可再生能源分布式发电在农村电力系统中的应用

可再生能源分布式发电在农村电力系统中的应用

李娟

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摘要：本文介绍了可再生能源分布式发电技术，分析了中国农村电力系统的现状和面临的挑战，探讨了太阳能、风能、生物质能等可再生能源分布式发电在农村电力系统中的应用情况。通过经济效益、环境效益和社会效益三个维度，分析了可再生能源分布式发电的发展效益。展望了未来可再生能源分布式发电在农村电力系统中的发展趋势，提出了相关政策建议，以期为推动农村可再生能源开发利用、助力乡村振兴提供参考。

关键词：可再生能源；分布式发电；农村电力系统；光伏发电；风力发电；生物质能

引言

随着经济社会的快速发展，能源需求不断增长，传统化石能源日益枯竭，环境污染问题日益突出。发展可再生能源已成为世界各国的共识。中国农村地区地域辽阔，农村电力系统与城市电网存在较大差异，传统电网难以全面覆盖。利用本地可再生能源进行分布式发电，对于解决农村电力供应不足、改善农村生态环境、促进农村经济社会可持续发展具有重要意义。本文将概述可再生能源分布式发电技术，分析农村电力系统现状，探讨可再生能源分布式发电在农村电力系统中的应用情况、发展效益，并对未来发展趋势和相关政策提出建议。

1 可再生能源分布式发电技术概述

可再生能源分布式发电是利用太阳能、风能、生物质能等可再生能源，采用小型化、模块化、分散式的发电设备，在用电负荷附近就地发电，就近并网或供电的发电方式。与集中式发电相比，分布式发电具有清洁低碳、灵活高效、投资少、建设周期短等优势。常见的可再生能源分布式发电技术包括太阳能光伏发电、风力发电、生物质发电等。随着技术进步，可再生能源分布式发电的发电效率不断提高，发电成本逐步下降，在农村电力系统中的应用逐渐兴起。

2 农村电力系统现状分析

2.1 农村电力系统的特点

与城市电网相比，农村电力系统呈现出负荷分散、用电量小、电压等级低、供电半径长、线路复杂等特点。大部分农村地区缺乏常规能源，电力基础设施薄弱，供电可靠性和电能质量不高。农村用电高峰主要出现在早晚，而白天用电负荷很低，负荷波动大。农村居民生活、农业生产、乡镇企业是农村主要用电对象，不同类型用电需求差异明显。农村电力需求随着经济社会发展不断增长，供需矛盾突出。

2.2 农村电力供应现状

目前，中国农村电力供应主要依靠常规电网延伸和独立微电网。大电网不断向偏远农村地区延伸，但受地理、经济等因素限制，全面覆盖难度大、成本高。很多边远山区村庄通过独立微电网实现供电，主要依靠柴油发电，供电成本高，污染大，供电稳定性差。近年来，光伏、风电等可再生能源在农村的应用逐步推广，但总体比例仍然较低。农村电力普及率和供电质量亟待进一步提高。

2.3 农村电力系统面临的挑战

农村电力系统面临诸多挑战：一是农电基础设施薄弱，电网覆盖不全面，部分农村地区电力严重短缺；二是农村供电质量不高，线损大，电压不稳，严重制约农村经济发展；三是农村可再生能源开发利用不足，分布式电源接入水平较低；四是农村电力市场化进程滞后，电价补贴等政策机制不健全；五是农村电工短缺，运维能力不足。破解上述难题，需要因地制宜利用本地可再生能源，优化农村电力系统。

3 可再生能源分布式发电在农村电力系统中的应用

3.1 太阳能光伏发电在农村的应用

我国幅员辽阔，农村地区普遍日照条件优越，非常适合发展光伏发电。目前农村光伏发电主要有户用分布式、村级电站、渔光互补等模式。农户可在屋顶、院落、农田等闲置场地安装光伏电池板，自发自用，富余电量上网出售。一些光照资源丰富的村庄通过共建村级光伏电站，为全村供电，促进集体经济发展。渔光互补光伏电站在农村水域大量兴建，白天发电，夜间用于渔业养殖，实现了综合效益最大化。截至2022年底，全国光伏发电装机达到390GW，其中40%分布在农村地区。

