浅析分布式光伏发电并网的成本和效益

浅析分布式光伏发电并网的成本和效益

韩毅

抚远供电公司黑龙江佳木斯156500

摘要：随着常规能源供应的日益紧张和环保呼声的高涨，发展分布式新能源已成为世界各国促进节能减排的重要举措之一。我国虽是世界光伏产业大国，但产品的国内消费不到10%，严重依赖出口，尤其是近两年，金融危机下欧美市场疲软，已经对整个中国光伏产业造成重创。国家相关部门出台一系列业内所称的“救市”政策对光伏产业进行刺激，尤其是国家发改委2013年8月26日发布的发改价格[2013]1638号《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》明确对分布式光伏发电实行按照全电量补贴的政策，电价补贴标准为每千瓦时0.42元。这一政策出台使众多光伏企业看到了国内市场开始启动的迹象。除政府补贴电价外，光伏发电运营模式也是影响分布式光伏发电并网成本和效益的重要因素。

关键词：分布式光伏发电；运营模式；并网方案；成本和效益评估

引言

目前，我国光伏发电运营模式主要以光伏电量全额上网的统购统销模式为主，其次是电源投资方与用户不是同一法人的合同能源管理模式，用户自建的自发自用模式应用最少。从投资主体来看，统购统销模式以发电集团和光伏电源生产企业为主；合同能源管理模式主要是国家支持的金太阳工程，以工业园区、高新科技园区、经济开发区、集中应用示范区为主；自发自用模式主要是国家支持的金太阳工程，以楼宇示范项目、校园、生态城和工业用户为主。

从现有研究来看，国内外对光伏发电的关注主要集中在行业动态、补贴政策、投资可行性、光伏发电并网的经济效益以及综合评价体系研究等，尚鲜见对光伏发电运营模式的成本和效益进行分析。从技术方案来看，现有研究只考虑了光伏发电系统本身的成本与效益，并与常规发电系统进行了比较，并未考虑不同运营模式、不同并网方案以及不同补贴政策等对光伏发电并网成本与效益的影响。

1我国光伏发电运营模式分析

1.1运营模式的分类

目前，我国光伏发电项目投资多元化，投资驱动力复杂化，运营模式尚未完全理顺，但归纳起来主要有3种，即统购统销运营模式、合同能源管理模式和用户自发自用模式。此外，还有以上几种模式的混合模式。

1.2几种典型的运营模式

1.2.1统购统销模式统购统销模式，即第三方投资方负责光伏发电的投资、建设和运维，享有光伏发电的经营权，所发电量全部送入公共电网，供电企业负责全额收购光伏所发电量。在这种模式下，光伏发电作为电源，基本上通过110（66）、35kV变电站、中压或低压母

线上网，然后供给用户，因此光伏电源和用户通常位于不同地点。这种模式降低了分布式光伏对电网运行的影响，同时便于电量计量，有利于实施分时电价等需求侧管理措施。该模式下的光伏发电项目主要是国家支持的金太阳工程光伏发电项目，多为建设在公共

区域的公共项目，一部分是地方政府建设的示范工程，相当一部分是电源生产商和发电集团为了完成碳排放任务和品牌效应建设的光伏电站示范项目。

1.2.2合同能源管理模式

合同能源管理模式，即第三方投资者投资建设光伏电源，所发电量优先满足和光伏电源位于同一地点的用户使用，多余电量上网，不足电量由电网企业按当地销售电价向用户提供。在这种模式下，光伏发电逆变并到低压电网后直接送到用户，投资者按全电量获得政府补贴。光伏多余电量按照当地燃煤脱硫机组标杆电价由供电企业收购，供电企业并按照当地销售目录电价向用户收取下网电量电费。

这种模式真正实现了光伏发电的就地消纳，多余电量卖给市电，不足电量由市电供给。该模式下的光伏发电项目投资动机比较复杂，既有以自发自用为主的项目，也有自用较少，主要供给他人使用的项目，还有全部供给他人使用的项目。其中，投资机构、电源生产商和发电集团都有通过售电而赚取超额利润的诉求，对我国光伏发电运营模式提出了突破性的挑战。

