蔚曾貞
光伏扶貧是國務(wù)院確定實(shí)施的“十大精準(zhǔn)扶貧工程”之一,是國家市委、市政府“精準(zhǔn)扶貧、精準(zhǔn)脫貧”的重要舉措,是關(guān)系到國家民生、社會(huì)和諧的緊要政治任務(wù)。自國家能源局追加各省2016年光伏規(guī)模100萬kW,明確“2016年12月31日前,建檔立卡貧困村建成并網(wǎng)或已經(jīng)備案在建的300kW及以下村級(jí)光伏扶貧電站,納入2016年光伏年度建設(shè)規(guī)模,享受國家補(bǔ)貼的標(biāo)桿電價(jià)”以來,各省市光伏扶貧項(xiàng)目“井噴式”增長,對(duì)當(dāng)?shù)嘏渚W(wǎng)可靠性帶來較大沖擊。本文以湖北省6.30光伏扶貧電站接網(wǎng)工作為對(duì)象,分析光伏扶貧原理、扶貧電站接網(wǎng)方式、項(xiàng)目投資回收期和扶貧工作實(shí)際困難,為其他省市光伏扶貧工作提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)參考借鑒,以保障國家扶貧工作順利開展。
光伏扶貧工作按工作方式可分為兩類:①片區(qū)縣和國家扶貧開發(fā)工作重點(diǎn)縣內(nèi)已建檔立卡的貧困戶安裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),通過光伏發(fā)電增加貧困人口基本生活收入;②利用片區(qū)縣和國家扶貧開發(fā)工作重點(diǎn)縣的荒山荒坡、農(nóng)業(yè)大棚等建設(shè)光伏電站開展農(nóng)業(yè)扶貧,增加貧困人口直接收入。
目前,我國的光伏扶貧電站可細(xì)分為戶用和村級(jí)兩種。戶用光伏電站指單用戶光伏電站,容量一般在20kW以內(nèi)。村級(jí)光伏電站,是以村集體為建設(shè)主體,利用村集體的灘涂、荒地等非農(nóng)耕用地建設(shè)容量在 100~300kW 的小型電站,這類電站產(chǎn)權(quán)歸村集體所有,村集體、貧困戶按既定比例分配光伏發(fā)電收益,原則上貧困戶收益分配占60%以上。
光伏扶貧電站通常由政府、企業(yè)、用戶、銀行共同參與投資:①四者中政府占主導(dǎo)地位,提供部分扶貧資金并向銀行擔(dān)保;②銀行發(fā)放貸款并與用戶約定好還款時(shí)限、光伏發(fā)電收益償還細(xì)節(jié);③企業(yè)作為光伏電站的施工建設(shè)單位,負(fù)責(zé)扶貧電站的設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備采購,甚至為扶貧電站墊資,擔(dān)保等;④用戶作為電站的權(quán)益主體,銀行貸款人,在光伏電站建成后,部分發(fā)電收益和補(bǔ)貼用來償還貸款。
光伏扶貧原理如圖1所示。光伏組件或匯流箱發(fā)電,通過光伏逆變器進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換,用戶可以自行選擇發(fā)電量“全額上網(wǎng)”或“自發(fā)自用余電上網(wǎng)”將電量賣給供電公司;當(dāng)光伏發(fā)電不足時(shí),用戶仍由電網(wǎng)供電。供電公司免費(fèi)提供關(guān)口計(jì)量表和發(fā)電量計(jì)量用電能表,光伏發(fā)電、用電電量按照國家相關(guān)政策分開結(jié)算,光伏發(fā)電補(bǔ)助根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定實(shí)施。
圖1 光伏扶貧原理圖
光伏扶貧電站接網(wǎng)可采用專線接入和T接兩種方式。專線接入是指分布式電源直接接入變電站、開閉站、配電室母線或環(huán)網(wǎng)柜等專用的開關(guān)設(shè)備或間隔;T接是指分布式電源接入點(diǎn)處未設(shè)置專用的開關(guān)設(shè)備(間隔)。
建設(shè)投資光伏項(xiàng)目的公用電網(wǎng)和用戶內(nèi)部電網(wǎng)產(chǎn)權(quán)分界劃分如圖2所示,分布式電源A、B,常規(guī)電源C分別通過升壓變壓器和直接接入公用電網(wǎng),其中公用電網(wǎng)由供電公司投資,用戶內(nèi)部電網(wǎng)由用戶投資,即A1—A2、B1—B2輸變電工程及升壓變壓器(直接并網(wǎng)可不用升壓變)由用戶投資,C1—C2輸變電工程由電網(wǎng)企業(yè)投資。光伏扶貧工程采取市場機(jī)制建設(shè),建設(shè)方迫切希望A1—A2、B1—B2距離足夠小,且采用直接并網(wǎng)方式以節(jié)省資金投入。但光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)后可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生關(guān)于諧波、電壓與頻率的電能質(zhì)量問題以及孤島效應(yīng)問題,可靠性與穩(wěn)定性問題等,必須根據(jù)國家行業(yè)相關(guān)規(guī)定,充分考慮用戶報(bào)裝容量、配電網(wǎng)負(fù)荷特性、規(guī)劃與調(diào)度、配電網(wǎng)自動(dòng)化和電網(wǎng)電壓保護(hù)等實(shí)際情況,確定光伏扶貧電站并網(wǎng)點(diǎn),優(yōu)化光伏扶貧電站接網(wǎng)方式。
