统筹开发县域分布式光伏 融合互动构建新型配电网

　今年，国家密集出台了《“十四五”可再生能源发展规划》《关于促进新时代新能源高质量发展实施方案的通知》《关于公布整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点名单的通知》《关于推进以县城为重要载体的城镇化建设的意见》和《“十四五”推进农业农村现代化规划》等一系列政策文件，提出要充分利用政府学校、公共建筑、油气矿区、工矿场区、工业园区的土地、屋顶资源，因地制宜开展“整县屋顶分布式光伏”和“千家万户沐光行动”。

　　开发县域分布式光伏对推动我国能源低碳转型具有重要作用，而其大规模并网面临着光伏出力与负荷特性不匹配、本地消纳空间不足、电网平衡调控困难、市场化机制不完善等诸多突出问题。因此，实现分布式光伏科学开发和高效利用极为重要。

　　统筹规划有序开发县域分布式光伏

　　近年来，气候变化加剧、极端气象事件频发等因素，使新能源发电出力受到较大影响。另外，极端高温天气引起的负荷峰值急剧上升进一步加剧了电力系统供电不足风险，电力保供整体形势非常严峻。大力发展分布式光伏，既是推动新型电力系统建设的必由之路，也是目前高负荷密度配电网自身供电能力不足问题的有效缓解途径。

　　在此背景下，我国分布式光伏装机规模不断增长，截至2021年底，全国新增分布式光伏装机容量2900万千瓦，占全部新增光伏发电装机容量的55%，首次超过集中式光伏。随着分布式光伏整县开发工作的持续推进，分布式光伏还将进一步快速发展。

　　分布式光伏大规模接入，对配电网的承载能力与消纳能力都提出了较高的要求。光伏发电出力具有随机波动、日周期间歇性和季节性变化特点，与常规电源存在显著差异，使原有的电力电量平衡、匹配容量选取、网络安全约束等电网规划的边界条件发生很大变化。因此，必须对分布式光伏未来建设目标与电网目前承载和消纳能力进行统筹规划，为整县屋顶分布式光伏有序开发、配电网安全可靠经济运行与分布式光伏充分消纳奠定基础。

　　功率预测与群调群控应对并网困难

　　分布式光伏发电出力具有很强的波动性和随机性，对电网运行造成三方面的影响：一是由于分布式光伏太阳落山之后输出为零，这种出力特性会加大电网负荷的峰谷差，给电网调度带来巨大困难。二是分布式光伏出力与用户实际用电负荷二者融合后形成电网净负荷，分布式光伏将太阳辐射的随机波动引入电网净负荷，令其随机性大大增加，从而使得电网负荷的精准预测变得愈发困难。三是分布式光伏的出力特性与电网负荷的需求特性并不匹配，其充分消纳面临严峻挑战。上述三点导致电网调度面临“高峰时段电力供应不足、低谷期间光伏消纳困难”两难局面。

　　随着整县屋顶光伏开发工作的加速推进，海量分散式接入的分布式光伏给电网运行带来的压力和挑战将日益凸显，必须将分布式电源也有机地融入全网的调度运行中。分布式光伏功率预测及其群调群控是应对上述困难的有效技术手段。然而，一方面由于分布式光伏在资源一致性、数据可用性和数值天气预报信息支撑方面与集中式大规模光伏存在巨大差异，现有集中式光伏功率预测方法难以用于分布式光伏功率预测；另一方面，我国地域辽阔，各地区的地形地貌和气象环境条件千差万别，独特的气候与地理特点导致光伏组件功率特性、光伏资源空间分布存在显著差异。为此，亟待开展针对分布式光伏特点的发电功率预测研究工作。

　　可调资源融合互动构建新型配电网

　　针对分布式光伏并网带来的诸多问题，挖掘配电网中电供热、电制冷、电动汽车等柔性负荷以及分布式储能等各类可调节资源的调节能力，为系统运行提供调峰、调频以及稳定控制等辅助服务的技术思路得到了行业各界的广泛认可。

　　随着配电网智能融合终端、智能开关以及智能电表的广泛应用，电力系统在配电网中已经建立了一条连接分布式电源、可调节资源与电网调控中心的安全、可靠、高效的信息高速公路。基于智能融合终端提供的边缘计算能力，配电网信息高速公路可对分布式光伏进行功率预测，对多种可调节资源进行调节能力在线量化评估，从而在智能融合终端层面实现分布式光伏与多种可调节资源的综合协调运行控制，平抑分布式光伏的波动性和随机性，缓解大规模分布式光伏对配网的运行压力。笔者认为，将分布式光伏、可调节资源与电网三者有机地融合在一起，可为破解新型配电网发展所面临的难题提供全新的技术思路。

　　完善市场机制促进分布式光伏消纳

　　分布式光伏不同于集中式光伏电站，所有权、控制权、经营权归属用户，与电网公司无关，其运行方式包括“全额上网”“全部自用”和“自发自用，余电上网”三类，可以“净电量计量”和“双向计量，双向结算”两种收费方式结算。然而，长期以来我国分布式光伏，尤其是农村扶贫光伏项目，市场化程度较低，发电收益较少，依赖补贴及国家资金投入实现收益。

　　随着新能源发电规模的扩大，政府补贴退坡加速，2021年工商业分布式光伏项目已经实现平价上网，户用分布式光伏项目补贴也有所下降，在整县推进的分布式光伏开发以及光伏逐步实现平价上网的背景下，若仍单纯依靠补贴将难以维持理想收益。

　　随着我国电力市场建设的逐步深入，中长期交易规模与现货市场试点范围不断扩大，多地区陆续开展了分布式发电市场化交易、“隔墙售电”、绿电交易、分布式光伏碳交易等新能源市场化交易品种试点。然而，大部分交易对电站发电量、可交易电量等认证要求较高、手续复杂，部分交易还需缴纳各项费用、成本高昂，对电量的计量以及相应的补贴认定与发放都还需进一步的细化，分布式光伏参与电力市场交易的机制尚未完善，商业模式尚未成熟。在国家光伏补贴退坡的背景下，推动电力市场建设，完善分布式发电参与电力市场的交易机制，发展规模化的分布式光伏商业模式，对于分布式光伏发电可持续发展具有重要意义。

　　综上所述，“十四五”期间我国分布式光伏的发展仍面临开发建设、运行消纳、交易盈利等多方面难题，必须坚持系统观念、统筹规划、有序开发，通过技术创新与市场机制相结合共同推动县域分布式光伏的健康持续发展。（王飞为华北电力大学电力工程系教授、博士生导师，徐飞为清华大学电机系副研究员，王洪勉为北京智芯微电子科技有限公司智能配电事业部副经理）