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影响光伏发电未来的三大技术
发布时间:2017-09-08     来源: OFweek 太阳能光伏网
本文摘要:  光伏行业发展到2017年已经到了关键时期,根据国家能源局发布的《太阳能发展十三五规划》,到2020年,我国光伏发电电价水平需在2015年基...
  光伏行业发展到2017年已经到了关键时期,根据国家能源局发布的《太阳能发展“十三五”规划》,到2020年,我国光伏发电电价水平需在2015年基础上下降50%以上,在用电侧实现平价上网目标。按照规划,如今距离光伏发电平价上网已只有两年多的时间。而距离平价上网的时间越近,距离直接参与激烈的电力市场竞争的时间也越近。
 
  虽然光伏行业已经历了数十年的发展,但是相对于火电等传统电力行业来说,光伏发电还只是一个新秀。平价上网之后,摆脱国家补贴的光伏发电将面临一场真正意义上的生死挑战。而作为电力市场的新秀,光伏发电要想在电力市场中取得主动权,就必须加强自身的竞争力,那么在未来,有哪些技术将影响光伏发电的发展呢?
 
  影响光伏发电未来的三大技术
 
  一、特高压
 
  近年来,我国光伏行业一度陷入“边建边弃”怪圈,而弃光限电问题也一直是困扰光伏行业发展的主要问题之一。为了杜绝弃光限电问题的持续恶化,国家一边通过政策红利加强光伏电力的消纳,一边对弃光率超过5%的省份作出暂停安排新建光伏发电规模的措施,以控制光伏电站过火的建设。
 
  这些努力在2016年获得了初步成果,据国家能源局公布的数据显示,2017年上半年全国光伏发电量518亿千瓦时,弃光电量37亿千瓦时,弃光率同比下降4.5%,其中弃光比较严重的新疆和甘肃弃光电量分别同比下降6%、10%。这是近三年来弃光率首次获得下降。但是付出的代价是,2017上半年集中式光伏电站装机同比减少了8%,这也大概是多年以来光伏电站装机量首次出现同比下降。
 
  与此同时,在国家能源局最新出台的《关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》中表示,因为弃光限电严重,在弃光率未见明显好转之前,甘肃、新疆(含兵团)、宁夏暂不安排2017-2020年新增建设规模。这也意味着,在没有建设指标的情况下,甘肃、新疆(含兵团)、宁夏等区域的集中式光伏电站发展将可能陷入停滞状态。可以预见的是,集中式光伏电站装机规模增长速度将持续降低。
 
  集中式光伏电站的发展遭遇瓶颈,这对处于朝阳产业的光伏来说,其实是不利的。虽然今年分布式光伏开始爆发,但是业内更愿意看到集中式光伏电站和分布式光伏电站齐步发展。
 
  而特高压技术的发展,或许能再次激活西北地区的集中式光伏电站的发展。
 
  我国西北地区出现大面积的弃光限电的原因主要是在当地无法消纳的情况之下,又没有相关电网技术将富余电量进行外送。据了解,我国70%以上的电力消费集中在中东部地区,但是中东部地区却缺乏太阳能资源以及建设大型光伏电站的土地条件;而西北地区地广人稀,太阳能资源充足,非常适合建设大型光伏电站,但是本地却无法消纳这些光伏电量。如果我国特高压电力输送通道建设完善,那西北地区的富余电量将可以输送到中东部,从而解决光伏发电的消纳问题。
 
  据了解,特高压电网较现有电网优势明显,特高压电网具备更大的输电容量以及更优异的输送能力,而且特高压电网具备更低的网络损耗和工程造价。我国特高压技术处于世界领先地位,实践已经充分证明了特高压的技术可行性、运行安全性、工程经济性和环境友好性。
 
  目前我国的特高压工程也在紧锣密鼓的建设当中。据了解,“十三五”期间,国家电网将加快建设目前在建的“四交六直”10个工程,其次是后续推进“五交八直”特高压工程,然后是在2018年之前开工建设“十交两直”特高压工程。
 
  据了解,我国首条大规模输送清洁能源的特高压工程——±800千伏祁韶(酒泉—湖南)特高压直流输电工程已经在2017年6月27日投运,截止9月6日已累计外送电量达23亿千瓦时,其中新能源电量占外送电量预40%。甘肃新能源外送能力得到大大提升。
 
