分布式光伏智能发电报告2014-10-23

1 卷一（智能电网技术）一、智能电网概念：智能电网是建立在集成的、 高速双向通信网络的基础上， 通过先进的传感和测量技术、 设备技术、 控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用， 实现电网的可靠、 安全、 经济、 高效、环境友好和使用安全的目标。 智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、 数字化、 自动化和互动化。二、智能电网的特点：（ 1）具有坚强的电网基础体系和技术支撑体系，能够适应大规模清洁能源和可再生能源的接入。（ 2）信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基础设施有机融合，可获取电网的全景信息，及时发现、预见可能发生的故障。故障发生时，电网可以快速隔离故障，实现自我恢复，从而避免大面积停电的发生。（ 3）柔性交 /直流输电、网厂协调、智能调度、电力储能、配电自动化等技术的广泛应用，使电网运行控制更加灵活、 经济，并能适应大量分布式电源、 微电网及电动汽车充放电设施的接入。2 （ 4）通信、信息和现代管理技术的综合运用，将大大提高电力设备使用效率，降低电能损耗，使电网运行更加经济和高效。（ 5）实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用，为运行管理展示全面、完整和精细的电网运营状态图，同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。（ 6）建立双向互动的服务模式，用户可以实时了解供电能力、电能质量、电价状况和停电信息， 合理安排电器使用； 电力企业可以获取用户的详细用电信息， 为其提供更多的增值服务。三、重要意义：其重要意义体现在以下几个方面：（ 1）适应并促进清洁能源发展。电网将具备风电机组功率预测和动态建模、低电压穿越和有功无功控制以及常规机组快速调节等控制机制， 结合大容量储能技术的推广应用， 对清洁能源并网的运行控制能力将显著提升， 使清洁能源成为更加经济、 高效、 可靠的能源供给方式。（ 2）实现高度智能化的电网调度。全面建成横向集成、纵向贯通的智能电网调度技术支持系统， 实现电网在线智能分析、 预警和决策， 以及各类新型发输电技术设备的高效调控和交直流混合电网的精益化控制。（ 3）满足电动汽车等新型电力用户的服务要求。将形成完善的电动汽车充放电配套基础设施网， 满足电动汽车行业的发展需要， 适应用户需求， 实现电动汽车与电网的高效互动。（ 4）实现电网资产高效利用和全寿命周期管理。可实现电网设施全寿命周期内的统筹管理。 通过智能电网调度和需求侧管理， 电网资产利用小时数大幅提升， 电网资产利用效率显著提高。（ 5）实现电力用户与电网之间的便捷互动。将形成智能用电互动平台，完善需求侧管理，为用户提供优质的电力服务。同时，电网可综合利用分布式电源、智能电能表、分时电价政策以及电动汽车充放电机制， 有效平衡电网负荷， 降低负荷峰谷差， 减少电网及电源建设成本。3 （ 6）实现电网管理信息化和精益化。将形成覆盖电网各个环节的通信网络体系，实现电网数据管理、 信息运行维护综合监管、 电网空间信息服务以及生产和调度应用集成等功能，全面实现电网管理的信息化和精益化。（ 7）发挥电网基础设施的增值服务潜力。在提供电力的同时，服务国家 “ 三网融合 ” 战略，为用户提供社区广告、网络电视、语音等集成服务，为供水、热力、燃气等行业的信息化、 互动化提供平台支持， 拓展及提升电网基础设施增值服务的范围和能力， 有力推动智能城市的发展。（ 8）促进电网相关产业的快速发展。电力工业属于资金密集型和技术密集型行业，具有投资大、 产业链长等特点。 建设智能电网， 有利于促进装备制造和通信信息等行业的技术升级，为我国占领世界电力装备制造领域的制高点奠定基础。四、用电环节现状及分析：国内电力公司的电能计量主要是为了完成电费计算，对客户计量数据的采集精细度不够，实时性不强，数据没有得到充分的深度利用，在计量体系建设、规划、管理、价值挖掘方面还有较大的提升空间。 