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分布式光伏发电在火电厂中的嵌入式应用研究

 1 引言

  近年来我国经济增速持续放缓,为经济发展提供动力的电力行业受到了极大的冲击,电力行业缓慢发展进行“新常态”。2014年国家出台新环保法以后,传统的火电行业又面临着巨大的环保压力,而更绿色环保的新能源如光伏式发电、风电等则越来越受到国家的青睐。

  国家可再生能源配额政策的出台以后明确指示:在地区电力建设中,可再生能源发电需保持或占有一定的比例。国家在持续对新能源上网电价大力度补贴的同时,要求地方政府简化可再生新能源项目的审批流程。可见新能源项目发展已迎来重大契机。

  分布式光伏电站是有别于集中式光伏电站,其直接接入配电网,发电用电并存,且尽可能地就地消纳,不接入高压输电系统。国内随着智能电网建设的持续推进,光伏发电技术也日益成熟,其发电成本持续降低。如在火电厂内,可在建筑物顶部和朝南侧墙面嵌入式布设光伏发电设备,可充分利用火电厂内现有的建筑物、电气系统和技术人才。

  在此背景下,本文对分布式光伏发点在火电厂中嵌入式应用的主要影响因素和可行性分别进行分析,以河南华润电力首阳山火电厂为例。

  2 影响分布式光伏发电在火电厂中嵌入式应用的主要因素

  本文从政策、环保、安全、技术、经济五方面收集汇总影响光伏发电在电厂中应用的主要因素,详情见表1。

  表1 主要影响因素表

  政策提高新能源占比技术冲击电网

  补贴力度大维护简单

  大力发展新能源利用小时数偏低

  审批简化经济造价偏高

  环保环保标准提高节省征地费

  安全存在安全隐患安装费用增加

  火电厂的影响节省并网设备投资

  3 项目可行性分析

  3.1政策分析

  光伏发电政策从四方面分析,分别为项目备案政策、项目建设政策、并网政策、上网电价政策,具体如下:

  项目备案政策:《光伏电站项目管理暂行办法》;

  项目建设政策:国家能源局《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》;河南省发展和改革委员会《关于推进光伏发电项目建设的通知》;

  并网政策:《分布式发电管理暂行办法》,国家电网《关于分布式电源并网服务管理规则的通知》

  上网电价政策:《中华人民共和国可再生能源法》,《关于分布式光伏发电实行按照电量补贴政策等有关问题的通知》。

  3.1安全分析

  分布式光伏设施在电厂内建设及施工过程中主要牵涉到四方面安全问题,一是火电厂内粉尘对光伏发电板运行安全的影响;二是光伏发电板反射光对电厂运行巡检存在潜在危险;三是光伏发电过程中辐射情况;四是光伏设施对屋面承载力的影响,分别如下:

  粉尘影响,粉尘多,可以定期清洗;

  反射光污染,可以采用减反射结构使光污染减小;

  辐射和噪声,辐射强度相当于家用电器,几乎无影响;

  屋顶承载力,屋面何在增加约30kg/㎡。

  3.2 环境影响分析

  光伏电站的建设及运行不会排放污染物,对当地环境无负面影响,与火电相比,1MW光伏电站可节省标煤以及污染物指标如下:

  标煤585t,二氧化碳2100t,二氧化硫0.47t,NOx8.25t,烟尘2.8t,因此分布式光伏店长对环境无负面影响,且环保效果显着。

  3.3 技术可行性分析

  光伏发电本身设备简单,所需并网设备包括汇流箱、逆变器、箱式变压器,且光伏发电系统成熟稳定,使用过程中运行维护简单。利用火电厂内现有的管理和技术人员完全可以维护分布式光伏发电设备的正常运行,因此技术上可行。

  3.4 经济分析

  1)估算可装机容量

  以河南华润电力首阳山有限公司为例,可利用建/构物包括办公楼、职工宿舍楼、餐厅、化水楼、锅炉补给水楼、工业废水楼、中水楼、循环水泵房、生活消防水泵房、主厂房、输煤栈桥沿线等,利用上述建/构物的屋面和朝南侧墙面。屋顶及墙面可利用总面积经折减门窗、光伏发电板间距、屋顶及墙面设施后为33447.4m2。根据相关统计资料,建设单位兆瓦装机容量的分布式光伏电站需占地面积约30亩,因此本项目可装机容量约1.672MW。

