2023年第15期Science and Technology&Innovation|科技与创新文章编号：2095-6835(2023)15-0059-03“双碳”目标下的分布式光伏发展前景*王永利，张吉林，逢博，赵博，姜伟，周俊良(国网吉林供电公司，吉林吉林132000)摘要：根据“双碳战略”即“碳达峰”和“碳中和”的目标，以能源绿色低碳发展为关键，以科技和制度创新为动力，推动能源电力以化石能源为主向以清洁能源转变的理念。分析了光伏发电技术的现状、进一步发展存在的问题及未来的发展趋势。根据目前光伏发展的现状，介绍并分析了基于分布式光伏的“光储直柔”配电系统，并对它在未来配电网中的发展进行了展望。关键词：双碳战略：光储直柔：屋顶光伏：分布式光伏中图分类号：F426.61文献标志码：AD0I:10.15913M.cnki.kycx.2023.15.017随着能源消耗不断增加，可再生能源发电己成为表1中国2019年电力系统发电装机总容量和发电量以及解决能源问题的主要途径。2020年9月，党中央提出2050年的预测数据“双碳”目标，其中包括在2030年实现“碳峰值”，2019年现状规划的2050年预期发电并在2060年实现“碳中和”川。装机容年发电总量/年发电总量/项目装机容国家电网提出构建以新能源为主的新型电力系(kW-h)(kW-h)水利统。作为中国碳排放占比最大的单一行业，电力行业发电3.8亿1.6万亿5亿2万亿减排进程将直接影响双碳整体进程，所以可以说电力核能行业是实现“双碳”目标的桥头堡。0.5亿0.4万亿2亿1.5万亿发电1“双碳”目标下的光伏发电技术发展现状风电4亿0.55万亿60亿8万亿能源转型是从以化石能源为基础的碳基能源系光电火电统，转为以可再生能源为基础的零碳能源系统，进而5万亿6.5亿1.5万亿带动终端用能方式彻底改变。从中国的资源分布来看，总计19亿7.55万亿74亿13万亿能源存在着地域分布的不平衡性，能源资源分布同消2基于“双碳”目标的光伏发展存在的问题费分布脱节。构建以新能源为主体的新型电力系统对未来光伏和风电的装机总容量需达到60亿kW,经济社会发展意义重大，增加清洁能源发电比例是电光伏和风电发电具有低密度和低强度的特点，发电强力行业转型的重要方式，风电光电是中国未来新型零度为100Wm2,是火电的11000。建设装机总容量为碳电力系统的主力。在“双碳”目标下，电网公司一60亿kW的光伏和风电需要约面积为66666.67km2的定会加大对可再生能源发电的投资，由此可见光伏将土地，这相对于中国1234000km2的耕地总面积来讲，在能源转型中发挥关键作用，同时也有着不可想象的是十分巨大的土地面积需求。未来。中国西北有大面积的戈壁滩和沙漠，有足够的场中国2019年电力系统各种类型发电装机容量和发地建设光伏和风电。但是在西北戈壁滩建设大规模的电量，以及“双碳”目标下2050年预计的各类型发电光伏和风电存在以下问题：①中国用电负荷主要集中装机总容量和发电量数据如表1所示。由表可见，目在中东部，从西北戈壁滩输送至东部距离有几千千米，前中国火电占总发电装机容量的58%，发电总量占需要建设大量长距离输电线路：②长距离输电的损耗66%:风电和光电提供了21%的装机容量及7%的发电也是需要解决的问题之一：③即使完全解决了长距离量。考虑到社会发展导致能源需求增长，预测到2050输电的问题，光电和风电依然存在受天气环境等影响年，风电和光电在未来零碳新型电力系统中将提供较大，输送功率不稳定的问题，如果单独输送光伏或80%的发电装机总容量及60%的发电量。者风电，电网稳定性较差，在用电高峰期时无法供应*[基金项目]国网吉林省电力有限公司科技项目资助（编号：2021-06）(C)1994-2023 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net科技与创新|Science and Technology&Innovation2023年第15期足够电量。建筑用电和光伏发电对应的时间关系如图1地区的屋顶资源通过卫星进行了调查，统计结果为中所示。国城乡屋顶资源约412亿m)。考虑屋项实际安装难16r度等各种情况，中国屋顶面积可满足28亿kW的光伏发电铺设要求，可发电4.18万亿kW-h,超过2050年12规划的70%的可再生能源发电装设容量。城乡建筑屋顶及其他可获得太阳辐射表面的光伏发电应是中国未来大规模发展光伏发电的主要方向4。3.1分布式光伏的技术特点分布式光伏发电技术将太阳能直接转化为电能，在“双碳“目标的引领下具有广阔的发展前景。根据8就近发电、并网、转换、耗电的原则，提高太阳能利时刻用效率，降低长距离输电造成的损耗。分布式光伏系一建筑用电负荷统由太阳能电池阵列、电池、充放电控制器、逆变器、图1建筑用电和光伏发电对应的时间关系交流配电柜、太阳能跟踪控制系统等设备组成。解决建筑用电和光伏发电不同步问题的方法有以分布式光伏发电技术具有以下特点：①利用现有下2种：①采用水电或者火电和光电以1：1的比例捆空闲的屋顶资源，安装方便，成本低：②清洁能源，绑输送的形式，保证输电稳定性：②采用大容量储能环境效益突出，污染少，分布式光伏发电项目在发电系统，保证全天稳定的电量输出。由于西北地区储水过程中无噪声、空气和水污染：③与开垦荒地相比，量的原因，不满足水电捆绑输送要求，同时由于“双运维方便，可与建筑的日常维护一起进行：④发电可碳”目标，也不能采用火电和光电捆绑输送的方案。就地消耗，避免了长距离输电带来的损耗问题。而如果采用大容量储能系统，经计算储能容量需达到3.2光储直柔配电系统发电量的50%~60%，其成本是发电成本的2倍多，光储直柔基于屋顶光伏，包含直流配电、逆变并经济性差。网等微电网配电系统，典型结构如图2所示。屋顶光3基于“双碳”目标的光伏发展方向讨论伏发电后通过直流变压器并入母线电压为375V的直只依赖西北戈壁和沙漠发展光伏，很难满足2050流供电系统。直流供电系统存在一处或多处直流蓄电年的光伏和风电的装机总容量需达到60亿kW的要系统，当然也包括新能源汽车充电桩，该充电桩不止求。清华大学建筑节能研究中心、中国建筑设计研究具备给汽车充电的功能，同时具备将汽车放电至充电院有限公司与自然资源部卫星信总研究所合作对东部桩的功能，即智能汽车电网V2G。AC 380V光伏电池DC/DCDC 375VAC/DCDC/DCDC/DCDC/DC大功大功充电光：表面光伏DC 48V载充电桩充电桩直流配电柔：柔性用电蓄电池P:PhotovoltaicE:Energy StorageD:Direct CurrentF:Flexible图2典型光储直柔配电系统图由于具备多处蓄电池，所以在发电量大于需求量统的供给能力。这就是“柔”性电网，该方式使得电时，多余电量可以通过直流蓄电池储存起来，当需求网系统的供需关系可以在很宽的范围内进行调节，根量大于此时发电量时，蓄电池参与供电，保证电网系据用电负荷的实际需求，对蓄电池及电动汽车的充放(C)1994-2023 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net