關于居民分布式電網(wǎng)群落建設與運營的探討（上）

太陽能資源豐富，分布廣泛，開發(fā)利用前景廣闊。太陽能發(fā)電作為太陽能利用的重要方式，已經得到世界各國的普遍關注。近幾年，太陽能發(fā)電技術進步很快，產業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大，近10年統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球太陽能光伏電池年產量增長約6倍，年均增長50%以上。2013年全球電池片生產規(guī)模保持增長勢頭，產能超過63GW(不含薄膜電池)，產量達到40.3GW。與2012年相比，增長7.5%，多晶硅電池和單晶硅電池的比例約為3∶1。 　　太陽能電池呈逐年增長發(fā)展態(tài)勢，中國大陸以25.1GW的產量位居全球第一，產量約占全球總產量的63%。隨著發(fā)電成本不斷下降，光伏發(fā)電技術在全球已實現(xiàn)較大規(guī)模應用。在國際市場的帶動下，我國太陽能光伏產業(yè)快速發(fā)展， 光伏技術和成本上均已形成一定的國際競爭力。從發(fā)展趨勢看，太陽能發(fā)電即將成為技術可行、經濟合理、具備規(guī)?；l(fā)展條件的可再生能源，對我國合理控制能源消費總量、實現(xiàn)非化石能源目標發(fā)揮重要作用。 　　并網(wǎng)光伏電站和與建筑結合的分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是光伏發(fā)電的主要利用方式。分布式光伏發(fā)電具備發(fā)揮用戶側光伏發(fā)電與當?shù)赜秒妰r格較接近、電量可就地消納的優(yōu)勢，國家正在加快推廣用戶側分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，鼓勵在有條件的城鎮(zhèn)公共設施、商業(yè)建筑及產業(yè)園區(qū)的建筑屋頂安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，支持在大型工業(yè)企業(yè)的內部電網(wǎng)中接入光伏發(fā)電系統(tǒng)。在國家用電負荷中，工業(yè)用電占比80%左右，居用電負荷之首，城鎮(zhèn)居民用電占比6.3%左右，僅次于工業(yè)用電。 　　分布式電網(wǎng)群落建設可依托居民住宅分布式光伏發(fā)電技術，建立居民電網(wǎng)群落向工商業(yè)用戶供電的運行技術體系和能源管理方式將增強供電穩(wěn)定性，降低用戶用電成本，改善電力供應網(wǎng)架薄弱的狀況，這將掀起一場改變中國電力能源供應的革命。 　　一、 居民分布式電網(wǎng)群落的建設模式 　　1. 建設融資模式 　　建設期融資在保證居民自有電站建設資金的基礎上，建立居民入股分紅的盈利模式。公共電力電纜線路敷設和升壓站建設費用由居民入股形式獲得，銀行信貸主體為居民，依托銀行信貸業(yè)務，使電站實現(xiàn)證券化。 　　運營期運維服務商的運行、維護和結算業(yè)務由居民群落組成的管委會對運維服務商進行監(jiān)督管理，同時管委會組織由居民群落分攤運維服務費，運維服務商與工商業(yè)用戶（自用部分電費）、電網(wǎng)（上網(wǎng)部分電費）和國家政府（補貼）結算后，盈利所得按股權比例進行分紅。 　　2. 光伏建筑建設 　　隨著光伏薄膜技術的不斷成熟，同等面積組件轉換效率不斷提高，薄膜技術結合光伏建筑設計應用于建筑主體屋頂、幕墻、玻璃（透光組件）后將有效增加受照面積，提高發(fā)電量。 　　使用光伏組串式逆變方案實現(xiàn)MPPT多路跟蹤，可對每塊組件進行實時監(jiān)控與功率平衡調整，消除PID效應和減少組串失配損失，使電站保持在動態(tài)平衡狀態(tài)，保證最大功率輸出，進而提高電站整體發(fā)電效率。 　　3. 電網(wǎng)群落建設 　　20-50個居民建筑物構建的分布式光伏電站匯流至一個電網(wǎng)群落升壓站，組成一個獨立電網(wǎng)向就近的工業(yè)或商業(yè)供電，示意圖如圖1：: 圖1 居民分布式電網(wǎng)群落示意圖 　　4. 智能監(jiān)控系統(tǒng)建設 　　分布式電網(wǎng)群落采用集中監(jiān)控的管理模式，通過建立局域性無線基站對各分布式電站進行監(jiān)控。在中控室附近設置中央通訊基站，在分布式電站光伏區(qū)和設備區(qū)設置若干個子基站以加強信號接收和傳遞，監(jiān)測信號和控制信號通過無線通訊技術進行傳輸，中控室接受到信號后通過互聯(lián)網(wǎng)將實時數(shù)據(jù)自動上傳到云儲存，運維人員可在任何有無線網(wǎng)絡的地方通過手機客戶端（專業(yè)版）或使用基于互聯(lián)網(wǎng)Web的軟件調用云儲存信息對電站進行監(jiān)視和控制。為居民分布式電站股東開放手機APP客戶端（客戶版），使股東對電站實現(xiàn)實施監(jiān)管與盈利透明化，示意圖如圖2： 圖2 居民分布式電網(wǎng)群落智能監(jiān)控示意圖 　　電網(wǎng)群落設備信號實時采集并配合電氣繼電保護動作可實現(xiàn)故障情況下自動報警或速斷，防止故障擴大；同時給運維人員提供實時的電站故障數(shù)據(jù)和歷史故障數(shù)據(jù)的對比有利于運維人員實施多電站管理。 　　通過挖掘多電站數(shù)據(jù)對電站設備的運行狀況、故障信息及老化趨勢進行分析，使用云計算技術對多電站進行類比和分析幫助運維人員進行監(jiān)控與操作，實現(xiàn)分布式電網(wǎng)群落的統(tǒng)籌管理。