2008 年，国家电网公司提出了全面建设用电信息采集系统的规划， 制订了系统建设通用方案、 系统和终端功能规范； 实现了电能表通信部分的模块化设计；规范了通信方式选择和设备选择的技术要求等。 但是， 在支持双向互动方面等方面仍需要开展进一步的研究开发工作。（ 1）智能用电小区与国外的研究范围相比， 国内则更适合在一个小区内展开试点工作， 试验各种不同的技术手段， 提高小区供用电的智能化水平。 智能用电小区主要基于光纤通信技术和电力线宽带网络技术构建， 采用双向互动智能表计、 用户智能交互终端等技术， 建立用户与电网之间实时连接、 互动开放的数字网络， 满足电网双向互动服务的需求。 小区内应用的智能电网用户服务系统包含电力线宽带网络自动抄表系统、 智能家庭网络系统和社区服务增值系统三个子系统，分别提供水、 电、气三表集抄、分布式电源接入（光伏） 、 家庭安全防范、家电控制、用电信息查询、紧急求助，生活服务、物业管理、社区娱乐等服务功能。智能用电小区的管理系统是实现智能电网用电服务及用户体验的支撑平台， 按照其功能可划分为用电信息采集4 管理系统 （采集主站） 、 社区服务系统 （社区主站） 、 家庭侧智能化系统 （家庭内部客户端） 。随着配电网智能化水平的提高以及需求侧管理手段的丰富，还能完成调峰调频、负荷调整、需求响应等电网辅助服务，进一步提高电网配电效率。（ 2）智能大用户服务分布式发电和需求响应也是重要的电力资源， 应予以优先调度、 使用； 电网企业大都建有和需求响应调度一体化的，独立于主网调度系统的分布式电源优化协调控制与管理系统（ DEMS ）。在与配网的调度关系上，分布式电源优化协调控制与管理系统属于主网调度之下的二级调度，优先参与电网电力平衡（例如欧洲、日本）；或在批发电力市场高电价（电网高峰）时段，优先调度需求响应和分布式电源。国外实际应用的能耗管理系统主要包括基于基本能量信息、 基于需求响应、 基于企业管理、基于网络能量管理和控制四种类型。 目前，随着国际社会对智能电网建设的关注， 发达国家已经启动智能用电和用户远程能效诊断等技术研究和实践。我国主要在现场能源管理系统和分项计量等方面开了部分研究。 随着市场化改革和技术的发展， 我国一些大型耗能企业从节能减排、 降低企业成本出发， 陆续自发建设能耗数据实时监测和查询系统；大中城市也不断有自动化程度不同的智能化楼宇投运。5 卷二（分布式光伏电站）一、分布式发电的优势和特点：分布式发电有很多优势， 如可以充分利用各种可用的分散存在的能源， 尤其是可再生能源，分布式发电安装在用户附近，就地发电就地消纳，减少了输电损失，提高了能源效率，分布式发电抗灾能力强， 在大电网出现故障时， 仍然可以对附近负载供电； 分布式发电建设周期短，调峰性能好、操作简单、启停快速、便于实现灵活调度，是智能电网的重要组成部分。 分布式电源通常接入中压或低压配电系统， 大量分布式电源的使用将会对配电系统产生广泛而深远的影响。 传统的配电系统仅具有分配电能到末端用户的功能， 而未来配电系统有望演变成一种功率交换体系。 因分布式发电具有分散、 随机变动等特点， 大量的分布式电源的接入， 将对配电系统的安全稳定运行产生极大的影响， 所以传统的配电系统分析方法， 如潮流计算、状态估计、可靠性评估、故障分析、供电恢复等，都会程度不同地受到分布式发电的影响而需要改进和完善。现在全世界供电系统多是以大机组、 大电网、 高电压为主要特征的集中式单一供电系统。虽然全世界 90% 的电力负荷都由这种集中单一的大电网供电， 但是随着当今社会对能源与电力供应质量与可靠性要求的逐步提高， 大电网由于自身的缺陷已经不能满足这种要求。 但是， 从电网运行安全角度看由于大电网中任何一点的故障所产生的扰动都会对整个电网造成较大影响， 严重时甚至可能引起大面积停电甚至是全网崩溃， 造成灾难性后果极易受到战争或恐怖势力的破坏， 危害国家的安全；另外， 从成本支出角度看， 集中式大电网不能跟踪电力负荷的变化， 而为了短时的峰值负荷而建造发电厂花费是巨大的， 因此经济效益相对较低。而大电网系统与分布式发电系统有机结合即能弥补大电网在运行过程中的此类缺陷， 根据西方国家的经验， 大电网系统和分布式发电系统相结合是节省投资， 降低能耗， 提高系统安全性和灵活性的主要方法。