張 航，韓進(jìn)孝，郝良霞，納 珍

（國(guó)網(wǎng)青海省電力公司西寧供電公司，青海 西寧 810003）

隨著可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深入以及電力行業(yè)的不斷發(fā)展，清潔能源發(fā)電占比將會(huì)越來(lái)越重，成為一種重要的發(fā)電模式。分布式光伏具有傳輸損耗小，可就地消納，環(huán)境污染小等優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)，越來(lái)越受到發(fā)電企業(yè)的青睞。高海拔地區(qū)豐富的太陽(yáng)能資源為分布式光伏發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)條件，隨著光伏發(fā)電技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，青海已經(jīng)在多地布局分布式光伏。為了響應(yīng)國(guó)家光伏扶貧政策，青海實(shí)行電價(jià)補(bǔ)貼，大型光伏項(xiàng)目生產(chǎn)的電能不僅能夠自行利用，富余的電量還可以輸送上網(wǎng)。因此，“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”模式取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 地理特性

分布式光伏需要根據(jù)土地利用性質(zhì)和利用面積，以及用戶用電需求，靈活合理地在高海拔地區(qū)采用分布式電站和屋頂光伏兩種建設(shè)型式，而且可以充分利用高海拔地區(qū)光照強(qiáng)度大的特性，提高光能利用效率，進(jìn)而推廣清分布式光伏建設(shè)。

從高海拔地區(qū)站址選擇區(qū)域進(jìn)行分析，以海拔高度2200 m的西寧地區(qū)為例，通過(guò)統(tǒng)計(jì)，全年總輻射量可達(dá)5500～5800 MJ/m2，明顯高于西北海拔較低的陜西西安地區(qū)4000～4500 MJ/m2。與市區(qū)相比，西寧農(nóng)村地區(qū)太陽(yáng)輻射更強(qiáng)，光照時(shí)間更長(zhǎng)，地域更遼闊，空地更容易獲得，使其成為更適合建設(shè)分布式光伏電站的地方，如表1所示。

表1 西寧市縣（區(qū)）年均總輻射量統(tǒng)計(jì)表

2 建設(shè)范例

在青海農(nóng)村地區(qū)，由于未利用土地面積廣闊，因此布局選址建設(shè)光伏電站相對(duì)容易。例如青海循化“十三五”14.3 MW 村級(jí)光伏扶貧電站，位于循化縣農(nóng)村地區(qū)，總占地面積約0.33 km2，采用分塊發(fā)電集中并網(wǎng)的模式，電站由10個(gè)子方陣組成，通過(guò)35 kV 線路上網(wǎng)。光伏電站于2019 年并網(wǎng)發(fā)電，年發(fā)電量2073.5 萬(wàn)kWh，上網(wǎng)電價(jià)為0.75 元/kWh，每年售電收益約1555萬(wàn)元。按照國(guó)家出臺(tái)的《村級(jí)光伏電站收益分配管理辦法》，青海省制定了村級(jí)光伏扶貧電站收益分配指導(dǎo)意見(jiàn)，確定了村級(jí)電站資產(chǎn)全部歸貧困村，村級(jí)電站發(fā)電收益全部歸貧困村。青海循化光伏扶貧電站收益除去運(yùn)維費(fèi)用外，每年可幫扶約50個(gè)貧困村，每個(gè)貧困村提供約30萬(wàn)元幫扶資金。

在西寧市區(qū)，土地利用效率高，地塊性質(zhì)相對(duì)復(fù)雜，于是許多大型企業(yè)采用分布式屋頂光伏的發(fā)電模式，既合理利用率了屋頂?shù)拈e置區(qū)域，又增加了發(fā)電收益。例如西寧市城東區(qū)黃河水電光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心科技大樓，建筑面積約14178.47 m2。在大樓屋頂布置單晶硅組件432塊，裝機(jī)規(guī)模125.28 kWp；布置鋼化夾膠玻璃組件1080 塊，裝機(jī)規(guī)模為242.9 kWp。屋頂光伏于2020 年通過(guò)10 kV 線路上網(wǎng)，消納方式為“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”，年發(fā)電量可達(dá)9000 kWh，如圖1所示。

圖1 屋頂光伏示意圖

3 發(fā)電優(yōu)勢(shì)

分布式光伏具備特有的發(fā)電優(yōu)勢(shì)，使其在高海拔地區(qū)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

