为光伏发电“领跑者”保驾护航
时间:2018-02-13 来源:国家电网报 作者:张军军

  为光伏发电“领跑者”保驾护航

  带你了解先进技术户外实证测试平台

  核心提示 2015年,国家开始推动实施光伏发电“领跑者”计划,促进光伏发电技术升级和产业进步。为真实客观评价“领跑者”基地内的光伏组件、逆变器、电站的户外长期运行性能指标、质量和寿命,国家能源局经过评估,最终采纳中国电科院提出的复合性评价原则,通过短期现场测试与长期实证监测相结合的户外实证测试方法,对光伏电站的核心部件进行长期实证数据采集、分析与监管,以确保“设备领先、电站领先、基地领先”,实现基地“当下领跑、长期领跑”。

  支撑光伏“领跑者”基地建设运营

  为促进先进光伏技术产品应用和产业升级,加强光伏产品和工程质量管理,2015年,国家能源局、工业和信息化部、国家认监委联合印发《关于促进先进光伏技术产品应用和产业升级的意见》,提出通过建设先进技术光伏发电示范基地、新技术应用示范工程等方式实施“领跑者”计划。

  自推出“领跑者”计划以来,国家能源局已组织开展了三批共22个光伏“领跑者”基地的建设。迄今为止,第一批山西大同和第二批山西芮城两个领跑者基地已建成并网发电。配套建设的我国首个光伏“领跑者”先进技术户外实证测试平台于2016年10月26日在山西大同投运,第二批光伏“领跑者”基地中的首个先进技术户外实证测试平台于2018年1月19日在山西芮城投运。

  先进技术户外实证测试平台由国家能源太阳能发电研发(实验)中心负责设计并参与开发、建设与运营,集检测、认证、科研、发电、培训等多功能为一体。平台涵盖光伏组件、光伏逆变器、光伏关键部件、光伏系统效率、光伏并网技术等多个实证测试子系统,配置了先进的高精度、智能化测控仪器,可实现所有被测部件的自动在线测试与运行数据分析。平台重点针对光伏“领跑者”先进技术的关键部件与系统进行长期数据采集分析,为我国光伏“领跑者”计划的政策制定、实施和基地运行监管、行业技术进步、标准体系完善等提供强大的技术支撑手段。

  光伏“领跑者”先进技术户外实证测试平台定位于六大功能:国家光伏相关政策制定的技术支撑平台,“领跑者”产品的耐久性与耐候性户外实证测试平台,光伏新技术、新模式、新产品的户外公共实验平台,光伏标准体系持续完善的技术支撑平台,我国光伏人才的户外教育培训平台,国际光伏户外实证检测技术的交流平台。

  全面攻克光伏部件与系统户外实证技术瓶颈

  先进技术户外实证测试平台服务于“领跑者”基地验收、运行、管理与评价的监管需求,开展实证测试关键技术研究、测试装备开发、测试指标体系建设及实证平台建设等四个方面的工作,运用由中国电科院牵头承担的国家科技支撑计划项目“多种光伏系统户外测试技术研究”成果,攻克了实证测试技术及测试装备开发中的多项技术难点。

  在实证测试技术研究方面,重点开展了光伏组件、光伏逆变器及系统效率链的实证测试与综合评价方法研究,提出了光伏发电部件及电站的实证测试流程和指标,形成了完善的“领跑者”实证测试与评价体系。在实证测试装备研制方面,研制了基于AAA级模拟光源的光伏组件移动测试平台、同步在线IV测试装置和系统效率链广域测量装置,实现了各项指标的高精度测试。在实证平台建设方面,开展了实证平台设计与优化方法研究,开发了国内首个“领跑者”基地实证监测平台,具备光伏组件、逆变器及系统的全要素实证功能,并编制了国内首个光伏户外实证测试标准。

  主要创新点:

  ●提出了一种空间布局与防震性能优化的光伏组件移动检测平台设计方法,开发了国内首个实用化的基于AAA级模拟光源的光伏组件标准环境移动检测平台,解决了光伏组件电站现场测试精度低、运输至实验室风险高的难题。

  ●研发了国内首个高度灵活的模块化高精度光伏组件特性同步在线IV测试装置。装置满足组件单板测试、串联及并联测试等全部运行工况,多装置间扩展灵活并具备网络同步功能,解决了光伏组件户外测试时必须从方阵拆解并难以同步的难题,大幅缩短了实证测试时间。

  ●开发了一种基于无线分布式测量模块的光伏电站效率链广域测量装置,解决了光伏电站部件多、分布广、效率损失源难以测定,电站性能难以优化的难题。装置实现了包括光伏组串性能、组串一致性、光伏方阵性能及逆变器转换效率的数据监测与采集,测量传感器数量相比传统方案大幅下降。

  ●首次研究了光伏部件实证测试和评价技术,提出了基于实证数据的光伏组件耐候性、衰减率、辐照响应特性等户外运行性能指标的测试方法,在我国首个光伏“领跑者”基地建成了覆盖全部关键部件和电站的发电性能与并网特性实证测试平台。开发了实证平台监测与分析软件,实现了对基地内使用的22种光伏组件、6种光伏逆变器户外运行特性的独立高精度同步测试,解决了光伏部件实际性能难以准确测量和评估的难题,为客观评价各项先进技术应用效果,分析改进技术工艺提供了有效支撑

