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1.1軟件系統廣義分層根據光伏微電網軟件系統的關聯結構及其運行控制的功能需求,光伏微電網軟件系統廣義上可劃分為三層結構形式,即物理層、數據層和應用層(圖2)。(1)物理層。物理層主要面向環境底層設備(包括直接與被測量對象相連的各種數據采集設備),負責數據采集并傳輸給上層或接受上層指令,實現底層數字化和本地控制。例如,基于物理層的SCADA系統能實現對微電網現場數據的采集、逆變器的控制、設備的本地保護和控制、儲能系統的充放電控制、饋線故障保護及環境測量等功能[12]。(2)數據層。數據層主要負責網絡通信和數據交換,一方面支持各種軟件通信協議,如Modbus、TCP和IEC61850等;另一方面采用各種先進算法對匯聚的數據做出系統決策,向下層發出指令[13]。光伏微電網存在并網模式和孤島模式,既需要實現在較高安全性要求前提下運行模式的無縫切換,又需要具備負荷預測、發電預測、功率平衡控制和能量管理等大數據快速處理能力,以滿足功率平衡要求和經濟指標需求。(3)應用層。應用層主要是面向用戶側進行優化調度控制,負責數據匯總、按需分析、作出決策,實現人機交互,著力于實現多條件、多目標的光伏微電網經濟運行。從用電經濟性角度出發,在用電低谷期從電網買電并在高峰期賣出,以緩解電網壓力;從發電經濟性角度出發,綜合考慮設備購買成本、運行管理成本、與大電網的交互成本以及儲能系統充放電損耗和燃料等成本;在功率平衡等式約束條件以及DG(分布式發電)出力限值、與電網交互功率限值、發電機爬坡速率限值和儲能荷電狀態限值等不等式約束條件下,均衡各個DG的出力,實現經濟效益最大化、技術最優化及環境友好化。1.2面向用戶的光伏微電網軟件平臺隨著軟件管理模式的普及,用戶對軟件系統的穩定性、安全性、實時性、兼容性、易維護性和可擴展性等提出了更高的要求[14]。為實現人機交互的友好化,研發面向用戶的光伏微電網軟件平臺,包括操作系統、支撐環境和應用功能3個板塊(圖3)。操作系統既是計算機系統的關鍵組成部分,也是光伏微電網軟件平臺運行的基礎,常見的操作系統包括Unix、Linux和Windows。支撐環境板塊為實現各種上層的應用功能提供通用的支撐服務,如系統管理、權限管理、圖形界面、數據處理、數據報表、故障警告等。應用功能板塊為光伏微電網的經濟運行提供按需定制的服務,主要有數據采集、數據監控、發電預測、負荷預測、能量管理和優化調度等。用戶可以根據各自光伏微電網系統的需求,使用光伏微電網軟件平臺上的應用功能,便捷地進行系統數據的監控、發電及負荷的預測和能源的管理調度。
2光伏微電網軟件工程化
光伏微電網軟件系統是微電網的監測控制中心,其工程化過程必須以先進的開發技術為支撐,選擇合適的軟件開發方法和軟件開發過程模型,實現高質量、高效率、低成本的目標。2.1軟件開發技術光伏微電網軟件采用模塊化和結構化設計,以增強可復用性和可擴充性;采用標準化程序設計語言,以提高可讀性;創建結構化文檔,以便于閱讀、理解、分析和維護。下面以軟件構件復用技術和基于MVC的Web技術為例進行說明。2.1.1軟件構件復用技術隨著計算機技術的發展和微電網技術的廣泛應用,對光伏微電網軟件的需求也在不斷激增,且軟件規模和復雜度也在不斷增加。