3.1 傳輸損耗低

分布式光伏建設(shè)通常選擇靠近用戶的位置，方便生產(chǎn)的電能就近消納，減少傳輸距離，降低電能在傳輸過(guò)程中的損耗，增加用戶的收益。

例如在西寧市區(qū)建設(shè)一處0.3 MW 屋頂光伏，接入10 kV 線路上網(wǎng)，按照平均線損率5.98%進(jìn)行計(jì)算，一年可減少負(fù)荷損失約450 kWh。在農(nóng)村地區(qū)，輸電線路更長(zhǎng)，線損更大，光伏電站可以選擇就近入網(wǎng)，輸電距離通常小于10 km，損失的負(fù)荷相比于常規(guī)電站大大降低。

3.2 并網(wǎng)方式靈活

分布式光伏通常在不同容量接入時(shí)需要匹配與之相對(duì)應(yīng)的電壓等級(jí)。結(jié)合青海配電網(wǎng)現(xiàn)有電壓等級(jí)的實(shí)際狀況，依據(jù)光伏裝機(jī)容量的大小、建設(shè)地點(diǎn)與接入點(diǎn)距離，擇優(yōu)選擇接入0.38、10、35 kV電壓等級(jí)系統(tǒng)。

通常情況下，單體光伏發(fā)電容量較小，接入0.38 kV 電網(wǎng)，容量較大則接入10 kV 及以上電網(wǎng)。如果就近線路沒(méi)有適合的電壓等級(jí)，可考慮安裝升壓或者降壓裝置，并網(wǎng)發(fā)電。

3.3 建設(shè)運(yùn)維方便

市區(qū)及工業(yè)園區(qū)屋頂光伏通常采用鐵鋰電池儲(chǔ)能形式，光伏組件為單晶硅或者多晶硅，逆變器為集中式，支架固定式安裝，由專業(yè)人員負(fù)責(zé)收集整理技術(shù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控。如果因?yàn)樘鞖獾仍虬l(fā)生故障，運(yùn)維人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備并及時(shí)更換，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)運(yùn)維。

在農(nóng)村地區(qū)的光伏電站，配套相應(yīng)的繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置。無(wú)論何種原因?qū)е孪到y(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，裝置能夠?qū)⒐收宵c(diǎn)阻斷隔離，使故障不能擴(kuò)散蔓延。由于輸電線路較短，大大降低了線路故障風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 有利于環(huán)境保護(hù)

高海拔地區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)組件主要材料為單晶硅、多晶硅、非晶薄膜等，生產(chǎn)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢料和有害氣體，從生產(chǎn)源頭上減少了工業(yè)污染。

青海省坐擁東川工業(yè)園、甘河工業(yè)園區(qū)等高科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)，園區(qū)內(nèi)亞洲硅業(yè)等生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的硅材料能夠就地就近使用，從而減少了運(yùn)輸工程中的材料損耗及空氣污染。

分布式光伏利用太陽(yáng)能清潔能源進(jìn)行發(fā)電，鐵鋰電池進(jìn)行儲(chǔ)能，逆變器進(jìn)行轉(zhuǎn)化。與火力發(fā)電相比，發(fā)電全程不會(huì)產(chǎn)生二氧化硫等有害氣體和二氧化碳等溫室氣體。與水力發(fā)電相比，不會(huì)因?yàn)檎加蒙锏臈⒌囟绊懽匀唤绲目陀^規(guī)律。與核能發(fā)電相比，發(fā)電過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生大量工業(yè)廢水廢料，降低了廢棄物處理產(chǎn)生的費(fèi)用。

3.5 解決邊遠(yuǎn)地區(qū)的供能

除以上優(yōu)勢(shì)外，與火電、水電、核電相比，分布式光伏還具有建設(shè)成本低、建設(shè)規(guī)模小、裝接容量小、調(diào)度靈活等特點(diǎn)，能夠解決邊遠(yuǎn)地區(qū)建設(shè)和運(yùn)輸成本過(guò)高，輸電線路過(guò)長(zhǎng)，電力需求較小，供電可靠性較低的問(wèn)題。是一次性投資，長(zhǎng)期性受益的工程項(xiàng)目。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家清潔能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，分布式光伏在日照時(shí)間長(zhǎng)、土地面積廣的高海拔地區(qū)能源占比將會(huì)越來(lái)越大，要滿足更多用戶的接入需求，實(shí)現(xiàn)光伏電量“自發(fā)自用，余量上網(wǎng)”。盡管分布式光伏具備許多優(yōu)點(diǎn)，建設(shè)條件仍然受到自然環(huán)境的影響，因此必須進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)備的制造工藝，提高光能的接收效率和電能的轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)還需采取合理有效地措施控制購(gòu)置、建設(shè)和運(yùn)維檢修成本，才有可能在全國(guó)范圍內(nèi)大面積推廣分布式光伏。