深读周刊·调查丨让光伏发电用得上管得住

　　■阅读提示

　　在冀中南广袤平原上，一块块蓝色光伏板，形成一片片新“蓝海”。

　　千家万户的屋顶“借光发电”，让绿电进入了我们的日常生活。

　　目前，河北南网新能源总装机3779万千瓦，占总装机容量的53.5%，超过火电成为网内第一大电源。其中，分布式光伏装机达1812万千瓦。

　　想用好这些绿电并不容易。

　　分布式光伏发电“看天吃饭”、随机性强，大量接入给电网安全运行带来挑战。

　　在保定市徐水区太和庄村，电网系统通过技术改造升级，为屋顶上的分布式光伏找到了发电可观可测可控可调的好办法。

6月23日航拍的保定市徐水区太和庄村。 国网保定供电公司供图

　　屋顶光伏板汇聚新“蓝海”

　　6月22日，保定市徐水区，最高气温37摄氏度。

　　中午，徐水区太和庄村村民王晓明感觉闷热难耐，打开了空调。炎炎夏日里，经由电网输送来的电，给一家人带来了清凉。

　　王晓明家既是用电端，又是发电端。他家5间房的屋顶上，安装了几排蓝色光伏发电板。光伏板把吸收的太阳能转化为电能，通过设备接入电网。

　　“我家2014年就安装了光伏板，在村里算早的，主要是看中光伏发电的优惠政策，现在卖电还有电价补贴。我家一共装了30多块光伏板，有8.1千瓦，这一项一年能收入几千元。”王晓明说。

　　王晓明家的外墙上，两块智能电表显示着不同的数字，一块是用电电表，一块是发电电表。今年1至5月，王晓明家的光伏板共发电925千瓦时。

　　在太和庄村，像王晓明这样安装了光伏板的用户共71户，并网容量1194.25千瓦。

　　农户家屋顶“借光发电”，形成新“蓝海”，为电力系统输送着清洁电能。

　　6月24日，国网保定供电公司调控中心，工作人员通过分布式光伏调控平台，密切关注保定地区分布式光伏发电和电网运行情况。国网保定供电公司供图

　　5月9日11时41分，国网河北省电力有限公司的新能源发电创历史新高：新能源最大出力2429.4万千瓦，负荷占比70.8%。

　　这意味着，这一刻，由国网河北省电力有限公司负责规划建设和运营管理的河北南网，超七成用户使用的是清洁绿电。

　　“冀南区域光照资源相对丰富，有利于发展光伏发电。屋顶分布式光伏建设，能够有效节省土地资源，污染少，环保效益突出。”国网河北省电力有限公司调控中心调控处处长时珉说。

　　近几年，随着技术进步和成本下降，屋顶分布式光伏装机增长迅猛，已成为我省可再生能源的重要组成部分。

　　2015年以来，河北南网新能源装机规模不断实现新突破，年均增速近50%。目前，河北南网新能源总装机3779万千瓦，在总装机容量中占比53.5%，已超过火电成为网内第一大电源。其中，分布式光伏装机达1812万千瓦。

　　分布式光伏建起来，更要用起来。用起来的关键是并网消纳。

　　6月24日，国网保定供电公司调控中心，工作人员通过分布式光伏调控平台，密切关注保定地区分布式光伏发电和电网运行情况。国网保定供电公司供图

　　“分布式光伏消纳有三种方式，分别为全额上网，自发自用、余电上网，全额自用。”国网保定供电公司营销部分布式光伏管理人员沈嘉昆介绍。

　　全额上网，即用户发出的电全部由供电公司收购，这也是目前保定大部分分布式光伏发电用户选择的消纳方式；自发自用、余电上网，即用户发的电优先自用，剩余的由供电公司收购，工商业用户多选择此种方式；全额自用，即用户发的电均自用。

　　“不管是上网还是自用，都要把分布式光伏发出的电先接入电网，在电网内经过处理，符合统一的技术标准后，才能被用户使用。”沈嘉昆说，分布式光伏装机的快速增长，给电网的安全稳定运行带来了挑战。

　　6月22日20时许，国网保定供电公司调控中心的大屏幕上，显示着当日的分布式光伏发电出力趋势：6时许发电曲线开始上扬，于13时许达到高峰，此后曲线回落，于20时许回到零线位置。

　　这与当天的阳光强弱有关。这种典型的分布式光伏发电趋势，并不是分布式光伏发电的固定走势。不同的天气条件下，发电出力趋势不同。

　　“与传统火电相比，新能源发电具有随机性、间歇性、波动性等，‘看天吃饭’，难以控制，而电网运行需要维持整体安全稳定。”沈嘉昆说，想要用好新能源发的电，必须要“掌控”它。