傳統的開發方法會使大量資源浪費在重復開發上,因此開發過程實現標準化和簡單化,能有效地降低軟件的開發和維護成本,提高軟件產品質量和生產效率。軟件構件復用技術[15]是實現面向對象開發方法和集成構件模型的基礎,也是軟件走向工程化和產品化的關鍵技術之一。它以軟件構架為組裝藍圖,以可復用構件為組裝預制塊,支持組裝式軟件復用,是解決軟件資源浪費問題最可行、最現實的方法。2.1.2基于MVC的Web技術傳統的微電網軟件多是基于特定平臺下的應用軟件,而Web技術[16]具有動態性、分布式及與平臺無關等特點,支持安全連接后臺系統、動態用戶交互及實時信息,將其應用于光伏微電網,能有效地提高光伏微電網系統的信息化水平。Web技術發展較快,一般采用B/S模式,其中服務端技術包含JSP、CGI、ASP、ISAPI、PHP、Servlet等,客戶端技術包含JavaApplet、VBScript、JavaScript等。為了實現軟件系統的“低耦合、高內聚”,以“分而治之”的思想、采用分層方式架構系統,把待解決問題劃分開來。用MVC模式將系統分層,層次清晰、解耦良好、便于維護及擴展。對于中等規模以上的應用程序,應用MVC構架得到的好處能大大抵消因其帶來的工作量和復雜度增加而造成的不利影響。因此在光伏微電網軟件工程中應用基于MVC模型的Web技術是比較理想的。在Java技術中,Hibernate、Struts、Spring及Ibatis等框架技術能很好地實現MVC模式,為基于MVC的Web技術應用于光伏微電網軟件提供強大的技術支撐。2.2軟件開發方法軟件開發方法在開發步驟、軟件文檔格式和開發方案評價標準3個方面提出了相應的規范要求,使得光伏微電網軟件生產進入有章可循、向規范化和標準化邁進的“工程化”階段。軟件開發方法在不斷推陳出新,目前常見的開發方法有結構化方法、面向對象方法和形式化方法(表1)。面向對象開發方法[17]以結構化系統開發方法基本框架為基礎,以封裝、繼承及多態為基本特征,將系統抽象變成一個由很多對象互相作用、互相聯系而形成的整體,包括分析方法、設計方法和程序設計(編程)方法,從而使軟件開發更具靈活性和可靠性。光伏微電網軟件系統不僅需要數據庫的支持以實時處理信息,同時還涉及大量的事務性操作請求,因此面向對象開發方法無疑是最佳選擇,而在局部處理上結合結構化方法則更為有利,故而將面向對象方法與結構化方法有機地結合起來,以指導光伏微電網軟件的開發工作。2.3軟件開發過程模型軟件開發過程模型對提高軟件質量、增強軟件開發團隊的競爭力起著至關重要的作用[18]。典型的過程模型包括瀑布模型、快速原型模型、增量模型、螺旋模型、噴泉模型及集成構件模型等。針對光伏微電網項目應用性質、采用方法、需要的控制方式以及所要交付產品的特點,選擇合適的軟件過程模型,能對軟件開發提供有效的支持,確保工程進展順利。光伏微電網軟件需求明確,是應用于電力行業中的中等規模軟件。集成構件模型能夠有效解決光伏微電網軟件工程問題,主要包括:(1)開發適用于面向對象的軟件,提供有效實現面向對象開發的方法;(2)融合螺旋模型的特征,支持軟件開發的迭代方法和軟件復用,提高開發效率(圖4)。
3光伏微電網軟件工程實例
