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综合智慧能源科普系列:集中式光伏发电

日期:2023-12-18    来源:白云新能源

国际新能源网

2023
12/18
13:50
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关键词: 光伏电站 可再生能源 集中式光伏电站

定义

光伏电站主要分为集中式电站和分布式电站两大类。其中,集中式光伏发电系统是在沙漠、戈壁、山地、水面等场地集中建设的光伏电站,所获的电力直接并入国家电网,国家电网通过接入高压输电系统供给远距离负荷。

集中式大型并网光伏电站一般是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。特点是占地面积大、输送距离远、投资大、建设周期长。详细来说,是将光伏阵列安装于山地、水面、荒漠等较为宽阔的地域,阳光照射后光伏阵列可产生直流电,逆变器再将直流电转变成交流电后,经由升压站接入电网。集中式光伏电站的规模普遍较大,一般均在10MW以上,且目前100MW以上的特大型光伏电站逐渐增多。

项目开发

集中式光伏的三个核心要素是土地、资金与指标。集中式光伏电站项目开发规模大,通常占用土地、水面等,地面式选址选项多,且不断拓展出新的用地模式,地面式选址集中在山体、滩涂、沼泽、戈壁、沙漠、受污染土地等闲置或废弃土地上。一经完成相关手续建设完成可持续享受国家标杆电价补贴,因此收益稳定。

集中式光伏并网电站的分类

(一)大型荒漠地面并网光伏电站

大型荒漠地面并网光伏电站是利用广阔平坦的荒漠地面资源开发的光伏电站,该类电站规模大,一般大于6MW,电站逆变输出经过升压后直接馈入35kV、110kV、220kV或更高电压等级的高压输电网,因该类电站所处环境地势平坦,光伏组件朝向一致,无遮挡,故多采用集中式逆变器。大型荒漠地面并网光伏电站的主要特点是运维更经济、方便,采用集中式逆变器控制更能满足电网的接入要求。该类电站是我国光伏电站的主力,主要集中在西部地区。

荒漠式光伏电站

(二)大型山丘地面并网光伏电站

大型山丘地面并网光伏电站是指利用山地、丘陵等资源开发的光伏电站,它又可以分为光伏组件朝向不一致或存在早晚遮挡问题的大型山丘地面并网光伏电站和地形非常复杂的大型山丘地面并网光伏电站。该类光伏电站规模大小不一,从几兆瓦到上百兆瓦不等,发电以并入高压电网为主,受地形影响,多有光伏组件朝向不一致或早晚遮挡问题,因此这类电站的逆变器多采用具备MPPT模式的集中式逆变器,每路MPPT能够跟踪100多千瓦的光伏组件,将同一朝向的光伏组件设计成一串,大大提升了施工便利性并有效解决了朝向和遮挡问题,同时共交流母线输出,具备集中式逆变器电网友好性特点。

山丘式光伏电站

集中式光伏的优缺点

(一)优点

1.由于选址更加灵活,集中式光伏出力稳定性有所增加,并且充分利用太阳辐射与用电负荷的正调峰特性,起到削峰的作用。

2.其运行方式较为灵活,相对于分布式光伏可以更方便地进行无功和电压控制,参加电网频率调节也更容易实现。

3.建设周期短,环境适应能力强,不需要水源、燃煤运输等原料保障,运行成本低,便于集中管理,受到空间的限制小,可以很容易地实现扩容。

(二)缺点

1.需要依赖长距离输电线路送电入网,同时自身也是电网的一个较大的干扰源,输电线路的损耗、电压跌落、无功补偿等问题将会凸显。

2.大容量的光伏电站由多台变换装置组合实现,这些设备的协同工作需要进行同一管理,目前这方面技术尚不成熟。

3.为保证电网安全,大容量的集中式光伏接入需要有LVRT等新的功能,这一技术往往与孤岛存在冲突。

发展趋势

《“十四五”可再生能源发展规划》提出“坚持集中式和分布式开发并举,推动建设一批重大可再生能源基地。”在双碳背景下,我国将持续续加快构建以光伏、风电等新能源为主体的新型电力系统,我国光伏发展一直采取的是集中式与分布式并举的政策。

近年来,我国光伏产业继续巩固在全球的规模领先优势,在硅料、硅片、电池片和组件四个环境的全球产量排名中,多家中国企业均处于前列;产品技术不断突破一直是推动光伏行业发展的原动力,核心技术的产业化应用可以进一步降低光伏发电成本;另外,随着光伏产业在世界范围内的不断扩大,其应用模式也更加趋于多元化,在“光伏+储能”、“光伏+农业”、“光伏+建筑”等诸多方面的发展均有进展。

目前,我国光伏产业布局愈加合理,耗能较高、对电价敏感的多晶硅和拉棒环节向能源供应丰富、电价更低的西部地区转移,而硅片、电池片及组件的生产则集中在配套完善、人才资源丰富的中东部地区,产业集中度不断提高,集中式光伏正加速走完平价前的抢装期,未来实行平价之后,摆脱补贴依赖的新能源,不仅更清洁,而且更便宜。


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