1.2.3自发自用模式

自发自用模式，即用户自己建设光伏电站，所发电量优先自用，多余电量上网，不足电量由电网提供。分布式电源和用户位于同一地点，且为同一法人。在这种模式下，用户所发电量优先自用，多余电量按照当地燃煤脱硫机组标杆电价卖给电网企业，同时按全电量获得政府补贴；电网企业以当地销售目录电价收取下网电量电费。目前，这些由用户自己投资的项目主要靠政府补贴和节省电费收回投资成本。

1.2.4混合模式

混合模式基本上是以上3种模式中任意2种或3种模式的组合，投资公司建设的大型光伏示范工程一般采用混合模式。例如中新天津生态城是国家和政府支持的新能源示范工程，生态城投资公司自己建设且为自己供电的分布式光伏发电设施按“自发自用”模式运营；在其他单位场所建设并为该单位供电的分布式光伏发电设施，按合同能源管理模式经营；利用公共场地建设的光电设施，采用统购统销模式。因此，虽然整个示范工程采用混合模式，但就单个项目来说仍然采用单一运营模式。

2光伏发电并网成本/效益分析流程与模型

分布式光伏发电并网的成本效益分析主要包括以下步骤。

1）根据太阳能资源状况、城市或区域发展规划确定光伏发电试点区域。

2）依据试点区域的发展规划和控制性详细规划，进行负荷总量和空间负荷预测。

3）依据试点区域太阳能资源状况和负荷特性情况，进行光伏发电出力与负荷曲线的匹配分析。

4）列出备选的光伏发电运营模式，分析每种运营模式的可行性及优缺点。

5）根据试点区域现状，确定光伏发电在不同运营模式下的接入方案和用户配电网改造方案。

6）明确光伏发电在不同运营模式下的边界条件和计算参数，如补贴政策、配电设备造价、电价等。

7）计算光伏发电在不同运营模式下的成本构成，主要包括光伏发电的初期投资及其运行维护费用、用户配电网的初期投资（指光伏接入导致的建设投资，含接网费）及其运行维护费用和贷款利息。

3分布式光伏发电并网设计方案

3.1并网方案的分类

根据光伏发电的运营模式、接入电压等级、接入点位置来确定其并网设计方案。对于接入电压等级为0.4kV低压电网的小型光伏电站，并网设计方案一般有接入公共电网和接入用户电网两种。

3.2两种典型的并网方案

3.2.1接入公共电网的并网方案

接入公共电网的并网方案主要适用于在统购统销运营模式的光伏发电，公共连接点为公共电网配电箱/线路，公共电网配电室或箱变低压母线，并网点和产权分界点在同一点。该方案分单点接入和多点接入两种情况，计量简单，便于维护、调度和管理。

3.2.2接入用户电网的并网方案

接入用户电网的并网方案主要适用于合同能源管理模式和自发自用模式，接入点为用户配电箱/线路，用户配电室或箱变低压母线，并网点和产权分界点不在同一点。在该方案中，以每栋楼屋顶光伏电源为单元，进入楼内低压用户配电箱，以每栋楼内配电箱低压入口处为并网点，再通过低压线路接入附近区域内的公共电网。

4结论

光伏市场目前仍是一个政策市场，激励政策的变化对光伏市场和企业影响巨大。未来光伏发电采用的运营模式取决于政府、供电企业和独立投资者之间的博弈。针对不同光伏发电运营模式，提出一种采用B/C法评价光伏发电并网成本/效益的方法，并以实际案例验证了本方法的有效性。研究结果表明：1）我国光伏发电的运营模式尚未完全理顺，目前以统购统销为主，合同能源管理模式为辅，自发自用应用较少；2）对于分布式光伏发电项目，电价补贴方式的成本效益优于建设补贴方式，因此，国家发改委发改价格[2013]1638号文的出台必将激励国内的光伏市场；3）光伏单位装机成本对光伏发电成本效益影响显著，随着光伏组件价格的下降，我国分布式光伏发电具有较大的利润空间。

参考文献：

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