李景沛
（中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司 甘肃省兰州市 730050）
摘要：为加快推进分布式能源发展，国家发改委、国家能源局日前正式下发了《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》，这意味着分布式光伏正在逐渐打破能源中心化和电力垄断，也预示着能源改革的新风向。分布式光伏发电就近利用清洁能源资源，能源生产和消费就近完成，具有能源利用率高，污染排放低等优点，代表了当前能源发展的新方向和新形态。探究分布式光伏发电的经济效益，对分布式光伏发电技术的推广和应用，具有十分重要的现实意义。
关键词：分布式；光伏发电；经济效益；思考
1分布式光伏发电系统的组成
分布式光伏发电在用户场地附近建设，通过支架高性能的太阳能电池组件集中安装在屋顶上，经过串并联后组成太阳能电池方阵，太阳能电池方阵吸收太阳光并产生直流电，通过控制器供直流负载使用或给蓄电池充电，经过逆变器可转化为供家用电器使用的交流电，剩余电能可以卖给电网公司获得相应的电价收入。该类项目必须接入公共电网，与公共电网一起为用户供电。
电池方阵：在光生伏特效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。
控制器：能控制整个系统的工作状态，具有温度补偿、光控、时控等功能，同时对蓄电池有充放电保护作用。
逆变器：是将直流电转换成交流电的设备。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。
蓄电池组：其作用是贮存转化的电能并随时向直流负载供电。对蓄电池组的基本要求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；c.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉。
2分布式光伏发电经济效益分析
2.1上网模式选择方面
在分布式光伏发电项目的工程建设和设备运行维护费用恒定的条件下，电价水平成为分布式光伏发电经济效益的决定因素，因此，在选择上网模式的过程中，应将电价水平作为上网模式的参考依据。
2.1.1.居民上网模式的选择
相关统计结果显示，基于“自发自用、余电上网”的模式下，依据自发自用电量在总发电量中所占的比重不同，分布式光伏发电项目自发自用的最高电价为0.870元/kwh，全部上网时的最低电价为0.756元/kwh，与全额上网模式相比，“自发自用、余电上网”的模式下的最高电价低于全额上网模式的电价，因此，在分布式光伏发电项目的应用过程中，居民应采用全额上网模式。
2.1.2工业上网模式的选择
统计结果表明，基于“自发自用、余电上网”的模式下，依据自发自用电量在总发电量中所占的比重不同，分布式光伏发电项目自发自用的最高电价为0.863元/kwh，全部上网时的最低电价为0.756元/kwh，与全额上网模式相比，“自发自用、余电上网”的模式下的最高电价高于全额上网模式的电价，因此，在分布式光伏发电项目的应用过程中，工业分布式光伏发电应采用“自发自用、余电上网”上网模式。
2.1.3商业上网模式的选择
相关统计结果显示，基于“自发自用、余电上网”的模式下，分布式光伏发电项目不同类别的自发自用最高电价均显著高于全额上网模式的电价，因此，在分布式光伏发电项目的应用过程中，商业分布式光伏发电应根据自发自用电量在总发电量中占据的比重合理选择上网模式。
2.2经济效益评价标准设定方面
为了精确分析分布式光伏发电的经济效益，这里按照如下评价标准，设定分布式光伏发电项目的经济效益评价标准：
发电量Q=W*e*r
其中，Q表示分布式光伏发电系统的年发电总量；W表示光伏电机装机容量；e表示峰值日照时间；r表示分布式光伏系统的综合效率。
总收益=余量上网电量*（0.42+脱硫电价）+自发自用电量*（0.42+用电电价）
节约电费=用电电价*自发自用电量
上网售电收益=脱硫电价*余量上网电量
国家补贴=0.42*（余量上网电量+自发自用电量）
静态投资回收期=初始投资额/年净收益
项目内部收益率*（年净收益/IRR）
2.3分布式光伏发电经济效益实例分析方面
为了更好地揭示分布式光伏发电的经济效益，促进这种新型发电方法的推广，这里以28个电机装机容量为5KW的分布式屋顶光伏发电设施为研究对象，分析分布式光伏发电的经济效益。研究对象的基本信息为：1年内，该分布式光伏发电系统的平均年发电量为3977.5度。
该分布式光伏发电系统的峰值日照时间为3.3小时。利用上述评价标准中的发电量计算方法，计算出估算平均年发电量参数：Q=5KW*80%*365*3.3h=4818度。
由此可知，分布式光伏发电系统的实际年发电量约为估计值的82.56%，前者比后者低840.5度。经分析可认为，5KW装机容量的实际年发电量因受到中途停电跳闸、线路损耗等因素的影响，导致实际年发电量与理论估计值之间存在差距。
由于本研究对象中包含28个不同的电机装机，为便于分析，这里经计算取其平均值，作为分布式光伏发电经济效益分析中的参数。其中，平均总收益为3864元；节约电费为736元；上网售电收益为1325元；国家补贴为1592元。
此外，在对28个光伏电机发电量、收益、节约电费等参数的分析中可以发现：分布式光伏发电的发电量与总收益之间呈正相关关系，即随着光伏电机发发电量的不断增加，所获得的总收益也逐渐增多；若上网电价高于用户的自用电电价，则在光伏电机发电量固定的前提下，用户自用电量与上网电量、上网电量收益呈负相关关系，而与节约电费占比呈正相关关系，即随着用户自用电量的不断降低，用户的节约电费占比逐渐降低，但其上网电量与上网电量所获收益则处于不断增加状态。
本研究所选取用户不仅可以获得国家补贴，还可以获得本省的建设补贴。在这种情况下，分布式光伏发电用户的投资回收期相对较短。运用评价标准中的公式进行计算，可得出，28个光伏电机装机的平均投资回收期为7.9年，其中，最短的投资回收期为5.5年。平均项目内部收益率为10.2%。当分布式光伏发电系统的使用年限超出20年后，该系统仍可正常运行，且在正常情况下（无长期停电跳闸、线路损耗及设备损坏等因素影响），光伏发电系统的年发电量参数高于用户自用电量参数，用户可将多余电量上网出售，因此，可认为分布式光伏发电系统的经济效益较高。
但若采用分布式光伏发电系统的区域仅有国家补贴（0.42元/度），而无省补时，分布式光伏发电系统的平均投资回收期将从原本的7.9年延长至13.6年，且分布式光伏发电系统的项目内部回收率参数也由原本的10.2%，降至5.1%。当分布式光伏发电系统的使用时间达到20年时，这种发电方式仍然具有较高的经济效益，值得推广应用。如该系统无任何补贴，则平均回收期将达到25年左右，该项目几乎毫无投资吸引力。
结论
光伏发电是中国重要的战略性新兴太阳能产业，大力扶持和推进光伏发电应用对优化中国的能源结构、安全、生态环境等等具有重大战略意义。分布式光伏发电应用范围比较灵活和广泛，在城乡建筑、工业、农业、交通、公共设施等领域都有广阔应用前景。因此，在中国大力推广分布式光伏发电是推动能源生产和消费革命，促进稳步增长促改革惠民生的重要举措。
参考文献：
[1]施泉生，于文姝，谢品杰.能源互联网背景下分布式光伏发电的经济效益研究[J].电网与清洁能源，2016，32（01）：100-106.
[2]刘琦.分布式光伏发电并网的效益分析[J].时代金融，2015，（05）：318，321.
论文作者:李景沛
论文发表刊物:《河南电力》2018年5期
论文发表时间:2018/9/7
标签：分布式论文; 光伏论文; 电量论文; 电价论文; 自用论文; 逆变器论文; 发电量论文; 《河南电力》2018年5期论文;