关于居民分布式电网群落建设与运营的探讨（上）

太阳能资源丰富，分布广泛，开发利用前景广阔。太阳能发电作为太阳能利用的重要方式，已经得到世界各国的普遍关注。近几年，太阳能发电技术进步很快，产业规模持续扩大，近10年统计数据显示，全球太阳能光伏电池年产量增长约6倍，年均增长50%以上。2013年全球电池片生产规模保持增长势头，产能超过63GW(不含薄膜电池)，产量达到40.3GW。与2012年相比，增长7.5%，多晶硅电池和单晶硅电池的比例约为3∶1。 　　太阳能电池呈逐年增长发展态势，中国大陆以25.1GW的产量位居全球第一，产量约占全球总产量的63%。随着发电成本不断下降，光伏发电技术在全球已实现较大规模应用。在国际市场的带动下，我国太阳能光伏产业快速发展， 光伏技术和成本上均已形成一定的国际竞争力。从发展趋势看，太阳能发电即将成为技术可行、经济合理、具备规模化发展条件的可再生能源，对我国合理控制能源消费总量、实现非化石能源目标发挥重要作用。 　　并网光伏电站和与建筑结合的分布式并网光伏发电系统是光伏发电的主要利用方式。分布式光伏发电具备发挥用户侧光伏发电与当地用电价格较接近、电量可就地消纳的优势，国家正在加快推广用户侧分布式并网光伏发电系统，鼓励在有条件的城镇公共设施、商业建筑及产业园区的建筑屋顶安装光伏发电系统，支持在大型工业企业的内部电网中接入光伏发电系统。在国家用电负荷中，工业用电占比80%左右，居用电负荷之首，城镇居民用电占比6.3%左右，仅次于工业用电。 　　分布式电网群落建设可依托居民住宅分布式光伏发电技术，建立居民电网群落向工商业用户供电的运行技术体系和能源管理方式将增强供电稳定性，降低用户用电成本，改善电力供应网架薄弱的状况，这将掀起一场改变中国电力能源供应的革命。 　　一、 居民分布式电网群落的建设模式 　　1. 建设融资模式 　　建设期融资在保证居民自有电站建设资金的基础上，建立居民入股分红的盈利模式。公共电力电缆线路敷设和升压站建设费用由居民入股形式获得，银行信贷主体为居民，依托银行信贷业务，使电站实现证券化。 　　运营期运维服务商的运行、维护和结算业务由居民群落组成的管委会对运维服务商进行监督管理，同时管委会组织由居民群落分摊运维服务费，运维服务商与工商业用户（自用部分电费）、电网（上网部分电费）和国家政府（补贴）结算后，盈利所得按股权比例进行分红。 　　2. 光伏建筑建设 　　随着光伏薄膜技术的不断成熟，同等面积组件转换效率不断提高，薄膜技术结合光伏建筑设计应用于建筑主体屋顶、幕墙、玻璃（透光组件）后将有效增加受照面积，提高发电量。 　　使用光伏组串式逆变方案实现MPPT多路跟踪，可对每块组件进行实时监控与功率平衡调整，消除PID效应和减少组串失配损失，使电站保持在动态平衡状态，保证最大功率输出，进而提高电站整体发电效率。 　　3. 电网群落建设 　　20-50个居民建筑物构建的分布式光伏电站汇流至一个电网群落升压站，组成一个独立电网向就近的工业或商业供电，示意图如图1：: 图1 居民分布式电网群落示意图 　　4. 智能监控系统建设 　　分布式电网群落采用集中监控的管理模式，通过建立局域性无线基站对各分布式电站进行监控。在中控室附近设置中央通讯基站，在分布式电站光伏区和设备区设置若干个子基站以加强信号接收和传递，监测信号和控制信号通过无线通讯技术进行传输，中控室接受到信号后通过互联网将实时数据自动上传到云储存，运维人员可在任何有无线网络的地方通过手机客户端（专业版）或使用基于互联网Web的软件调用云储存信息对电站进行监视和控制。为居民分布式电站股东开放手机APP客户端（客户版），使股东对电站实现实施监管与盈利透明化，示意图如图2： 图2 居民分布式电网群落智能监控示意图 　　电网群落设备信号实时采集并配合电气继电保护动作可实现故障情况下自动报警或速断，防止故障扩大；同时给运维人员提供实时的电站故障数据和历史故障数据的对比有利于运维人员实施多电站管理。 　　通过挖掘多电站数据对电站设备的运行状况、故障信息及老化趋势进行分析，使用云计算技术对多电站进行类比和分析帮助运维人员进行监控与操作，实现分布式电网群落的统筹管理。