“碳达峰”背景下如何降低光伏发电成本
2021-04-09
中国电源产业网
导语：近一段时间，“2030年碳达峰，2060年碳中和”被广泛热议。这预示着在“十四五”期间，光伏、风电等新能源将迎来更大的发展前景，包括五大（国能投、国电投、华能、大唐、华电）四小（国投电力、三峡、中广核、华润）都已经把新能源作为“十四五”期间的开发重点。
近一段时间，“2030年碳达峰，2060年碳中和”被广泛热议。这预示着在“十四五”期间，光伏、风电等新能源将迎来更大的发展前景，包括五大（国能投、国电投、华能、大唐、华电）四小（国投电力、三峡、中广核、华润）都已经把新能源作为“十四五”期间的开发重点。其中，国家电投、华能、国家能源集团、三峡、中广核五大央企的“十四五”新能源规划合计已超392GW，加上大唐集团，总计将超过400GW。
其中光伏发电作为新能源的主体之一，有着化石能源和其他可再生资源无法比拟的优势，也是未来全世界能源发展的趋势。
光伏发电
美国《科学》杂志曾预测，到2030年全世界的光伏装机容量会达到30亿千瓦到100亿千瓦之间。
这是个什么概念呢？也就是大约10年后，全世界的光伏最少可以供1.5个现在的中国使用，最多可以供5个现在的中国使用。做为光伏制造届的“扛把子”，中国当然不落人后。据预测，“十四五”中国年均光伏新增装机规模将达到70GW-90GW，占全球年均新增装机容量的30%以上。
从规划上来看光伏的发展轰轰烈烈，但其发电占比其实并不高，2020年全年光伏发电量为1421亿千瓦时，只占全国发电量的1.9%，要完成任务任重而道远。
虽然导致光伏发电占比不高的原因有很多，比如补贴政策变化、自身不稳定性、有效利用小时数受限、实际发电成本较高等，但是归根结底还是经济因素占了主导。
而现在光伏的实际发电成本，只能说低过了30万机组
这还没算上为消纳光伏、风电未来需要进行的智能电网改造投资。
所以要想全面低过火电还需要最少五到十年，这也是为什么531政策一出，普通地面式光伏电站的新增投资几近停滞，整体光伏新增装机规模增速大幅降低的原因。
我们来看下火电和光伏的发电成本：
当然有，其中最有效的就是提高发电效率。
实际上，光伏电站发电量以及收益的多少很大程度上取决于光伏系统转换效率。其中并网逆变器作为光伏发电系统中的关键部件，其性能的好坏会直接影响整个发电系统的投资收益，最重要的两个电气性能指标为效率和电能质量，其决定了光伏系统的转换效率。
逆变器转换效率是指逆变器交流侧（即并网接入侧）输出的瞬时功率与直流侧 （即PV接入侧）输入的瞬时功率的比值。
工信部发布的《光伏制造行业规范条件》中要求：不含变压器型逆变器的转换效率不得低于98%，含变压器型逆变器的转换效率应不得低于96.5%。由此可以看出光伏逆变器转换效率的重要性。
而在逆变器实际运行过程中，要准确进行效率的测试，还是有难度的。因为逆变器一侧是直流另一侧是交流，这就要求仪器同时具备交直流的功率测量功能，且可以进行实时、同步的效率计算。
传统的做法是使用功率分析仪进行测试，但是又存在三大难点，制约了进行常态化的效率测试：
功率分析仪通常又大又重，不便于携带。
功率分析仪一般没有蓄电池，而光伏现场通常很难找到外部电源。
合适的多通道功率分析仪（一般至少需要4个通道以上 ）价格较高，二十多万的售价很常见。
那如何快速、准确并低成本的进行光伏逆变器效率的测试呢？
江苏地区某光伏电站的做法或许能给我们带来启发。
此光伏电站运营主管为了确保电站更高效的运营，希望了解他们电站目前在运行的两个不同品牌逆变器的效率（60MW的逆变器有120台， 50MW逆变器有100台），在福禄克技术人员的配合下使用Fluke 435II电能质量分析仪去现场做了一个效率对比测试。
下表是现场的对比测试数据：
测试结果： 60MW逆变器的交直流转换效率约98.05% 那这两款逆变器效率上的差异，会对该电站的效益影响有多大呢？ 电站负责人给我们算了一笔账： 江苏地区年利用光照时间约为1200小时，50MW逆变器年发电约6000万kWh，转换效率差异按1.8%测算，每年将少发电约： (6000/96.25%)*98.05%-6000=112万kWh 电网的结算电价为1.025元/kWh。保守估计，每年对电站效益的影响在110万元左右。如果想办法找到问题提升逆变器效率的话，每年的收益还是相当可观的。与福禄克F435II测试仪器的售价比，简直太划算了。真是不测不知道，一测吓一跳。 而且电站负责人还不住夸赞Fluke现场技术支持人员：“他们认真、负责、细致，不仅有理论的培训，还有现场实操的培训。大品牌，产品质量和服务都值得信赖！”
编辑：中国电源产业网
来源：亚洲电能质量联盟
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