【分析】三條曲線解密光伏電站未來(lái)發(fā)展方向

近日， “十四五”新能源規(guī)劃引起了業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注，有消息稱，以光伏為代表的新能源比例將大幅提升，比之前預(yù)期的高25％左右。政策雖好，但去補(bǔ)貼后成本和收益率的壓力，以及高滲透率對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響，卻仍然是困擾著所有新能源人的兩大挑戰(zhàn)。

如何尋找破局之匙？縱觀全球市場(chǎng)，光伏最低投標(biāo)電價(jià)已經(jīng)低至1．35美分／度，歐洲等部分區(qū)域新能源的占比已經(jīng)達(dá)到30％以上，海外的電站發(fā)展對(duì)我們有什么啟發(fā)？本文甄選了陽(yáng)光電源國(guó)內(nèi)外三個(gè)典型的電站，通過分析三個(gè)電站的實(shí)際運(yùn)行發(fā)電曲線，或許可以讓我們從中窺見光伏發(fā)電的未來(lái)方向。

案例1

國(guó)內(nèi)西部某100MW光伏電站

圖1 國(guó)內(nèi)西部某100MW光伏電站實(shí)際發(fā)電曲線

圖1為國(guó)內(nèi)西部某100MW電站三天的實(shí)際發(fā)電曲線，該電站采用1倍容配比設(shè)計(jì)?？梢钥闯?，電站只在中午的時(shí)候接近滿功率輸出，其余大部分時(shí)間設(shè)備功率都處于閑置狀態(tài)，且發(fā)電曲線受天氣影響，波動(dòng)幅度較大。

從投資收益來(lái)看，由于逆變器、變壓器等交流設(shè)備滿載時(shí)間較短，設(shè)備利用率低，造成了容量浪費(fèi)，間接提高了電站的度電成本，降低了投資收益率。從電站運(yùn)行和電網(wǎng)調(diào)度來(lái)看，發(fā)電曲線波動(dòng)越大，說明電站功率輸出波動(dòng)幅度也越大，增加了電站輸出功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度和電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度的難度。據(jù)了解，國(guó)內(nèi)電站因?yàn)楣β暑A(yù)測(cè)不準(zhǔn)確導(dǎo)致的罰款，每年都會(huì)給業(yè)主帶來(lái)一定的損失。

案例2

海外某200MW光伏電站

圖2海外某200MW光伏電站實(shí)際發(fā)電曲線

圖2為海外某200MW電站三天的實(shí)際發(fā)電曲線，電站采用1．42倍容配比＋跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電站逆變器從早上8點(diǎn)到下午5點(diǎn)一直處于滿功率運(yùn)行狀態(tài)，相較于圖1，該電站發(fā)電曲線幾乎成平直狀態(tài)，即使光照出現(xiàn)一定程度的波動(dòng)，逆變器輸出功率也只是出現(xiàn)微小變化，整個(gè)電站的輸出更加穩(wěn)定。

從投資收益來(lái)看，雖然電站存在一定程度的棄光，但系統(tǒng)度電成本達(dá)到最優(yōu)，投資收益率更高。從電站運(yùn)行和電網(wǎng)調(diào)度角度看，發(fā)電曲線不再是波動(dòng)形狀，電站發(fā)電更穩(wěn)定，可調(diào)度性更高，大大提升了電網(wǎng)友好性。同時(shí)系統(tǒng)充分利用逆變器自身發(fā)無(wú)功的能力，無(wú)需加裝額外設(shè)備，節(jié)省了投資成本。目前，陽(yáng)光電源發(fā)往海外的逆變器都已具備無(wú)功實(shí)時(shí)調(diào)度能力，并在實(shí)際運(yùn)行中得到長(zhǎng)時(shí)間驗(yàn)證。

案例3

日本某光儲(chǔ)融合電站

圖3 日本某光伏電站實(shí)際發(fā)電曲線，光儲(chǔ)融合實(shí)現(xiàn)24小時(shí)發(fā)電

圖3為日本某光伏電站三天的實(shí)際發(fā)電曲線。該電站采用7倍容配比設(shè)計(jì)，通過直流側(cè)加裝儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)電站24小時(shí)發(fā)電，徹底解決了棄光和輸出功率波動(dòng)的問題。

光伏電站設(shè)計(jì)由最初的“發(fā)電量最大化”原則到提高容配比實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“度電成本最低”，再到光儲(chǔ)融合實(shí)現(xiàn)“24小時(shí)發(fā)電”，上述三個(gè)發(fā)電曲線實(shí)際也代表了光伏發(fā)電的三個(gè)發(fā)展階段。目前，隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)成本的不斷下降，國(guó)內(nèi)光伏正由階段1朝著階段2邁進(jìn)，同時(shí)，政策支持加速儲(chǔ)能規(guī)?；l(fā)展，儲(chǔ)能成本也將進(jìn)一步降低，所以光儲(chǔ)深度融合的步伐將進(jìn)一步加快。顯然，光儲(chǔ)融合實(shí)現(xiàn)24小時(shí)發(fā)電已未來(lái)可期，而這也必然會(huì)加速光伏等清潔能源成為世界主力能源的步伐。