投資回收期是指從項(xiàng)目投建之日開始算起,項(xiàng)目凈收益完全償還原始投資所需要的年限??紤]資金的時(shí)間價(jià)值,光伏扶貧項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)投資回收期可用下列公式計(jì)算:
由式(1)可知,光伏扶貧項(xiàng)目的投資回收期與項(xiàng)目累計(jì)凈現(xiàn)金流量現(xiàn)值出現(xiàn)正值的年數(shù)密切相關(guān)。光伏扶貧項(xiàng)目的投資收益可分為電網(wǎng)公司的購電收入和國家、省市政府、基金會(huì)等相關(guān)單位的補(bǔ)貼兩部分。根據(jù)《國家發(fā)展改革委關(guān)于發(fā)揮價(jià)格杠桿作用促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》(發(fā)改價(jià)格〔2013〕1638號(hào))、《國家能源局關(guān)于進(jìn)一步落實(shí)分布式光伏發(fā)電有關(guān)政策的通知》(國能新能〔2014〕406號(hào))、《省物價(jià)局省能源局關(guān)于對(duì)新能源發(fā)電項(xiàng)目實(shí)行電價(jià)補(bǔ)貼有關(guān)問題的通知》(鄂價(jià)環(huán)資〔2015〕90號(hào))等文件規(guī)定,“全額上網(wǎng)”和“自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目均實(shí)行全電量補(bǔ)貼政策。分布式光伏發(fā)電電價(jià)組成部分為
目前,納入國家可再生能源發(fā)展基金的、余電上網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目享受0.42元/kW·h(含稅)的補(bǔ)貼,納入湖北省省補(bǔ)名單的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目享受0.25元/kW·h(含稅)的補(bǔ)貼,“全額上網(wǎng)”分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)參照光伏電站相關(guān)政策規(guī)定。分布式光伏扶貧項(xiàng)目可根據(jù)項(xiàng)目總投資、預(yù)計(jì)發(fā)電量,通過式(1)、式(2)計(jì)算項(xiàng)目的投資回收期。
自國家能源局追加各省2016年光伏規(guī)模100萬kW 以來,湖北省光伏并網(wǎng)容量迅猛增長,截止 5月底同比增長126%,6月底同比增長超過170%。湖北省光伏扶貧工作在應(yīng)對(duì)扶貧項(xiàng)目“井噴式”增長的過程中,發(fā)現(xiàn)了以下幾點(diǎn)問題:
1)光伏發(fā)電技術(shù)落后
目前光伏發(fā)電技術(shù)不夠成熟,發(fā)電成本過高,導(dǎo)致光伏扶貧項(xiàng)目投資回收周期過長,光伏發(fā)電項(xiàng)目推廣很大程度上依靠國家扶貧政策、新能源政策及相關(guān)稅收、價(jià)格、金融及電網(wǎng)服務(wù)政策。
以湖北某地區(qū)屋頂分布式光伏工程為例,該項(xiàng)目面積約6.04萬m2,安裝260W多晶太陽能電池組件2277塊,裝機(jī)容量合計(jì)5.92MW,工程計(jì)劃總投資為4736萬元(含項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)、施工建設(shè)等總費(fèi)用),項(xiàng)目采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”模式,在25年的安全運(yùn)營期內(nèi),此項(xiàng)目年均發(fā)電量約為581.7萬kW·h。