中國南車光伏發電示范工程暨微電網綜合試驗系統,依托1MW光伏電站平臺,包括2個100kW光伏發電單元、1個50kW光伏發電單元、100kW電動模擬柴油發電機組、100kW×1h磷酸鐵鋰蓄電池儲能系統、100kW×3s超級電容儲能系統、100kW±100kvar智能負載以及200kVA模擬電網裝置。其光伏微電網能量管理系統基于改進的B/S五層結構,支持具有MVC思想的成熟SSH2框架技術,并且結合Ajax和SVG等先進的Web技術(圖5)。系統具體分為表現層、控制層、業務邏輯層、數據訪問層和數據持久層,每層任務明確且彼此獨立,滿足軟件構件復用技術。系統軟件在SCADA系統的基礎上運行,并融合了各種先進的算法,例如,基于初始位置、配置參數、預測天氣等進行光伏預測,并用歷史數據進行在線修正,有效地增加了光伏預測的準確性。實用結果證明,該軟件不僅使用方便,操作友好,響應速度快,滿足可用性、可靠性、可維護性和安全性的定性要求和定量要求,而且能滿足能量管理優化的時間常數τ≤2min、預測1h內各DG發電量及其精度大于80%、優化調度時間常數Τ≤3s等要求。
4結語
關鍵詞:金融危機;光伏產業;技術路線圖
中圖分類號:F42文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)12-0162-02
一、產業技術路線圖的定義與應用
產業技術路線圖(technology road mapping of industry)是指“以產業知識和洞見為基礎的、關于產業前景的共識(consensus)”。它不僅包括路線圖結果本身,還包括路線圖的構建和調整過程;不僅考慮技術變量,還要綜合考慮政治、經濟、文化等變量,綜合考察產業發展規律和達致愿景的條件和最優路徑。
與以往產業規劃方法相比,產業技術路線圖有三個顯著特點:一是分析理念不同,技術路線圖不是以現有資源推動為動因,而是以未來市場拉動為動因,產業資源創新必須滿足未來市場對產業的需求。二是驅動力不同,以往產業規劃以目標驅動為動因,采取非競爭性資源利用戰略;而產業技術路線圖是以市場拉動為動因,采取競爭性能力和機會發展規劃。三是產業技術路線圖的制定過程集聚了來自不同領域的人員和信息,提供了全景創意思維情景和方法。四是清晰的時間維度,以確保政策、技術、產品等產業要素協調演進。
技術路線圖理論在西方發達國家得到廣泛應用。20世紀70年代末,摩托羅拉、通用等一些國際知名企業制定了企業技術發展路線圖,隨后,技術路線圖理論在產業布局及國家或地區中長期科技戰略規劃中得到高度重視,美國、日本、韓國等先后制定了國家層面的產業發展技術路線圖。2008年,中國廣東省科技廳最先在國內研究制定了基于地區的產業發展技術路線圖。
二、制定河北省光伏產業技術路線圖的重要意義
光伏產業是低能耗、微污染、高產出的朝陽產業,符合國際和中國經濟結構調整方向。光伏產業還是新興的高科技新能源產業,光伏產業的發展有利于緩解全球能源緊張局勢、減少溫室氣體排放。隨著石油、煤炭等傳統能源日趨緊缺,各國都特別重視光伏產業發展,并制定了相應的國家發展戰略和扶持計劃。2004年西班牙實施《購電補償法》,采用政府補貼的方式鼓勵光伏發電產業發展;2008年,德國下議院通過《上網電價法修正案》,刺激光伏發電企業的發展;美國自2005年起施行光伏投資稅減免政策。中國也把光伏產業作為重點扶持的新能源產業之一??偫碓?009年的《政府工作報告》中指出:支持和推進新能源等技術研發和產業化。大力發展清潔能源,積極發展核電、風電、太陽能發電等清潔能源。2009年8月,財政部、科技部和國家能源局聯合印發了《關于實施金太陽示范工程的通知》,正式啟動“金太陽工程”,這標志著中國大規模補貼光伏發電的開始。