  特高压是电力行业的“高铁”,特高压工程的建设无疑将对我国光伏发电的未来发展起到极大的推动作用。
 
  二、储能
 
  基于光伏电站只能白天发电,晚上无法发电而且会受天气影响的特性,光伏发电存在一定的间歇性与随机性。在用电需求高峰的夜晚却无法发电,这是光伏发电最为巨大的缺陷。这一缺陷的存在不仅使得用户在夜晚的时候无法通过光伏电站来供电,而且因其不稳定性,光伏电量接入电网时会对电网的安全性和供电可靠性造成威胁,这大大影响了光伏发电的推广与长远的发展。
 
  如果一个光伏电站能在白天发电的同时,将富余电量储存起来,到夜晚的时候就不至于断电了。如果有完备的储能技术,光伏发电将克服发电间歇性的问题,全天提供电力。另外,储能系统可以用于快速响应的调频服务,可以有效地规避太阳能发电间断性、不确定性等缺点,增强电网的调峰能力。如此一来,储能技术对光伏发电的重要性不言而喻。
 
  储能技术的研究和发展向来备受行业关注,从某种程度上说,储能技术的发展将是光伏发电未来发展中不可缺少的一环。储能在整个电力价值链上也起到至关重要的作用。它的作用涉及发电、传输、分配乃至终端用户。
 
  目前,限于各项技术限制。“光伏+储能”模式在脱离电网的情况下依然难以保证光伏电站持续的供电。但是储能技术在近年来得到了飞速的发展,2017年3月,国家能源局印发《关于促进储能技术与产业发展的指导意见(征求意见稿)》,在政策上给予了储能技术大力支持。此外,国家电网全球首创的风光储输示范工程经过多年的试验,已经能够稳定顺利地消纳清洁能源。
 
  而储能技术在国外发达国家的发展更是已经达到了产业化的地步,比如德国在持续的补贴之下催生了新兴的家用储能市场。而诸多大企业也陆续布局储能产业,今年3月,特斯拉在夏威夷建世界最大太阳能储能设施正式投入运营,该设施占地近50英亩,靠近当地的Kapaia发电站,包含55000块独立的太阳能面板以及272块特斯拉Powerpack2锂离子电池。发电功率达到13兆瓦,相当于每年发电19,438兆千瓦时,能为全岛6万多居民全天24小时供电。
 
  目前,国内光伏企业也有不少企业开始布局储能产业,其中天合光能以及协鑫都成立了相关的储能公司。未来随着储能技术的发展及电网技术的提高,“光伏+储能”的发展模式必然也在国内大放光彩。
 
  三、能源互联网
 
  除了特高压技术以及储能技术,未来的能源互联网也将对光伏发电的发展产生极大的影响。能源互联网包括全球能源互联网、互联网+能源、综合能源服务几个方面。
 
  全球能源互联网是以特高压电网为骨干网络、全球互联的坚强智能电网。是清洁能源在全球范围内大规模开发、配置、利用的基础平台,可以简单概括为“特高压电网+智能电网+清洁能源”。而互联网+能源主要是在能源开发当中,以大数据、云计算和数据挖掘等新兴技术达到系统优化、资源优化配置、高效运行的目的。综合能源服务主要是将节能服务或能效服务等增值业务整合在一起的能源服务。
 
  对于光伏发电来说,能源互联网可以对光伏发电的信息化系统进行深度开发,通过对光伏发电系统的设计、运行数据进行采集,并与天气、地理数据整合形成大数据,并在此基础上进行负荷预测、发电预测和运行控制,打通并优化能源生产和消费端的运行效率。
 
  另外,全球能源互联网的架构将对光伏发电的消纳起到积极影响,未来光伏电量不但能实现远距离的输送,而且在能源互联的智能运营之下,将能最大程度的实现就地消纳。
 
  小结
 
  综上所述,特高压、储能、能源互联网都将对光伏发电的未来发展产生极大的影响。其中特高压的发展将对光伏发电的消纳起到积极作用,或能再次激活我国集中式光伏电站的发展。而储能技术的发展将弥补光伏发电固有的缺陷,使得光伏发电能够脱离电网而全天为用户提供电量,而且储能相关技术还能消除光伏发电并入对电网的伤害。能源互联网的发展将能把光伏发电与其他所有能源联合起来,然后在消纳、数据分析、电网接入等等各方面统筹运营,最大限度的将光伏等新能源利用起来。
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