光伏发电,往大里说,清洁低碳,符合“双碳”目标要求;往小里说,确实能让居民得到实实在在的收益。所谓分布式光伏,是指在用户场地附近建设的光伏发电装置,“自发自用,余电上网”。但是在分布式光伏项目实施过程中,变压器容量不足的问题逐渐显现出来,那么,面对这一问题,我们应该如何应对与解决呢?
变压器容量不足产生的原因
1 光伏产业迅猛发展
近年来,随着国家对新能源产业的大力扶持以及光伏发电技术的不断进步,光伏设备的成本大幅降低,而发电效率却显著提高。这使得光伏发电的投资回报率越来越高,吸引了众多投资者和普通民众纷纷投身其中。根据2024年10月21日国家能源局发布的数据,截至2024年9月底,我国太阳能发电装机容量约为7.7亿千瓦(GW)如此迅猛的发展速度,无疑给原有的电网基础设施带来了巨大的压力。
2 早期电网规划局限
我国的电网建设大多是在过去几十年间逐步完成的,当时的电力需求主要以传统的工业用电和居民生活用电为主,对于新能源发电的接入考虑相对较少。因此,在变压器的容量设计和电网布局方面,都难以满足如今大规模光伏接入的要求。尤其是在一些老旧小区和农村地区,由于电网改造的难度较大、资金投入有限,变压器容量不足的问题更为突出。
解决问题的措施
1 变压器扩容
当发现变压器容量不足时,用户首先要向当地的供电公司提出扩容申请。在申请时,需要提供详细的资料,包括光伏项目的装机容量、预计发电量、用电设备清单、现有变压器的型号和容量等信息。
供电公司收到申请后,会安排专业人员对用户所在区域的电网进行现场勘查和负荷评估。他们会根据实际情况,制定出合理的扩容方案,确定所需更换或新增变压器的容量、型号以及安装位置等。
2 台区储能
台区储能是分布式储能的一种形式,它可以在电力需求高峰时提供额外的供电能力,相当于临时增加了变压器的容量,保障台区稳定供电。这种弹性增容可以减少或避免对变压器进行物理扩容的需求,减轻了电网升级改造的压力。
通过台区储能,可以提升单台公用配变分布式光伏的允许接入容量,释放更多的分布式光伏接入容量。
在配置储能设备时,需要根据光伏项目的规模、用电需求以及变压器的容量等因素进行综合考虑。一般来说,储能设备的容量应能够满足在光伏发电低谷期或用电高峰期时的电力缺口,以确保电力的稳定供应。同时,还可以通过智能控制系统,对储能设备的充放电过程进行优化管理,提高储能系统的整体效率。
3 建设模式
在一些社区或村庄,可以采用社区光伏共享模式。将多个用户的光伏设备集中起来,统一规划、统一建设、统一管理。通过这种方式,可以整合资源,避免单个用户因光伏装机容量过大而导致变压器容量不足的问题。例如,在社区内选择合适的公共区域或屋顶,建设集中式光伏电站,所发电力按照一定的规则分配给各个用户使用,或者统一接入电网,实现利益共享。
例如“整村推进”的建设模式,整村推进模式不但突破了变压器容量限制,增加变压器也使得村里实施线路改造,既落实光伏整村安装项目,又协助电网公司对农村电网进行提前改造,各方收益显著。
4 微电网
微电网是一种将分布式电源、储能设备、负荷以及监控系统等有机结合在一起的小型电力系统。在变压器容量不足的区域,可以考虑建设微电网。微电网可以独立运行,也可以与大电网并网运行。当大电网出现故障或变压器容量不足时,微电网能够自动切换到独立运行模式,利用自身的光伏电源和储能设备,保障区域内重要负荷的供电可靠性。同时,通过微电网的智能控制系统,可以对光伏电力、储能电力和负荷进行优化调度,提高电力系统的整体运行效率。
源网荷储一体化也可以视为一种微网的形式,在今年,河南省已分四批实施了192个源网荷储一体化项目,其中工业类131个、农村类37个、增量配网类24个,这也减轻了电网升级改造的压力,为解决变压器容量不中提供了新的解决路径。
今年,国家发改委、国家能源局联合下发的《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》明确了配电网发展目标,即建设安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型配电系统。到2025年,配电网承载力和灵活性显著提升,具备约5亿千瓦分布式新能源、约1200万台充电桩接入能力。到2030年,配电网将基本完成柔性化、智能化、数字化转型,实现主配微网多级协同、海量资源聚合互动、多元用户即插即用。
这意味着以后的配电网将能承载更多的新能源接入,这为分布式光伏项目的建设提供了坚实的保障,对于变压器容量不足的问题将会得到有效的解决。