光伏產業在河北省經濟社會發展中具有重要地位。河北省擁有天威英利和河北晶龍集團兩大光伏龍頭企業,其在全國光伏產業具有舉足輕重的地位。天威英利目前是中國最大的多晶硅生產基地,擁有從硅料生產到太陽能多晶硅電池的完整產業鏈;河北晶龍集團是世界最大的單晶硅生產基地,其產品質量和性能都達到同行業最高水平。但是,兩企業都面臨著“原料依賴進口、產品依賴外銷”的發展困境。由于未能掌握高純硅料生產技術,兩企業95%的太陽能硅料依賴進口;另一方面,由于缺乏相應的產業政策支持,企業生產的光伏電池95%依賴外銷。受國際金融危機的影響,國際市場對太陽能電池的需求大幅縮減,多晶硅價格暴跌近70%,但由于國內光伏企業的惡性競爭,進口硅料的價格卻不斷攀高,光伏產品利潤銳減。金融危機將河北省光伏產業“缺乏核心技術、兩頭在外”的結構弊端暴露無遺,如何改變這種困境,實現河北省光伏產業的持續健康發展,是一個需要高度重視的戰略課題。
在此情形下,我們認為,應用技術路線圖理論研究和制定河北省光伏產業技術路線圖是必要而重要的。這是因為:其一,技術路線圖理論在指導新興產業發展上,具有其他產業規劃理論不可比擬的優勢,摩托羅拉、通用等知名企業以及美國、日本等發達國家的實踐都已證明了這一點。光伏產業作為新興的高技術、新能源產業,發展前景廣闊,但在發展初期,難免出現盲目發展的弊病。研究制定符合光伏產業發展規律的技術路線圖,對于保持河北省光伏產業健康發展、提高國際競爭力具有指導意義。其二,能源市場的多元競爭格局要求必須密切結合市場需求,謀求產業未來發展。隨著石油、煤炭等資源的日益枯竭,太陽能、風能、氫能等新興能源產業得到更多支持和發展,誰能在新興能源產業中占據主流尚未可知。在此情形下,河北省光伏產業必須抓住能源產業結構調整的良好契機,結合國內外市場需求及自己實際情況,精確定位未來發展愿景和產業技術路線圖,理性應對各種挑戰和機遇。其三,河北省雖然擁有保威英利和晶龍集團兩大光伏龍頭企業,但由于未能掌握硅料制備技術,在光伏產業鏈上仍處于劣勢地位,因此,整合各種社會資源,盡快實現在硅料制備、光伏發電等關鍵技術上的突破,是提高河北省光伏產業競爭力的關鍵環節。而技術路線圖理論作為一種技術創新管理工具,對于尋找關鍵技術創新突破口以及實現技術創新目標的最優路徑具有指導作用。其四,正如廣東省率先在國內制定區域性產業技術路線圖那樣,研究制定河北省光伏產業技術路線圖,對于其他省以至全國光伏產業發展規劃具有借鑒價值,有利于提高中國光伏產業的整體發展水平和國際競爭力。
三、制定河北省光伏產業技術路線圖的基本原則
第一,彈性原則。產業技術路線圖不是封閉的“黑箱系統”和僵化的教條,制定產業技術路線圖既要遵循路線圖制定的一般方法,又要根據實際情況做出靈活調整,以適應特定的研究對象。制定河北省光伏產業技術路線圖,既要充分考慮光伏產業在河北發展的實際,又要考慮河北省產業結構的整體布局和發展目標,還要充分考察國際金融危機影響河北光伏產業發展的傳導機制和應對策略。第二,整合原則。如上文所述,產業技術路線圖的優勢源于路線圖的制定過程,而不僅僅是路線圖本身。在這個過程中,聚集了不同領域的人,為信息和觀點的共享創造了機會,并且提供了一個整體考慮問題和創意思維的方法。