變的工程造價(jià)。同時(shí)，提高容配比還可以攤薄升壓站、送出線(xiàn)路等公用設施的投資成本，進(jìn)一步降低造價(jià)，降低發(fā)電成本。
事實(shí)上，在存量光伏電站中提高容配比的情況也較為普遍，尤其是從光伏領(lǐng)跑者開(kāi)始，競價(jià)帶來(lái)的壓力將提高容配比這一方案推到了前臺。據十一科技華東分院某技術(shù)人員介紹，在2018年的領(lǐng)跑者項目中，就已經(jīng)考慮1.3-1.4容配比，由于政策及能監局限制超配，因此一般考慮1.05-1.1容配比。從2019年下半年的平價(jià)項目開(kāi)始，光伏項目普遍都在考慮提高容配比。
容配比“松綁”：來(lái)自補貼、電網(wǎng)、棄光的挑戰
顯然，不論是設計規范還是從光伏電站自身來(lái)說(shuō)，提高容配比已成共識。但是與國外不同，目前，我國容配比提升在實(shí)施的過(guò)程中，依然存在挑戰。
第一，補貼核算的限制。受制于可再生能源補貼拖欠的大環(huán)境，主管補貼發(fā)放的財政部不允許光伏電站大規模提高容配比——這意味著(zhù)補貼額度的增大，對于他們來(lái)說(shuō)，提高容配比后，本就拮據的補貼資金更為雪上加霜。光伏們獲悉，近日財政部門(mén)正醞釀啟動(dòng)存量光伏電站的容配比核查。
第二，電力波動(dòng)性的考驗。盡管從原理上，提升容配比可以讓光伏出力相對平滑，但同時(shí)這也意味著(zhù)，容配比提升之后，所發(fā)電量越多，相同規模的光伏電站會(huì )有更多的電量接入電網(wǎng)，電網(wǎng)穩定性考驗越大。作為全球最強電網(wǎng)，維護電網(wǎng)安全是我國電網(wǎng)公司的首要任務(wù)，任何可能帶來(lái)波動(dòng)的電力形式自然不受待見(jiàn)。
第三，棄光的風(fēng)險。容配比提升，電站發(fā)電量提高，還牽涉到棄光風(fēng)險問(wèn)題。按照我國最高5%的棄光率要求，提升容配比后，很多電站可能會(huì )越過(guò)5%這條“紅線(xiàn)”，這也就不難理解，為什么很多地方“向往”提升容配比，卻不敢輕易觸碰。
挑戰之下，光伏必須致力于成為電網(wǎng)友好性電源
面對上述相關(guān)風(fēng)險，在即將面對全面市場(chǎng)化的前提下，光伏行業(yè)不能一味的打口水仗要求電網(wǎng)予以支持，無(wú)論是調峰還是棄光，電網(wǎng)都很難做出讓步，所以光伏企業(yè)必須想辦法從技術(shù)層面加以解決。
針對補貼核算問(wèn)題，業(yè)界一直在呼吁以交流側額定功率定義容量。如果以逆變器的交流側額定有功功率之和作為電站容量的定義，不僅將提高系統利用率，還能夠解決土地審批和并網(wǎng)點(diǎn)容量確定的問(wèn)題。據了解，目前海外主要市場(chǎng)如日本等普遍按照交流側來(lái)限定電站容量。當然，這個(gè)問(wèn)題在平價(jià)之后，也將迎刃而解——國內光伏電站將不再受制于補貼資金的約束。
另一方面，高容配比可以讓光伏電力輸出更平滑，從而提高電網(wǎng)友好性。隨著(zhù)容配比的提高，光伏電站滿(mǎn)載工作時(shí)間延長(cháng)，電站輸出功率隨輻照度波動(dòng)引起的變化降低。
下圖是陽(yáng)光電源在美國一個(gè)205MW實(shí)際電站的日輸出功率曲線(xiàn)，該電站采用1.42倍容配比+跟蹤系統設計。由圖可見(jiàn)，逆變器從早上8:00點(diǎn)到下午17:00一直處于滿(mǎn)功率運行狀態(tài)，相比于傳統光伏電站拋物線(xiàn)型的發(fā)電曲線(xiàn)，該電站的發(fā)電功率曲線(xiàn)更為平滑，整個(gè)光伏電站的輸出更加穩定，大大提高了電網(wǎng)友好性。
但是，如果想徹底解決光伏波動(dòng)性問(wèn)題，同時(shí)應對因容配比提高帶來(lái)的光伏電力增加有可能導致的棄光風(fēng)險，光伏配套儲能才是終極解決方案。以日本秋田大館FIT(Feed-in Tariff)電站為例，這是一個(gè)通過(guò)直流側加裝儲能解決棄光和電網(wǎng)波動(dòng)性的典型案例。據介紹，該項目獲得FIT補貼的限定交流容量為49.5kW，直流側安裝350kW組件,超過(guò)7倍容配比設計。