　　5月18日，巨力索具股份有限公司厂房屋顶上，光伏自动清扫机器人正在作业。河北日报记者 常方圆 摄

　　“掌控”来自新能源的电

　　6月23日下午，国网保定供电公司调控中心，值班员刘小旭通过分布式光伏调控平台，密切关注保定地区分布式光伏和电网运行情况。

　　电脑屏幕上，各种数据、图表显示着保定全市分布式光伏用户接入、发电出力、发电安全等实时情况。当天，全市分布式光伏最大发电出力为239.77万千瓦，处于较高水平。

　　“通过观测分布式光伏发电的实时情况，我们会对各台区运行状态进行评估，一旦发现设备有损坏风险，就能及时调节分布式光伏发电出力的方式，保障台区电力供应稳定，避免对居民正常用电造成影响。”刘小旭介绍，台区是指由一台变压器所供电的范围，是电网中供电系统的最小单位。

　　实现对分布式光伏发电的可观、可测，是进行电力调控的基础。那么，保定全市的分布式光伏发电情况，是怎么实时呈现在调控平台上的？

　　秘密，藏在光伏发电用户安装的电表里。

　　光伏发电用户都要安装一块电表，通过电表记录每月发电量，再计算相应电费。“能否让电表承担更多信息采集功能呢？”国网保定供电公司调度中心相关负责人张纪欣说，他们设想将电表升级为分布式光伏发电的信息采集装置。

　　5月18日，保定市徐水区太和庄村，“源荷储充”多元协同台区微网示范区内配套储能、充电桩等设备。河北日报记者 常方圆 摄

　　明确这个思路后，研发人员展开了一系列技术攻关，升级电表和台区集中器软件，实现了对分布式光伏数据信息的分钟级采集。

　　不用额外增加投入，成本低，2022年起，保定开始大范围推广这项技术。目前，国网保定供电公司已实现对10.2万户分布式光伏用户数据的分钟级采集，占全市分布式光伏用户总数的81.1%，在国内首个实现“10万+”。

　　数据信息分钟级采集，让保定的分布式光伏发电情况实现了实时可观。这些获取的数据，为精准预测分布式光伏发电功率提供了可能。

　　“发电计划需要提前制定，仅掌握分布式光伏的实时发电情况，不能满足电力调度平衡的需要。因此，我们又研发了国内首个分布式光伏功率精准预测系统。”张纪欣说。

　　这一预测系统采用人工智能算法，结合从电表采集获取的分钟级分布式光伏数据信息，再参考天气预报等信息，构成了以变电站、线路、母线、配电变压器为预测对象的四维分布式光伏功率预测体系。

　　这一系统有多强呢？它能高效处理大量数据，同时依托历史数据值自动进行预测模型修正，预测准确率能达到90%以上，在国内处于领先水平。

　　6月23日，王跃准备对下一周的检修工作计划进行核查，他是国网保定供电公司调控中心工作人员。打开分布式光伏功率精准预测系统，他开始依次查询计划检修设备的相关情况。

　　国网保定供电公司原计划于6月25日检修保定35kV齐家佐变电站内一台变压器，该站下并网分布式光伏装机规模14.3兆瓦。王跃通过预测系统发现，6月25日，该站下光伏出力预计将达10.5兆瓦，可能引发单台变压器反送过载，不宜开展检修工作。因此，他将设备检修时间调整到了预测出力小的6月26日。

　　“分布式光伏功率精准预测系统不仅能应用在公司日常检修工作中，还能为电网平衡和电力现货市场提供技术支撑。”张纪欣说，目前，国网保定供电公司还在对该系统进行升级，不断提升预测准确率。

　　5月18日，保定市徐水区太和庄村，一户光伏用户外墙安装的智能电表等装置。河北日报记者 常方圆 摄

　　让“调皮小孩”成长为“靠谱青年”

　　实现了对分布式光伏的可观、可测，下一步，要实现对分布式光伏的可调、可控，让分布式光伏也能参与电网深度调峰，保障电力供需和电网平衡。

　　“这个‘三合一’调度集约化监控终端，相当于联系户用分布式光伏和电网的‘传令兵’。通过它，可实现光伏逆变器与调度系统的数据交互，助力分布式光伏群调群控系统应用。”在太和庄村，打开安装在村委会院内的一个电表箱，张纪欣指着其中一个充电宝大小的装置对记者说。

　　“‘三合一’终端不仅能上传分布式光伏的实时运行数据，还能接收调度系统下达的控制指令。”张纪欣说，根据分布式光伏参与调峰工作实际需要，调控系统下达指令后，经“三合一”终端作用于分布式光伏逆变器，可对发电功率进行柔性控制，实现按需发电。