  平台未来发展规划

  实证平台将对“领跑者”基地实证监管评价结果定期上报政府能源主管部门,为光伏组件、逆变器、电站等新技术的推广、补贴机制的制定等提供客观详实的数据支撑,为国家和地方的产业政策决策提供依据。实证平台对各类被测部件给出了科学客观的验证数据和结论。对于目前技术路线众多,技术发展方向存在争议的光伏行业,实际验证结果可以为行业内的设备厂家节约大量的验证时间和不必要的资本投入,为推动行业技术进步、光伏平价上网提供了“领跑者”实证解决方案。

  目前,实证平台几乎涵盖了国内光伏组件、光伏逆变器厂家的主要先进技术产品。国家能源局新能源司,大同、芮城能源局均对平台在我国“领跑者”基地验收及运行过程中发挥的关键作用给予了高度评价。

  国家能源太阳能发电研发(实验)中心后续将依托我国光伏“领跑者”计划的持续实施,在国家及相关省市各级能源主管部门的关心与指导下,以及基地内光伏电站业主的大力配合下,运用大同、芮城户外实证测试平台的建设运营模式与经验,在各“领跑者”基地内优选技术条件充分、气候资源条件典型的站址,支撑各基地先后建设具有自身特色的先进技术户外实证测试平台,通过全国范围内的平台布点,建设完成国际一流的覆盖我国典型气候及先进技术特点的光伏先进技术户外实证测试平台网络及数据分析系统。

  【延伸阅读】

  2017年11月22日,国家能源局官网公示了2017年光伏发电领跑基地优选结果,共有十个应用领跑基地和三个技术领跑基地入选。

  其中,推荐入选的十个应用领跑基地分别位于山西大同、山西寿阳、陕西渭南、河北海兴、吉林白城、江苏泗洪、青海格尔木、内蒙古达拉特旗、青海德令哈和江苏宝应。推荐入选的三个技术领跑基地分别位于江西上饶、山西长治和陕西铜川。

  公示称,光伏领跑基地规划规模共计为16.58吉瓦(其中应用领跑基地占15.08吉瓦,技术领跑基地占1.5吉瓦),而本期规模为6.5吉瓦,整体相较于2016年总计5.5吉瓦的规模有所扩大。

  此前能源局的《关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》明确,每期领跑基地控制规模为8吉瓦,其中应用领跑基地和技术领跑基地规模分别不超过6.5吉瓦和1.5吉瓦。

  光伏“领跑者”计划是国家为了加快实现2020年光伏发电用电侧平价上网目标,自2015年开始计划每年通过制定激励政策,鼓励选用同类可比范围内能源利用效率最高的光伏产品。该计划启动后,光伏标杆上网电价大幅降低,收效显著。

  2017年5月,“领跑者”计划的涵义进一步扩展,新添“超级领跑者”项目。

  目前,光伏“领跑者”基地包括应用领跑基地和技术领跑基地两块。其中前者主要为已实现批量制造且技术领先的光伏产品提供市场支持;而后者,也就是业内通称的“超级领跑者”基地,则主要面向尚未批量制造的前沿技术和突破性技术产品。

  根据此前能源局下发的《关于推进光伏发电“领跑者”计划实施和2017年领跑基地建设有关要求的通知》,2017年拟建设不超过10个应用领跑基地和3个技术领跑基地,应分别于2018年年底和2019年上半年之前全部建成并网发电。

  业内认为,未来光伏“领跑者”基地将成为集中式光伏项目的主要形式。

  截至2016年年底,中国可再生能源补贴资金缺口已超过500亿元,最长拖欠周期三年。由于国家面临着巨大的可再生能源补贴资金拨付压力,未来受指标控制的光伏项目(多为集中式)市场空间将越来越有限,而不受指标控制的分布式项目资源将越来越抢手。

  1月2日,国家能源局发布统计数据显示,截至2017年11月底,我国光伏累计装机容量已经达到125.8吉瓦,同比增长67%,累计装机容量占电力总装机的比重达7.5%,同比增加2.7个百分点。

  2017年1~11月,光伏新增装机容量达48.37吉瓦。其中,分布式光伏新增装机达17.23吉瓦,为2016年同期新增规模的3.7倍。

  2017年11月,国家发改委、国家能源局发布《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》,即分布式发电项目单位(含个人)可与配电网内就近电力用户进行电力交易,由电网企业承担电力输送并按标准收取“过网费”。近日,国家能源局进一步明确,最迟应在2018年7月1日之前正式在试点地区启动分布式发电市场化交易。

  这针对分布式来说无疑是一个重大利好。一直以来,分布式光伏主要是通过“全额上网”“自发自用,余额上网”两种模式来赚取补贴,而分布式发电市场化交易为其提供了一条新的路径,即直接向用户售电。

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