2019年年底，在住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳下發(fā)的關(guān)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范(征求意見(jiàn)稿)》中，正式提出了放開(kāi)容配比的限制。雖然文件還未正式公布，但是據(jù)某設(shè)計(jì)院人士介紹，從新規(guī)評(píng)審過(guò)程看，各方都同意提高容配比，來(lái)助力降本增效，推進(jìn)國(guó)內(nèi)平價(jià)、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目申報(bào)。
提升容配比，從本質(zhì)上講是提高逆變器、箱變的設(shè)備利用率，降低逆變器、箱變的工程造價(jià)。同時(shí)，提高容配比還可以攤薄升壓站、送出線(xiàn)路等公用設(shè)施的投資成本，進(jìn)一步降低造價(jià)，降低發(fā)電成本。
事實(shí)上，在存量光伏電站中提高容配比的情況也較為普遍，尤其是從光伏領(lǐng)跑者開(kāi)始，競(jìng)價(jià)帶來(lái)的壓力將提高容配比這一方案推到了前臺(tái)。據(jù)十一科技華東分院某技術(shù)人員介紹，在2018年的領(lǐng)跑者項(xiàng)目中，就已經(jīng)考慮1.3-1.4容配比，由于政策及能監(jiān)局限制超配，因此一般考慮1.05-1.1容配比。從2019年下半年的平價(jià)項(xiàng)目開(kāi)始，光伏項(xiàng)目普遍都在考慮提高容配比。
容配比“松綁”：來(lái)自補(bǔ)貼、電網(wǎng)、棄光的挑戰(zhàn)
顯然，不論是設(shè)計(jì)規(guī)范還是從光伏電站自身來(lái)說(shuō)，提高容配比已成共識(shí)。但是與國(guó)外不同，目前，我國(guó)容配比提升在實(shí)施的過(guò)程中，依然存在挑戰(zhàn)。
第一，補(bǔ)貼核算的限制。受制于可再生能源補(bǔ)貼拖欠的大環(huán)境，主管補(bǔ)貼發(fā)放的財(cái)政部不允許光伏電站大規(guī)模提高容配比——這意味著補(bǔ)貼額度的增大，對(duì)于他們來(lái)說(shuō)，提高容配比后，本就拮據(jù)的補(bǔ)貼資金更為雪上加霜。光伏們獲悉，近日財(cái)政部門(mén)正醞釀啟動(dòng)存量光伏電站的容配比核查。
第二，電力波動(dòng)性的考驗(yàn)。盡管從原理上，提升容配比可以讓光伏出力相對(duì)平滑，但同時(shí)這也意味著，容配比提升之后，所發(fā)電量越多，相同規(guī)模的光伏電站會(huì)有更多的電量接入電網(wǎng)，電網(wǎng)穩(wěn)定性考驗(yàn)越大。作為全球最強(qiáng)電網(wǎng)，維護(hù)電網(wǎng)安全是我國(guó)電網(wǎng)公司的首要任務(wù)，任何可能帶來(lái)波動(dòng)的電力形式自然不受待見(jiàn)。
第三，棄光的風(fēng)險(xiǎn)。容配比提升，電站發(fā)電量提高，還牽涉到棄光風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。按照我國(guó)最高5%的棄光率要求，提升容配比后，很多電站可能會(huì)越過(guò)5%這條“紅線(xiàn)”，這也就不難理解，為什么很多地方“向往”提升容配比，卻不敢輕易觸碰。
圖表：最近一年部分國(guó)家的棄風(fēng)棄光率和風(fēng)光發(fā)電占比(來(lái)源：彭博新能源財(cái)經(jīng))
挑戰(zhàn)之下，光伏必須致力于成為電網(wǎng)友好性電源
面對(duì)上述相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，在即將面對(duì)全面市場(chǎng)化的前提下，光伏行業(yè)不能一味的打口水仗要求電網(wǎng)予以支持，無(wú)論是調(diào)峰還是棄光，電網(wǎng)都很難做出讓步，所以光伏企業(yè)必須想辦法從技術(shù)層面加以解決。