“為了提高售電收益，陽(yáng)光電源為該電站配置1.1MWh儲能系統，自動(dòng)儲存功率限制外的多余電量避免棄光，實(shí)現電站24小時(shí)持續售電，最大化提升項目經(jīng)濟收益”，陽(yáng)光電源相關(guān)人士介紹道，此外，該方案也很好的解決了電網(wǎng)波動(dòng)性的難題，平滑了光伏電力輸出。
目前國內各省已陸續出臺相關(guān)政策要求光伏電站配備儲能，并且已經(jīng)有多個(gè)省份開(kāi)展了光伏+儲能的試點(diǎn)項目，毫無(wú)疑問(wèn)，這是光伏電力實(shí)現真正電網(wǎng)友好的必經(jīng)路徑之一。在2020年青海2GW的光伏競價(jià)中，明確了需要考慮儲能配置的分攤成本;山西電網(wǎng)近日發(fā)文要求光伏電站進(jìn)行一次調頻改造，儲能便是其中的方案之一。雖然目前國內市場(chǎng)受限于儲能成本問(wèn)題仍在起步階段，但相關(guān)人士表示，儲能可能成為未來(lái)電站進(jìn)行一次調頻改造的主流方案。
需要注意的是，所謂光儲融合，并不僅僅是光伏系統和儲能系統的簡(jiǎn)單相加，這需要技術(shù)上的深度融合，以此實(shí)現1+1>2的優(yōu)化效果。據光伏們了解，目前行業(yè)內在光伏、儲能這兩個(gè)領(lǐng)域均有亮眼表現的企業(yè)并不多，陽(yáng)光電源是其中一個(gè)。
在全面市場(chǎng)化的壓力之下，光伏產(chǎn)業(yè)需要應對成本、電網(wǎng)、回報率等各方面的壓力，避開(kāi)政策方面不談，從技術(shù)本身來(lái)看，提高容配比顯然能夠在平價(jià)路上助光伏行業(yè)一臂之力，同時(shí)，光儲的深度融合也必將是全面平價(jià)時(shí)代的最佳選擇。
來(lái)源：光伏們
2019年年底，在住房和城鄉建設部辦公廳下發(fā)的關(guān)于國家標準《光伏發(fā)電站設計規范(征求意見(jiàn)稿)》中，正式提出了放開(kāi)容配比的限制。雖然文件還未正式公布，但是據某設計院人士介紹，從新規評審過(guò)程看，各方都同意提高容配比，來(lái)助力降本增效，推進(jìn)國內平價(jià)、競價(jià)上網(wǎng)項目申報。
光伏電站容配比提高有何意義？
提升容配比，從本質(zhì)上講是提高逆變器、箱變的設備利用率，降低逆變器、箱變的工程造價(jià)。同時(shí)，提高容配比還可以攤薄升壓站、送出線(xiàn)路等公用設施的投資成本，進(jìn)一步降低造價(jià)，降低發(fā)電成本。
事實(shí)上，在存量光伏電站中提高容配比的情況也較為普遍，尤其是從光伏領(lǐng)跑者開(kāi)始，競價(jià)帶來(lái)的壓力將提高容配比這一方案推到了前臺。據十一科技華東分院某技術(shù)人員介紹，在2018年的領(lǐng)跑者項目中，就已經(jīng)考慮1.3-1.4容配比，由于政策及能監局限制超配，因此一般考慮1.05-1.1容配比。從2019年下半年的平價(jià)項目開(kāi)始，光伏項目普遍都在考慮提高容配比。
容配比“松綁”：來(lái)自補貼、電網(wǎng)、棄光的挑戰
顯然，不論是設計規范還是從光伏電站自身來(lái)說(shuō)，提高容配比已成共識。但是與國外不同，目前，我國容配比提升在實(shí)施的過(guò)程中，依然存在挑戰。
第一，補貼核算的限制。受制于可再生能源補貼拖欠的大環(huán)境，主管補貼發(fā)放的財政部不允許光伏電站大規模提高容配比——這意味著(zhù)補貼額度的增大，對于他們來(lái)說(shuō)，提高容配比后，本就拮據的補貼資金更為雪上加霜。光伏們獲悉，近日財政部門(mén)正醞釀啟動(dòng)存量光伏電站的容配比核查。
第二，電力波動(dòng)性的考驗。盡管從原理上，提升容配比可以讓光伏出力相對平滑，但同時(shí)這也意味著(zhù)，容配比提升之后，所發(fā)電量越多，相同規模的光伏電站會(huì )有更多的電量接入電網(wǎng)，電網(wǎng)穩定性考驗越大。作為全球最強電網(wǎng)，維護電網(wǎng)安全是我國電網(wǎng)公司的首要任務(wù)，任何可能帶來(lái)波動(dòng)的電力形式自然不受待見(jiàn)。