要充分實現路線圖的好處,可能需要若干次反復過程,正是在路線圖的不斷整合優化過程中,它有力地推動了產業戰略規劃。第三,時間原則。產業技術路線圖不僅要標明實現產業發展愿景的關鍵路徑,而且要清楚地表明實現路徑的時間維度,從而確保政策、資金、技術、產品、服務等要素的協同發展,并及時反映產業發展環境的動態變化等。第四,協調原則。產業技術路線圖的制定需要政府、企業、研發機構等多個部門或組織的共同參與,因此,需要統籌協調各參與主體的利益訴求與意愿,在技術路線圖制定過程中,盡量利用一切可以利用的資源,促進知識共享,達成并實現共同愿景,推進技術路線圖工作健康發展。第五,保密原則。產業技術路線圖是對特定范圍特定產業未來發展的總體規劃,其中可能涉及到相關參與者的核心利益,因此,對于涉及國家安全和企業核心競爭力的信息應事先明確并簽訂保密協議,產業技術路線圖的制定過程及結果應根據事先協議在特定范圍內公開和共享 [4]。
四、制定河北省光伏產業技術路線圖的主要步驟
組織制定技術路線圖的主體和領域不同,繪制技術路線圖的步驟也不盡相同,制定河北省光伏產業技術路線圖可遵循如下步驟:
1.深入研究河北光伏產業技術路線圖的編制內容和方法
在制定河北省光伏產業技術路線圖時,不僅要充分把握國內外光伏產業的現狀和發展趨勢,還要認真研究河北省光伏產業的現狀。河北省的光伏產業起步較早,但河北省的光伏產業仍屬后發區域,產業結構、技術水平、政策環境等與發達國家和地區相比有很大差異和差距,需要針對特定案例進行深入分析。
2.正確選擇河北光伏產業技術路線圖的分析路徑
根據產業技術路線圖原理,我們認為,制定河北省光伏產業技術路線圖應遵循以下分析路徑:產業現狀分析產業市場需求分析產業發展目標分析產業關鍵要素項目研發需求分析。
根據以上分析路徑,河北省光伏產業技術路線圖的分析路徑可包括以下內容:(1)光伏產業現狀分析,包括國內外省內外光伏產業發展現狀、影響河北省光伏產業發展的環境因素等;(2)光伏產業市場需求分析,包括光伏產業在河北省經濟發展中的地位、發展趨勢和發展動力、產業關聯度、產業資源現狀、未來產品市場等;(3)光伏產業發展目標分析,包括未來市場對光伏產品的需求、相關產業目標要素、國家及河北省光伏產業發展目標等;(4)光伏產業關鍵要素分析,包括影響產業發展目標實現的關鍵技術、政策、管理等以及需要優先解決的關鍵要素等;(5)項目研發需求分析,包括突破關鍵要素瓶頸需要培育和提升的能力、技術、政策和管理創新模式。
3.設計河北光伏產業技術路線圖的編制流程
產業技術路線圖的制定大致包括準備、開發和修正三個階段。準備階段的主要工作有:選擇制定產業技術路線圖的產業,界定產業技術路線圖的范圍和邊界,選擇制定技術路線圖的參與者,成立課題組和組建工作團隊,確定工作流程以及查閱搜集相關文獻資料等。開發階段的主要工作有:設計德爾菲調查問卷,召開頭腦風暴系列研討會,分析判斷市場需求、產業發展目標、阻礙產業目標實現的關鍵要素,繪制產業技術路線圖等。修正階段的主要工作有:研發項目凝練,制定研發投資決策和行動計劃,對產業技術路線圖進行定期評估與更新等。
參考文獻:
摘要:文章分析了太陽能光伏發電系統的組成,介紹了光伏發電的并網運行。針對光伏并網發電系統中關鍵部件―逆變器的結構與控制進行了詳細分析,并對一種采用滯環電流跟蹤控制的光伏并網發電系統進行了仿真分析。仿真結果證明了該控制方法的可行性和實用性。