二、发展分布式发电系统的意义：如果说电力市场化是电力行业的重大体制改革， 那么分布式发电则可认为是电力行业的重大技术改革， 两者共同作用将使未来世界的电力行业呈现出全新的面貌。 现在的集中发电和通过主干电网为用户供电的方式是建立在丰富的化石燃料储备基础之上的， 而化石燃料资源的有限性决定此种运行模式必然是不可持续的， 因此， 可再生能源替代化石燃料是未来世界能源格局的必然选择。 随着电力体制改革的深化， 电力市场主体更为多元化， 而分布式发6 电为多样化的电力市场主体提供了自由选择的空间， 使其能更主动的适应易变的电力市场的变化。此外， 由于分布式发电设施的安装周期短， 对基础设施要求低， 与大型的中央电站及发电设施相比总投资较少， 因此在电力竞争性市场建立后分布式发电的作用将会日益明显和重要，大量的分布式发电通过通讯手段联网可以构建能够由电网统一控制和调度的“虚拟电站”， 与主干电力和主干电网组成智能电网， 从而与现有电力系统结合形成一个高效、 灵活的电力系统，提高整个社会的能源利用率及整个供电系统的稳定性、可靠性和电力质量。三、分布式光伏发电数据分析：就分布式光伏发电来讲， 主要包括离网光伏发电和与配电网并网的光伏发电系统。 凡是并入低压配电网（电压等级 230/400V ）和中压配电网（电压等级 10kV 、 35kV ）的光伏发电系统都属于分布式光伏发电。 2011 年光伏上网电价出台后，大型光伏电站的市场份额迅速增加，目前是中国光伏发电的主要市场。 但随着政策导向和市场的变化，分布式光伏将成为市场的主流， 到 2012 年底， 中国分布式光伏发电的市场份额大约占 36.4%， 2015 和 2020 年，分布式光伏市场的份额将会超过 50%。四、太阳能光伏产业“十二五”发展规划：（ 1）经济目标（到 2015 年）：在满足国内市场需求的同时积极满足国际市场发展需要。1 家 5 万吨级多晶硅企业， 2-3 家万吨级多晶硅企业； 1-2 家 5GW 级太阳能电池 企 业，7-9 家 GW 级太阳能电池企业。（ 2）技术目标（到 2015 年）：多晶硅材料生产平均综合电耗低于 120 度 / 公斤；单晶和多晶硅电池的产业化转换效率达到 21％和 19％。7 （ 3） 发电成本目标： 到 2015 年 光 伏 组件成本降为 7000 元 / 千瓦， 发电成本达到 0.8 元 / 千瓦时，到 2020 年光伏组件成本降为 5000 元 / 千瓦，发电成本达到 0.6 元 / 千瓦时。（ 4）创新目标：从自主创新能力、自主品牌、技术成果转化率、标准体系建设、国家重点实验室及检测平台等方面提出要求， 争取到 2015 年涌现出一批具有自主知识产权的品牌企业。五、分布式光伏电站并网及技术：10（ 20）千伏分布式光伏发电项目由地市供电局负责并网接入和并网服务管理， 380 伏及以下的分布式光伏发电项目由县（区）供电局负责并网接入和并网服务管理。接入系统设计：8 就地接入 10kV T 接于 10kV线路9 多点、就地接入 10kV/380V 10 六、分布式光伏电站投资盈利分析：（ 1）分布式光伏电站补贴政策：2013 年 8 月 26 日，中国发改委明确全国范围内分布式太阳能补贴标准，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（含税），补贴年限 20 年，通过可再生能源发展基金予以支付，由电网企业转付；其中，分布式光伏发电系统自用有余上网的电量，由电网企业按照当地燃煤机组标杆上网电价收购。同时对分布式光伏发电系统自用电量免收随电价征收的各类基金和附加，以及系统备用容量费和其他相关并网服务费。 另外，根据不同省、市地区对新能源发展的扶持，也会有相应的政府补贴政策，补贴年限 1~5 年不等。目前光伏发电行业发电成本大概在 0.7 元/ 度左右，因此，依靠补贴政策投资分布式光伏发电站可以有相对稳定的利润。11 （ 2）分布式光伏电站投资及效益分析：根据“十二五”发展规化，光伏电站的发电成本目标：到 2015 年光伏组件成本降为 7000 元 / 千瓦，发电成本达到 0.8 元 / 千瓦时，到 2020 年光伏组件成本降为 5000 元 / 千瓦，发电成本达到 0.6 元 / 千瓦时。根据规模大小，一般光伏电站每瓦造价在 7-10 元不等，不同地区日照有差别，一瓦年发电量在 0.8-1.5KWH 。