　　今年春节期间，国网保定供电公司首次组织了分布式光伏用户规模化参与电网深度调峰，连续3天累计调节2.21万户次，有效保障了电网平衡。

　　国网保定供电公司自主研发了“三合一”调度集约化监控终端，还能在其中嵌入5G路由器，支撑基于5G通信对分布式光伏进行监控的技术应用。

　　5G技术，又能为分布式光伏监控带来什么？

　　“5G技术可为分布式光伏和电网的数据交换建起一条信息高速通道，将光伏逆变器与调度系统间的数据交互由分钟级提升至毫秒级。”张纪欣说，如果能实现这种毫秒级快速控制，不仅能调度分布式光伏参与电网调峰，还能实现调频，对电网稳定运行起到正向支撑作用。

　　新能源电力按照人的指令并入电网，是技术人员解决的问题之一。他们还有一个目标，让这些电存放自如。

　　2022年，河北省能源局出台《屋顶分布式光伏建设指导规范（试行）》，提出屋顶分布式光伏项目逐步按照“光伏+储能”方式开发建设，统筹考虑负荷特性和电能质量要求进行储能配置。配套储能原则上应在主要并网点集中建设，以解决部分台区电压偏差、设备重过载、就地无法消纳等问题。

　　在分布式光伏建设中应用储能技术，可以减少电网的输电损失和成本，提高太阳能发电的利用率。

　　这一目标已成为现实。

　　国网保定供电公司在太和庄村建设的“源荷储充”多元协同台区微网示范区，配建了100千瓦的储能装置和柔性充电桩。

　　“储能装置就像一个大型充电宝，在白天光伏发电高峰时段，可以把富余的电能存起来，到了晚上光伏不发电了，再把这部分电能释放出来。”张纪欣介绍。

　　储能，为解决新能源消纳提供了新的方向。

　　在“源荷储充”的互动中，家家户户的新能源汽车也能化身小型储能装置，通过充电桩，在光伏发电高峰为自身充电，在光伏发电低谷向电网反向供电，参与电力调峰和需求响应。

　　从配套储能装置到新能源汽车，这一微网示范区整合各类可调资源，为分布式光伏柔性调节提供了多种方案，以实现储能在电网末端的利用最大化。

　　这也是近年来，我省大力推进“分布式光伏+储能”模式的一项具体应用。

　　“因随机性、波动性强，难以调度控制的分布式光伏等新能源，在电力系统中一直像个‘调皮小孩’。随着一系列新技术的大规模应用，这个‘调皮小孩’正在成长为电力系统中的‘靠谱青年’。”张纪欣说。（河北日报记者 常方圆）

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　　工厂屋顶建起“绿色电站”

　　5月18日15时许，巨力索具股份有限公司（以下简称“巨力索具”）吊带生产厂房屋顶上，两台光伏自动清扫机器人正在作业。机器人沿着一排排光伏板匀速前进，除尘刷不停滚动。一来一回清扫两遍后，原本蒙着灰尘的光伏板重现明亮的蓝色。

　　“为了保证发电效率，我们每周会对光伏板进行两次清洁。投入自动清扫机器人后，每年可节省人工300个工时，节水100多吨。”巨力索具动力部部长赵福钢说。

　　放眼望去，巨力索具多个厂房屋顶上，大片大片的蓝色光伏板整齐排列，非常壮观。

　　“我们公司的‘金太阳’工程共建设屋顶光伏装机20兆瓦，于2013年、2015年分两期建成，均为自发自用。”赵福钢介绍，目前，巨力索具的屋顶光伏年均发电量达1700万千瓦时，约占企业年总用电量的30%。

　　光伏发电，不仅让企业生产用上了清洁电力，更为企业节约了用电成本。

　　“目前，算上折旧、日常维护管理等成本，我们光伏发电的成本每度电仅0.18元，远低于公司平均的购电价格。光伏发电，每年可为公司节约用电成本约1300万元。”赵福钢说。

　　着力优化工业用能结构，推进能源节约高效利用。近年来，河北积极推进智能微电网、分布式光伏建设，支持企业结合分布式新能源发展规模，利用储能装置，促进新能源就近就地消纳。

　　去年，石家庄市出台《石家庄市工业领域碳达峰实施方案》，提出鼓励企业、园区就近利用清洁能源，支持具备条件的企业开展“光伏+储能”等建设。增强源网荷储协调互动，引导企业、园区加快分布式光伏、分散式风电、多元储能、高效热泵、余热余压利用、智慧能源管控等一体化系统开发运行，推进多能高效互补利用，促进就近大规模高比例消纳可再生能源。

　　此前，唐山市也在《唐山市光伏发电发展规划（2022—2035年）》中明确，积极推进工业园区、经济开发区等屋顶光伏利用，推广光伏发电与建筑一体化应用。积极引导和推进高能耗、具备光伏开发建设条件的企业（项目）配套开发光伏项目，新建厂房及配套用房或者老旧厂房升级改造，按照“宜规尽规”“宜建尽建”的原则进行光伏开发设计和项目开发。

　　政府的引导和企业的选择不谋而合。发展分布式新能源，自发自用清洁电能，正成为越来越多企业的选择。（文/河北日报记者 常方圆）