關鍵詞:光伏并網;滯環電流跟蹤控制;MATLAB仿真
一、引言
太陽能是人類取之不盡、用之不竭的綠色能源,太陽能光伏發電是一種將太陽光輻射能轉換為電能的發電技術。太陽輻射能經光儀器件轉換為電能,再經過能量存儲、控制、變換等環節,成為可向負載提供直流或交流的電能。在這些環節中電力電子技術對電能的變換與控制發揮著重要作用。
二、光伏發電系統
太陽能光伏發電系統可以分為獨立運行方式和并網運行方式兩種基本類型。
圖1(a)示為獨立運行光伏發電系統的結構框圖。在獨立運行的系統中,需要蓄電池作為儲能單元,它將有日照時所發的剩余電能儲存起來。獨立運行光伏發電系統適用于無電地區和人口稀少的地區。
圖1(b)示為并網型光伏發電系統的結構框圖。并網型光伏發電系統是將電網作為儲能單元,當日照強時系統將所發的剩余電力饋入電網,當需要用電時再從電網吸收電力。并網型光伏發電系統的最大好處是可以省去蓄電池。因此,并網型光伏發電有助于電力系統的調峰。
A 獨立運行方式b 并網運行方式
圖1光伏發電系統結構框圖
三、光伏并網發電系統
1.光伏并網發電系統的結構
圖2所示為一個小功率的并網型光伏發電裝置的電路原理圖。
圖2 光伏發電并網裝置的主電路
主電路的左邊直流側直接與太陽電池的輸出端相接,右邊交流側與電網相連。可以看出主電路由兩部分組成,左側為一個DC-DC變換器電路,右側為一個DC-AC逆變器電路。因為200W的太陽電池板的輸出電壓只有幾十伏,而要將能量反饋回220V的交流電網并獲得較好的電流波形,則逆變器直流側的電壓應高于電網電壓的峰值,因此需要DC-DC變換器完成升壓的任務,這里DC-DC變換器的高頻變壓器同時還起到了電氣隔離的作用。
2.光伏并網運行的工作原理
圖3示為單級光伏并網發電裝置逆變部分原理圖
圖3 單級式光伏并網逆變器電路
當開關器件T1,T4導通時,光伏電池陣列直流側能量饋入電網,并網電流增大,電感儲能增加。
當開關器件T1,T3導通時,光伏電池陣列對直流側電容進行充電,交流側電感儲存能量通過T1及D3組成的回路反饋入電網,并網電流減小,電感儲能減少。
當開關器件T2,T3導通時,電感的儲能通過反并聯二極管D2和D3組成的回路饋入電網,還與光伏電池陣列一起對直流側電容進行充電,并網電流減小,電感儲能減少。
當開關器件T2,T4導通時,光伏電池陣列對直流側電容進行充電,電感儲能通過D2及T4組成回路反饋入電網,并網電流減小,電感儲能也減小。
對于并網電流的負半周,也可以進行相同的分析。這四種開關狀態經過SPWM調制,并通過交流濾波器濾除載波高頻分量后,即可使送入電網的電流波形為正弦波。
3.采用滯環電流跟蹤控制的光伏并網運行
(1)滯環電流跟蹤控制
滯環電流跟蹤控制是一種有效的實時控制方法,具有系統穩定性好、電流跟蹤性能好、響應快、不用載波等優點,適用于逆變器并網運行的控制。
采用滯環控制策略的系統原理圖如圖4所示,由相位檢測環節得到的同步信號與并網電流幅值給定一起送正弦波發生器,生成與電網電壓同頻同相的參考電流信號i*,再經滯環比較器對并網電流反饋信號i與i*偏差進行調制得到開關管控制信號。
圖4 采用滯環電流控制的光伏并網逆變器系統控制原理圖
圖5給出了采用滯環比較方式的單相并網逆變器DC/AC原理圖。
圖5 單相并網逆變器原理圖