对于广西市场，地区内分布式光伏发电 25 年运营寿命期内平均年发小时数可在 1000 小时水平，投入分布式光伏电站可进行自发自用剩余电量上网。对于自用部分用户取得的效益是电网公司销售电价（不同用电行业价格在 0.5~0.9 元 / 千瓦时）与政府补贴之和；而余量部分，通过并网电网企业按照本地燃煤机组标杆上网电价（ 0.4552 元 / 千瓦时）收购，仍有较大利润空间。以下表格对 1~10 兆瓦串系统进行投资分析，自发自用剩余电量上网余量上网销售电价按 0.6 元 / 千瓦时平均计算，每年运营成本按年收入 6%计算。光伏系统每年预计发电自发自用余量上网收益预计拿到国家补贴0.42 元每度补贴年限每年运营成本前 20 年均发电收益投资回收期系统寿命预计 25 年电费收益总投资回报率年投资回报率40% 首付分期付款投资回报率年投资回报率交钥匙价格0.6 0.42 6% 度 元 /度 元每年 年 元每年 元每年 年 年 元 /25 年 元1 兆瓦组串系统 1,000,000 600,000 420,000 20 61,200 958,800 7.8 25 22,176,000 296% 11.8% 582% 23.3% 7,500,000 1.5 兆瓦组串系统 1,500,000 900,000 630,000 20 91,800 1,438,200 7.7 25 33,264,000 300% 12.0% 590% 23.6% 11,100,000 2 兆瓦组串系统 2,000,000 1,200,000 840,000 20 122,400 1,917,600 7.6 25 44,352,000 304% 12.2% 598% 23.9% 14,600,000 3 兆瓦组串系统 3,000,000 1,800,000 1,260,000 20 183,600 2,876,400 7.5 25 66,528,000 308% 12.3% 606% 24.3% 21,600,000 4 兆瓦组串系统 4,000,000 2,400,000 1,680,000 20 244,800 3,835,200 7.4 25 88,704,000 312% 12.5% 615% 24.6% 28,400,000 5 兆瓦组串系统 5,000,000 3,000,000 2,100,000 20 306,000 4,794,000 7.3 25 110,880,000 317% 12.7% 624% 24.9% 35,000,000 10 兆瓦组串系统 10,000,000 6,000,000 4,200,000 20 612,000 9,588,000 7.1 25 221,760,000 326% 13.0% 642% 25.7% 68,000,000 12 光伏系统花费（元）首付额度（本金） 分期付款额度 年利息贷款年数利息总额（元）40% 60% 元 元 元 % 年 元7,500,000 3,000,000 4,500,000 6% 3 810,000 11,100,000 4,440,000 6,660,000 6% 3 1,198,800 14,600,000 5,840,000 8,760,000 6% 3 1,576,800 21,600,000 8,640,000 12,960,000 6% 3 2,332,800 28,400,000 11,360,000 17,040,000 6% 3 3,067,200 35,000,000 14,000,000 21,000,000 6% 3 3,780,000 68,000,000 27,200,000 40,800,000 6% 3 7,344,000 投资财务费用表光伏电站系统投资回报率对比13.0%12.7%12.5%12.3%12.2%12.0%11.8%25.7%24.9%24.6%24.3%23.9%23.6%23.3%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%1 兆瓦组串系统1.5 兆瓦组串系统2 兆瓦组串系统 3 兆瓦组串系统 4 兆瓦组串系统 5 兆瓦组串系统 10 兆瓦组串系统电站系统类别平均年投资回报率全部付款的投资回报率40%首付 60%分期付款的投资回报率投资年均回报率