第三，棄光的風(fēng)險。容配比提升，電站發(fā)電量提高，還牽涉到棄光風(fēng)險問(wèn)題。按照我國最高5%的棄光率要求，提升容配比后，很多電站可能會(huì )越過(guò)5%這條“紅線(xiàn)”，這也就不難理解，為什么很多地方“向往”提升容配比，卻不敢輕易觸碰。
挑戰之下，光伏必須致力于成為電網(wǎng)友好性電源
面對上述相關(guān)風(fēng)險，在即將面對全面市場(chǎng)化的前提下，光伏行業(yè)不能一味的打口水仗要求電網(wǎng)予以支持，無(wú)論是調峰還是棄光，電網(wǎng)都很難做出讓步，所以光伏企業(yè)必須想辦法從技術(shù)層面加以解決。
針對補貼核算問(wèn)題，業(yè)界一直在呼吁以交流側額定功率定義容量。如果以逆變器的交流側額定有功功率之和作為電站容量的定義，不僅將提高系統利用率，還能夠解決土地審批和并網(wǎng)點(diǎn)容量確定的問(wèn)題。據了解，目前海外主要市場(chǎng)如日本等普遍按照交流側來(lái)限定電站容量。當然，這個(gè)問(wèn)題在平價(jià)之后，也將迎刃而解——國內光伏電站將不再受制于補貼資金的約束。
另一方面，高容配比可以讓光伏電力輸出更平滑，從而提高電網(wǎng)友好性。隨著(zhù)容配比的提高，光伏電站滿(mǎn)載工作時(shí)間延長(cháng)，電站輸出功率隨輻照度波動(dòng)引起的變化降低。
下圖是陽(yáng)光電源在美國一個(gè)205MW實(shí)際電站的日輸出功率曲線(xiàn)，該電站采用1.42倍容配比+跟蹤系統設計。由圖可見(jiàn)，逆變器從早上8:00點(diǎn)到下午17:00一直處于滿(mǎn)功率運行狀態(tài)，相比于傳統光伏電站拋物線(xiàn)型的發(fā)電曲線(xiàn)，該電站的發(fā)電功率曲線(xiàn)更為平滑，整個(gè)光伏電站的輸出更加穩定，大大提高了電網(wǎng)友好性。
但是，如果想徹底解決光伏波動(dòng)性問(wèn)題，同時(shí)應對因容配比提高帶來(lái)的光伏電力增加有可能導致的棄光風(fēng)險，光伏配套儲能才是終極解決方案。以日本秋田大館FIT(Feed-in Tariff)電站為例，這是一個(gè)通過(guò)直流側加裝儲能解決棄光和電網(wǎng)波動(dòng)性的典型案例。據介紹，該項目獲得FIT補貼的限定交流容量為49.5kW，直流側安裝350kW組件,超過(guò)7倍容配比設計。
“為了提高售電收益，陽(yáng)光電源為該電站配置1.1MWh儲能系統，自動(dòng)儲存功率限制外的多余電量避免棄光，實(shí)現電站24小時(shí)持續售電，最大化提升項目經(jīng)濟收益”，陽(yáng)光電源相關(guān)人士介紹道，此外，該方案也很好的解決了電網(wǎng)波動(dòng)性的難題，平滑了光伏電力輸出。
目前國內各省已陸續出臺相關(guān)政策要求光伏電站配備儲能，并且已經(jīng)有多個(gè)省份開(kāi)展了光伏+儲能的試點(diǎn)項目，毫無(wú)疑問(wèn)，這是光伏電力實(shí)現真正電網(wǎng)友好的必經(jīng)路徑之一。在2020年青海2GW的光伏競價(jià)中，明確了需要考慮儲能配置的分攤成本;山西電網(wǎng)近日發(fā)文要求光伏電站進(jìn)行一次調頻改造，儲能便是其中的方案之一。雖然目前國內市場(chǎng)受限于儲能成本問(wèn)題仍在起步階段，但相關(guān)人士表示，儲能可能成為未來(lái)電站進(jìn)行一次調頻改造的主流方案。
需要注意的是，所謂光儲融合，并不僅僅是光伏系統和儲能系統的簡(jiǎn)單相加，這需要技術(shù)上的深度融合，以此實(shí)現1+1>2的優(yōu)化效果。據光伏們了解，目前行業(yè)內在光伏、儲能這兩個(gè)領(lǐng)域均有亮眼表現的企業(yè)并不多，陽(yáng)光電源是其中一個(gè)。
在全面市場(chǎng)化的壓力之下，光伏產(chǎn)業(yè)需要應對成本、電網(wǎng)、回報率等各方面的壓力，避開(kāi)政策方面不談，從技術(shù)本身來(lái)看，提高容配比顯然能夠在平價(jià)路上助光伏行業(yè)一臂之力，同時(shí)，光儲的深度融合也必將是全面平價(jià)時(shí)代的最佳選擇。
來(lái)源：光伏們