把參考電流i*和實際反饋電流i的偏差i*-i作為滯環比較器的輸入,通過其輸出來控制開關器件T1、T4和T2、T3的通斷。當i為正時,T1、T4導通,則i增大;T2、T3導通,則i減小。當i為負時,T1、T4導通,則i的絕對值減小;T2、T3導通,則i的絕對值增大。上述規律可概括為:當T1、T4導通時,i增大,當T2、T3導通時,i減小。這樣,通過環寬為2I的滯環比較器的控制,i就在i*+I和i*-I的范圍內,呈鋸齒狀地跟蹤參考電流i*。
滯環環寬對跟蹤性能有較大的影響。環寬過寬時,開關動作頻率低,但跟蹤誤差增大;環寬過窄時,跟蹤誤差減小,但開關的動作頻率過高,甚至會超過開關器件的允許頻率范圍,開關損耗隨之增大。
(2)采用滯環電流跟蹤控制法對逆變器仿真
基于滯環電流跟蹤控制法建立仿真模型,圖6為采用滯環電流跟蹤控制法的全橋DC/AC逆變部分閉環的MATLAB仿真模型。
圖6 滯環電流跟蹤控制的逆變部分的MATLAB仿真圖
系統控制參數設置為:并網電流反饋增益為0.15,滯環寬度為0.003。逆變部分的主電路參數為:VDC=400 V,L1a=L1b=1.5 mH,L2a=L2b=15 mH,, C=0.47μF,R=10Ω,仿真時間為0.2s。
圖7是穩態工作時并網逆變器電壓及電流的仿真波形,從圖中可以看出逆變器輸出的電流為正弦波,與電壓接近同相位,基本實現了單位功率因數運行。
圖7 并網逆變器電壓及電流的仿真波形
圖8為逆變器輸出電壓及頻譜,逆變器輸出電壓為正弦波,幅值為311.7 V,總諧波畸變率為1.06%。
圖9為穩態工作時并網電流波形及其頻譜,從圖中可以看出,并網逆變器輸出的電流
波形總諧波畸變率為2.95%,幅值7.711 A。
圖8 逆變器輸出電壓及頻譜 圖9 并網電流波形及頻譜
四、總結
文章介紹了光伏并網發電系統的運行,并對單相光伏發電并網系統進行測試,其中逆變器采用滯環電流跟蹤控制。并網逆變器輸出的電壓與電流波形仿真結果與理論分析結果相符,均實現了并網電流與電網電壓同相位即功率因數為1,而且逆變器輸出電壓電流的諧波畸變率都較低,說明該系統中運用滯環電流跟蹤控制具有較好的實時性,驗證了滯環電流跟蹤控制策略在光伏并網發電系統中的可行性。
參考文獻:
[1]顧和榮,楊子龍,鄔偉揚.并網逆變器輸出電流滯環跟蹤控制技術研究[J].中國電機工程學報,2006,26(1)108-112.
積極推進分布式光伏發電健康發展
――在分布式光伏發電現場(浙江嘉興)交流會上的講話
文■國家發展改革委副主任、國家能源局局長 吳新雄
分布式光伏發電現場交流會的主要任務,就是通過現場交流會,學習、研究分布式太陽能利用的好做法、好經驗,推動解決分布式光伏發電發展中遇到的實際難題和矛盾,促進我國光伏產業健康發展。
一、注重實際效果,深刻認識發展分布式光伏產業的本質意義
(一)支持新興戰略產業健康發展
眾所周知,我國在國際上能夠主導市場的產業并不多,光伏產業是其中為數不多的一個。美國和歐洲的“雙反”,就是要采取貿易保護的手段,對我光伏產業進行戰略遏制,就是要獨占國際光伏市場,搶占先進能源技術的制高點。在這場國際產業競爭中,我們一定要牢牢掌握主動權。經過近10年,特別是近幾年的快速發展,我國已經形成了相對完整的光伏產業體系和巨大的生產能力,光伏電池產量占全球市場70%,在國際市場競爭中處于有利地位。但同時應該看到,我國光伏產業長期過多依賴國際市場,重生產、輕應用,產業發展不平衡,市場風險很大。