  2)估算发平均电小时数

  我国对河南省光资源地区分类为三类,年日照小时数为2200-3000h,标准光照下年平均日照时间(小时)为3.8~4.45h,结合同地区光伏电站情况,确定采用年平均日照小时数为1260h。

  3)计算年收益

  根据本项目拟装机容量及年平均日照小时数,计算出年均发电量为210.61万kW·h。

  对于分布式光伏电站,河南省给予发电运行前三年电和三年后电价补贴分别为0.60元/kW·h、0.42元/kW·h。且给予的优惠税率为17%。

  河南省火电厂上网基准价估算为0.4元/kW·h,在不考虑上网基准价变动的基础上,估算前三年年均收益为174.81万,三年后年均收益为145.09万。

  4)计算经济指标

  根据光伏发电建设费用统计指标,光伏电站单位兆瓦投资约700 ~ 900万,其中征地费占总投资的20~30%。因此估算分布式光伏电站单位兆瓦投资为500万。

  光伏电站年运行维护费为总投资的0.5%-1%,本项目拟采用项目总投资的0.5%。

  光伏电站设计寿命25年,社会折现率均为7%。

  最终计算得到河南华润电力首阳山电厂内布设分布式光伏电站的各项经济指标见表2。

  表2 分布式光伏发电的经济指标

  指标数值

  总投资(万元)835.77

  运行维护费(万元)4.18

  静态投资回收期(年)6.5

  经济净现值(万元)973.5

  内部收益率(%)22.02

  根据表2可知,在火电厂内嵌入分布式光伏发电设备经济效果显着。

  4 结论与展望

  4.1 结论

  本文先是从国家政策层次介绍了分布式光伏发电的前景;然后分析了影响分布式光伏发电嵌入火电厂中的诸多因素,并归结为政策、系统、经济三个主要因素;最后从政策、安全、环境、技术、经济五方面对火电厂中嵌入式布设分布式光伏发电进行可行性分析,认为在火电厂内嵌入式布设分布式光伏发电设施,政策扶持力度大、建设及运行均安全可靠、无负面环境影响、技术成熟且经济效益显着。

  4.2 展望

  最后从推广应用、科技创新、构建盈利模式三方面进行展望:

  1)推广应用

  在火电厂内布设分布式光伏电站,投资规模小、经济效益高的同时,总体收入额与火电相比偏小,因此因地制宜的在系统内其他火电厂内推广,扩大分布式光伏电站的规模,实现利益最大化。

  2)科技创新

  光伏产业属于新兴产业、朝阳产业、高科技产业,该产业的兴起得益于科技的进步,因此必须时刻保持对光伏产业的科技创新,才能降低光伏产业的建设及运行成本,结合薄膜太阳能技术推进光电幕墙将会成为光伏产业的新的发展方向。

  3)构建新的盈利模式

  推动企业持续创新的动力是利益,在系统内大规模推广嵌入式光伏电站的同时,着眼于利用成熟的管理技术,对外输出能源解决方案,或可构建新的盈利模式。

  参考文献:

  [1] 农光互补电站光资源分布研究,中华光伏农业工作委员会

  [2] 2014年光伏发电信息统计,国家能源局

  [3] 2014年光伏产业发展情况,国家能源局

  [4] 2014年前三季度光伏发电简况,国家能源局

  [5] 2015年上半年光伏发电建设信息简况,国家能源局

  [6] 关于促进先进光伏技术产品应用和产业升级的意见(国能新能[2015]194号),国家能源局、工业和信息化部、国家认监委

  [7] 关于做好2014年光伏发电项目接网工作的通知,(国能综新能[2014]998号),国家能源局

  [8] 可再生能源发展中长期规划,国家发改委

  [9] 2015年上半年光伏发电建设信息简况,国家能源局

  [10] 关于下达2015年光伏发电建设实施方案的通知,国家能源局

  [11] 国家能源局发布2015年7月份全社会用电量,国家能源局

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