根據(jù)式(1)、式(2),2016年湖北省燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)(含脫硫脫硝除塵,含稅)為0.3981元/kW·h,企業(yè)增值稅按17%計(jì)算,不考慮資金的時(shí)間價(jià)值和光伏項(xiàng)目的維護(hù)費(fèi)用,若此項(xiàng)目國家提供可再生能源補(bǔ)貼,并納入湖北省省補(bǔ)名單,則光伏發(fā)電年收入約為621.26萬元,投資回收期約為10年。若項(xiàng)目不納入省補(bǔ)名單,則光伏發(fā)電年收入約為 475.89萬元,投資回收期約為 12年。若國家不提供可再生能源補(bǔ)貼,則光伏發(fā)電年收入約為232.57萬元,投資回收期約為25年,光伏項(xiàng)目投資方在安全運(yùn)營期內(nèi)將很難盈利。
湖北省光伏發(fā)電并網(wǎng)容量激增,究其根源在于國家能源局追加各省2016年光伏規(guī)模100萬kW帶來的調(diào)控效應(yīng)。光伏項(xiàng)目推廣過度依賴國家政策,政府對(duì)光伏市場的宏觀調(diào)控是一把雙刃劍,既會(huì)刺激光伏產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展,又會(huì)引起光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的鯰魚效應(yīng)。過度依靠國家對(duì)光伏企業(yè)的政策“紅利”,將不利于光伏產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
2)光伏扶貧戶村地理位置偏僻
光伏扶貧戶村地理位置偏僻,配套電網(wǎng)供電可靠性相對(duì)薄弱,政策調(diào)整帶來的光伏扶貧項(xiàng)目盲目“扎堆”反應(yīng),對(duì)當(dāng)?shù)嘏渚W(wǎng)造成較大沖擊。
以湖北地區(qū)某光伏扶貧村為例,光伏扶貧備案證規(guī)模為 60kW。根據(jù)《國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》要求“小型光伏電站總?cè)萘坎灰顺^上一級(jí)變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷的25%”,考慮變壓器的負(fù)載率和裕度,一個(gè)扶貧村就地消納光伏扶貧發(fā)電量時(shí),村級(jí)變壓器容量需大于240kVA。目前,湖北地區(qū)偏僻農(nóng)村村級(jí)變壓器容量存在50kVA、80kVA、100kVA,光伏扶貧電站并網(wǎng)過程中,多次出現(xiàn)農(nóng)村配網(wǎng)線路部分卡口、部分低壓臺(tái)區(qū)變壓器容量不足、線路線徑不能滿足要求。
造成這種情況的原因,一方面是光伏發(fā)電并網(wǎng)造成農(nóng)村用電和供電嚴(yán)重不平衡,農(nóng)村光伏發(fā)電在本地臺(tái)區(qū)絕大多數(shù)無法消納,只能通過 10kV中壓上網(wǎng),造成光伏扶貧項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的主網(wǎng)運(yùn)行壓力過大、亟需改造升級(jí);另一方面,當(dāng)?shù)嘏涮纂娋W(wǎng)建設(shè)周期較長,對(duì)此突發(fā)情況來不及反應(yīng)。光伏并網(wǎng)帶來的電壓質(zhì)量的治理和管控及線路安全問題不容忽視。
3)光伏扶貧工程建設(shè)市場機(jī)制開展
市場機(jī)制開展光伏扶貧工程建設(shè),協(xié)調(diào)統(tǒng)籌難度大。湖北省某市2016年6月份光伏扶貧項(xiàng)目在建和申請(qǐng)驗(yàn)收統(tǒng)計(jì)如圖3所示??梢钥闯?,市場機(jī)制開展光伏扶貧工程建設(shè),存在非常明顯的“扎堆”效應(yīng)。
圖3 湖北省某市2016年6月份光伏扶貧項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)圖
其原因是,市場經(jīng)濟(jì)的盲目性過度強(qiáng)調(diào)扶貧資金的流動(dòng)性,導(dǎo)致光伏扶貧項(xiàng)目報(bào)裝晚,施工時(shí)設(shè)備物資仍滯后,項(xiàng)目并網(wǎng)時(shí)間緊迫、驗(yàn)收任務(wù)高度集中。此種現(xiàn)象給工程施工造成巨大壓力,嚴(yán)重地可能帶來極大的安全隱患。
針對(duì)以上問題,湖北省采取有效措施積極應(yīng)對(duì),最終湖北省6.30光伏扶貧工作圓滿完成,其實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可歸納如下:
