2015年中國光伏產業又走過不平靜的一年,裝機容量快速增長,系統價格保持下降趨勢,另一方面,電價在逐步調低,對光伏發電系統性能提出新的要求,主要表現在三個方向:需要更高效、智能、可靠的新能源。
如何做到對應的三個要求,成為行業思考的課題。現階段太陽能光伏發電的補貼將逐年下調,目前1000V直流系統的整體成本降低的空間有限,為解決問題,業界領先的企業都在積極研究1500V耐高壓直流系統。1500V直流發電系統是否將成為行業下一個大勢?
近日一場關于“1500V直流發電系統”的主題研討會在上海舉行,該次研討會是光伏業界第一次全面討論1500V系統的應用。來自國內的國網電力研究院、電力設計院、電站業主方、EPC、組件企業、封裝材料企業、并網逆變器、匯流箱、電線電纜、接線盒、第三方檢測認證機構、高校科研等單位共200多位代表參加了會議,大家分別從標準、材料、設備、認證等方面做了深入的探討。
直流配電網對接,減少集數與環節缺陷
規范化的高壓光伏直流系統通過電力電子變換器集中并網,這些大規模集中式發電廠通常距離負荷中心較遠。通過高壓直流輸電進行輸送,是未來輸電網構架的基本組成單元。
中國電力科學研究院新能源研究所張軍軍在會上表示:“其他的新能源運營模式都需要一個環節,這應該說是未來在配電網側光伏直流系統一個非常有利的優勢。但是由于我們之前光伏直流系統電壓較低,需要進行多級的DCD的變換,我們講1500V直流系統,相當于有效解決了這樣一個缺陷,未來的發展方向希望把它的電壓做得更高,就是我們直流配電網對接,從而有效減少集數和環節。1500V邁出了這樣一小步。”
張軍軍認為1500V的綜合優勢體現在,第一,光伏電池、燃料電池直流型分布式電源可以通過直流變換接入直流母線,減少了整流逆變環節,能量利用效率更高。第二,低壓直流網絡的控制只取決于直流母線電壓,不需要考慮母線電壓的相位和頻率問題。第三直流配電系統中,不會出現交流線路中的無功損耗和禍流損耗。第三負載供電部首電網電壓三相不平衡。
他說:“未來的直流配電網作為配電網的重要應用模式,對于如何制定一整套直流序列,是目前我們直流配電網中亟待解決的問題。我們光伏高壓化,正好和我們配電網的直流化進行了有效的銜接,是一個非常好的模式,直流微電網又是另外一個切入點,使用直流配電的方式,解決高電能質量的各種分布式電源協調控制的微電網,它通過一個集中式并網與大口相連。”
限電情況下,系統下降4毛錢才具備投資價值
天合光能是行業內率先推1500V直流發電系統的光伏組件制造商之一,為什么在2015年發力?除了補貼價格下調,背后的原因還在于西部光伏電站限電與電站收益。
度電成本下降,對2016年西部電站是一個非常大的考驗。就目前而言,補貼8毛錢,三分之一的西部電站會受到影響,在限電的情況下,8毛錢西部電站不具備投資的價值。
“如果2016年我們基于現在的情況,還要達到9毛錢的收益,那么系統成本要下降4毛錢,在短短一年當中下降4毛錢,哪些技術可以做到?就算是轉換效率提高,每年大概行業降低5到8分錢。”天合光能中國區市場總監曾義在會上表示:“1500V對于大型地面電站來說,可以直接帶來1毛5到2毛的下降。”
曾義認為,從系統成本下降的趨勢看,系統成本貢獻最大是組件,但現在組件已經到了一個非常平穩下降的通道。接下來需要從系統端控制成本,初始成本的投資更多的放在一些系統技術的應用,比如更大的逆變器,智能組件等。
據順德中山大學太陽能研究所孫韻琳博士介紹,他們以廣東南方一個20MW的電站項目做了一個實際的對比數據。
孫韻林表示:“我們是以2.2兆瓦作為一個單元,第一部分我們做了一個線纜對比的分析,假如以1塊錢一度電,2.2兆瓦當中一年1500V比1000V所能夠節約的價格是4500塊錢,這是逆變器前端的對比。
按照當前詢價來看,1000V和1500V單位成本價格相差不大,在線纜損耗方面,有一個比較相對明顯的內容,1500V比1000V系統的線損的損耗量小。按照100兆瓦來看的話,收益很可觀,初步估算是每年60萬。逆變器出現后,按照相同單位成本,1500V與1000V的可比部分價格降低約為1毛4分錢。”
在說明成本優勢的同時,孫韻林也提出了擔心,1500V畢竟為新事物,并且目前大部分系統器件完全沒有達到中試,都是小試階段,各個項目的實施也都是在示范階段。“針對產品具體的規范還沒有出臺,應該要制定相應的標準,正確引導1500V系統的發展。”孫韻林說道。
據了解,為規范及合理引導1500V系統的發展及推動,研討會討論成立了1500V標準促進會,促進會由上海電力設計研究院和上海市太陽能學會共同發起,秘書處設在上海市太陽能學會,和產業界領先企業和相關機構一起逐步編寫相關規范、制定行業標準直至編制相關國家標準。