3.2 风能发电在农村的应用

我国农村地区风能资源丰富，尤其是“三北”地区具有建设风电场的良好条件。目前农村风电开发以分散式小型风力发电机为主，单机容量在数百瓦到数十千瓦不等。风电机组可直接为农户、牧民供电，也可并入县、乡村电网。一些风能资源优越的农村地区，通过引进大型风电企业投资，建设了规模化风电场，有力促进了当地经济社会发展。但总体而言，农村地区的风能开发利用程度仍然偏低，风电并网还面临诸多技术和体制障碍。

3.3 生物质能发电在农村的应用

我国是农业大国，农林废弃物等生物质资源十分丰富。利用农作物秸秆、畜禽粪便、林木废料等生物质进行气化发电，不仅可以为农村提供清洁电力，还可以减少环境污染，促进农村生态文明建设。目前，农村生物质发电以秸秆气化为主，多采用小型移动式气化炉和燃气发电机组，电力主要满足农户生活用电。部分农村地区通过建设大型沼气工程，利用畜禽粪污发酵产生的沼气进行发电，不仅提高了能源利用效率，也实现了废弃物资源化利用。近年来，国家加大了农村生物质能示范项目建设力度，但成本较高，规模化应用仍面临挑战。

4 可再生能源分布式发电在农村电力系统中的效益分析

4.1 经济效益分析

可再生能源分布式发电可以有效降低农村电力供应成本。利用本地丰富的可再生能源，就地发电，供电半径短，线损小，不仅节约了电网投资和运行维护费用，也为农民创造了一定的收益。以农村户用光伏发电为例，农户可将富余电量并网销售，每年可获得数千元收入，有效增加了农民的经济收入。同时，可再生能源分布式发电项目的建设、运营、维护等环节可带动农村就业，拉动农村相关产业发展，促进农村经济多元化。

4.2 环境效益分析

与化石能源相比，可再生能源分布式发电可显著减少温室气体和污染物排放，具有良好的环境效益。以生物质能发电为例，每利用1吨农作物秸秆发电，可减排二氧化碳1.6吨。在缺乏垃圾处理设施的农村地区，就地利用生活垃圾、畜禽粪便等进行沼气发电，不仅提供了清洁能源，还可以有效防治环境污染，改善农村人居环境。目前，全国农村每年可收集秸秆8亿吨，折合标准煤2亿吨，减排潜力巨大。合理开发农村可再生能源，对于建设农村生态文明具有重要意义。

4.3 社会效益分析

发展可再生能源分布式发电可有效改善农村电力供应状况，提高农村居民生活质量。通过分布式电源并网，可提高农村电网供电可靠性，解决电压不稳、频繁停电等问题。利用可再生能源独立供电系统，偏远农村地区告别了无电困扰，用上了安全可靠的电力。农村居民不仅能享受到清洁电能，还可以发展电气化生产，促进农业现代化。同时，农村可再生能源产业的发展有利于提高农民科技文化素质，培育新型职业农民，激发农村创新创业活力，助力乡村振兴。

结论

可再生能源分布式发电是解决农村电力短缺、优化农村电力系统的重要途径。太阳能光伏发电、风力发电、生物质能发电等在农村地区的应用日益广泛，在改善农村电力供应的同时，产生了良好的经济、环境和社会效益。随着相关技术进步、体制机制完善和政策支持力度加大，未来可再生能源分布式发电将成为农村电力供应的重要组成部分。为促进农村可再生能源分布式发电健康发展，应着力加强农村电网改造、完善价格补贴政策、创新投融资机制、推进农村能源市场化改革、加大宣传培训力度等。在碳达峰碳中和目标引领下，可再生能源分布式发电正迎来新的发展机遇，必将在助力乡村振兴中发挥更大作用。

参考文献

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[3]徐奕琳. 农村经济开发区多能互补可再生能源发电规划研究[D]. 华北电力大学， 2021.