針對(duì)補(bǔ)貼核算問(wèn)題，業(yè)界一直在呼吁以交流側(cè)額定功率定義容量。如果以逆變器的交流側(cè)額定有功功率之和作為電站容量的定義，不僅將提高系統(tǒng)利用率，還能夠解決土地審批和并網(wǎng)點(diǎn)容量確定的問(wèn)題。據(jù)了解，目前海外主要市場(chǎng)如日本等普遍按照交流側(cè)來(lái)限定電站容量。當(dāng)然，這個(gè)問(wèn)題在平價(jià)之后，也將迎刃而解——國(guó)內(nèi)光伏電站將不再受制于補(bǔ)貼資金的約束。
另一方面，高容配比可以讓光伏電力輸出更平滑，從而提高電網(wǎng)友好性。隨著容配比的提高，光伏電站滿(mǎn)載工作時(shí)間延長(zhǎng)，電站輸出功率隨輻照度波動(dòng)引起的變化降低。
下圖是陽(yáng)光電源在美國(guó)一個(gè)205MW實(shí)際電站的日輸出功率曲線(xiàn)，該電站采用1.42倍容配比+跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由圖可見(jiàn)，逆變器從早上8:00點(diǎn)到下午17:00一直處于滿(mǎn)功率運(yùn)行狀態(tài)，相比于傳統(tǒng)光伏電站拋物線(xiàn)型的發(fā)電曲線(xiàn)，該電站的發(fā)電功率曲線(xiàn)更為平滑，整個(gè)光伏電站的輸出更加穩(wěn)定，大大提高了電網(wǎng)友好性。
但是，如果想徹底解決光伏波動(dòng)性問(wèn)題，同時(shí)應(yīng)對(duì)因容配比提高帶來(lái)的光伏電力增加有可能導(dǎo)致的棄光風(fēng)險(xiǎn)，光伏配套儲(chǔ)能才是終極解決方案。以日本秋田大館FIT(Feed-in Tariff)電站為例，這是一個(gè)通過(guò)直流側(cè)加裝儲(chǔ)能解決棄光和電網(wǎng)波動(dòng)性的典型案例。據(jù)介紹，該項(xiàng)目獲得FIT補(bǔ)貼的限定交流容量為49.5kW，直流側(cè)安裝350kW組件,超過(guò)7倍容配比設(shè)計(jì)。
“為了提高售電收益，陽(yáng)光電源為該電站配置1.1MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)，自動(dòng)儲(chǔ)存功率限制外的多余電量避免棄光，實(shí)現(xiàn)電站24小時(shí)持續(xù)售電，最大化提升項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)收益”，陽(yáng)光電源相關(guān)人士介紹道，此外，該方案也很好的解決了電網(wǎng)波動(dòng)性的難題，平滑了光伏電力輸出。
目前國(guó)內(nèi)各省已陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策要求光伏電站配備儲(chǔ)能，并且已經(jīng)有多個(gè)省份開(kāi)展了光伏+儲(chǔ)能的試點(diǎn)項(xiàng)目，毫無(wú)疑問(wèn)，這是光伏電力實(shí)現(xiàn)真正電網(wǎng)友好的必經(jīng)路徑之一。在2020年青海2GW的光伏競(jìng)價(jià)中，明確了需要考慮儲(chǔ)能配置的分?jǐn)偝杀?山西電網(wǎng)近日發(fā)文要求光伏電站進(jìn)行一次調(diào)頻改造，儲(chǔ)能便是其中的方案之一。雖然目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)受限于儲(chǔ)能成本問(wèn)題仍在起步階段，但相關(guān)人士表示，儲(chǔ)能可能成為未來(lái)電站進(jìn)行一次調(diào)頻改造的主流方案。
需要注意的是，所謂光儲(chǔ)融合，并不僅僅是光伏系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的簡(jiǎn)單相加，這需要技術(shù)上的深度融合，以此實(shí)現(xiàn)1+1>2的優(yōu)化效果。據(jù)光伏們了解，目前行業(yè)內(nèi)在光伏、儲(chǔ)能這兩個(gè)領(lǐng)域均有亮眼表現(xiàn)的企業(yè)并不多，陽(yáng)光電源是其中一個(gè)。
在全面市場(chǎng)化的壓力之下，光伏產(chǎn)業(yè)需要應(yīng)對(duì)成本、電網(wǎng)、回報(bào)率等各方面的壓力，避開(kāi)政策方面不談，從技術(shù)本身來(lái)看，提高容配比顯然能夠在平價(jià)路上助光伏行業(yè)一臂之力，同時(shí)，光儲(chǔ)的深度融合也必將是全面平價(jià)時(shí)代的最佳選擇。