1)在組織機(jī)構(gòu)方面,應(yīng)加強(qiáng)政府領(lǐng)導(dǎo)、政企協(xié)調(diào)。政府部門牽頭成立光伏扶貧專項(xiàng)工作小組,統(tǒng)籌管控光伏扶貧工程建設(shè),供電公司簡化光伏并網(wǎng)手續(xù),開辟綠色通道,建立項(xiàng)目進(jìn)度檔案及時(shí)跟進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)度,調(diào)動(dòng)一切力量做好光伏扶貧工作,滿足光伏并網(wǎng)發(fā)電需求。
2)在并網(wǎng)技術(shù)方面,針對(duì)并網(wǎng)方式靈活確定接入方案。對(duì)于村級(jí)扶貧項(xiàng)目一般采用低壓專線接入公變臺(tái)區(qū);對(duì)于不滿足滿負(fù)荷接入條件的臺(tái)區(qū),可先部分并網(wǎng)以確保在6.30前完成全部村級(jí)光伏扶貧電站并網(wǎng)接入工作,待臺(tái)區(qū)改造升級(jí)后全部并網(wǎng)。針對(duì) 10kV并網(wǎng)的項(xiàng)目采用升壓變壓器并網(wǎng)接入;對(duì)于現(xiàn)場專用升壓變壓器未能及時(shí)建成影響并網(wǎng)的問題,與政府溝通后采取“先在6.30前低壓部分并網(wǎng)接入,待現(xiàn)場 10kV專用升壓變壓器建成驗(yàn)收投運(yùn)后,再以10kV方式全部并網(wǎng)接入”的方案。
3)在配套電網(wǎng)建設(shè)方面,將光伏公變臺(tái)區(qū)改造與供電公司農(nóng)網(wǎng)升級(jí)項(xiàng)目相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)政府和企業(yè)雙贏。目前湖北省比較成熟的做法是:在光伏扶貧報(bào)裝后,通過現(xiàn)場勘查科學(xué)制定光伏發(fā)電項(xiàng)目接入系統(tǒng)方案及投運(yùn)方案,政府落實(shí)配套電網(wǎng)項(xiàng)目土地紅線、走廊建設(shè),供電公司申請(qǐng)配套電網(wǎng)項(xiàng)目立項(xiàng),力爭在光伏扶貧并網(wǎng)前,優(yōu)化配套電網(wǎng)建設(shè)、保障光伏發(fā)電項(xiàng)目順利并網(wǎng)。
總結(jié)湖北省光伏扶貧工作的實(shí)際困難和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),可以得出如下結(jié)論:
1)光伏扶貧工作在開展過程中:①存在光伏發(fā)電技術(shù)落后、項(xiàng)目投資回收周期過長;②光伏扶貧戶村地理位置偏僻,配套電網(wǎng)建設(shè)薄弱;③光伏扶貧工程建設(shè)市場機(jī)制開展、協(xié)調(diào)統(tǒng)籌難度大三方面問題。
2)光伏扶貧工作中問題的解決措施有:加強(qiáng)政府領(lǐng)導(dǎo),做好政企協(xié)調(diào)、建設(shè)統(tǒng)籌,采取靈活的并網(wǎng)方案,將光伏公變臺(tái)區(qū)改造與供電公司農(nóng)網(wǎng)升級(jí)項(xiàng)目相結(jié)合,搞好配套電網(wǎng)建設(shè)。
3)目前光伏扶貧工作采取的措施大多停留在應(yīng)急處理階段,而光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展很大程度上依賴光伏發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新。國家應(yīng)大力支持光伏發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新,提高光伏發(fā)電能效轉(zhuǎn)換,降低光伏產(chǎn)業(yè)建設(shè)投資成本,以保障光伏產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。
[1] 陳煒, 艾欣, 吳濤, 等. 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響研究綜述[J]. 電力自動(dòng)化設(shè)備, 2013, 33(2):26-32, 39.
[2] 王久和, 慕小斌, 張百樂, 等. 光伏并網(wǎng)逆變器最大功率傳輸控制研究[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2014, 29(6):49-56.
[3] 李欣然. 淺談光伏扶貧實(shí)施方案及其技術(shù)問題[J].求知導(dǎo)刊, 2016(3): 38-39.