近幾年歐美等國“雙反”給我國光伏企業帶來了慘痛教訓。這充分說明,只搞制造不行,必須加快拓展國內應用市場,構建完整的光伏產業體系。國務院出臺促進光伏產業健康發展的意見,提高可再生能源電價附加,為拓展國內市場創造了條件。我們一定要乘勢而上,大力發展分布式光伏發電,切實拓展國內光伏應用市場,實現從上游制造向下游應用的延伸,培育和完善產業鏈,實現我國從光伏制造大國向光伏產業大國的轉變。尤其是浙江、江蘇、江西、河北等光伏大省,更應充分認識、高度重視,切實提高責任感和使命感,在光伏應用上走在前列。只有這樣,才能把光伏產業的命運掌握在自己手中,實現戰略性新興產業的持續健康發展,提升我國在國際市場上的話語權。
(二)優化我國能源結構,確保我國能源戰略安全
6月13日,主持召開中央財經領導小組第6次會議,聽取國家能源局關于我國能源安全戰略的匯報,明確提出“四個革命”和“一個合作”,即:推進能源消費革命、能源供給革命、能源技術革命和能源體制革命,加強全方位國際合作,強調著力形成煤、油、氣、核、新能源和可再生能源多輪驅動的能源供應體系,保障國家能源戰略安全。分布式光伏發電作為重要的清潔能源和可再生能源,擁有巨大的資源量和發展潛力。第一,在用電負荷達到30萬千瓦的工業園區,安裝屋頂光伏的規模可達10萬千瓦,年發電量可占到工業園區用電量的10%左右,優化能源結構效果明顯。第二,光伏發電負荷與工業用電負荷在時段上十分吻合,既能滿足工業用電需求,又能“頂峰”發電,優化電力系統運行。第三,通過技術進步、降低成本,力爭到2020年實現光伏發電用戶側平價上網,光伏發電將在替代化石能源、保障清潔電力供應方面發揮更大的作用。發展分布式光伏發電,對于提高清潔能源比重、優化能源結構具有十分重要的現實意義。只要各地區各企業高度重視、大力推動,總書記提出的推動能源生產與消費革命、保障國家能源戰略安全就一定能夠邁出更加堅實的步伐。
(三)改善我國生態環境,創新城鄉用能方式
今年3月,國務院印發了《國家新型城鎮化規劃》,要求把生態文明建設全面融入城鎮化進程,堅持可持續發展理念,大力發展可再生能源,提出到2020年城鎮可再生能源利用比例達到13%。目前,國家能源局按照任務分工,正在抓緊制訂《新城鎮新能源新生活行動計劃》。分布式光伏發電作為清潔、環保、無污染的可再生能源,是城鎮新能源利用的現實選擇。按照計劃,到2020年,光伏發電將達到1億千瓦,每年可減少燃煤5000萬噸,在替代城鎮煤炭消費和減少污染物排放方面發揮重要作用。同時,在5000到2萬人的小型建筑群,使用LNG實現冷熱電三聯供,既能集中制冷、制熱、發電,還能解決天然氣調峰問題。這樣就能實現能源的清潔化利用,改善城鄉用能方式,實現新城鎮、新能源、新生活。
(四)堅持集中式和分布式并重的方針,切實提高太陽能發電、用電的效率和競爭力
我國西部地區光照條件好,未利用土地遼闊,適宜發展集中式大型光伏電站,但度電補貼需求高,約0.6元以上,且當地用電需求小,大規模開發就地消納困難,電力需長距離外送,變損、線損高,輸變電投資成本高。東、中部地區分布式光伏發電,雖然平均利用小時數稍低,但電力易于就地消納,且網購電價高,度電補貼需求少,約0.42元,與西部集中式光伏電站相比,用同樣的補貼資金能夠多支持30%―50%的光伏發電。堅持集中式與分布式并舉,因地制宜推進分布式光伏發電,能夠利用有限的財力物力,發展更多的光伏發電應用,更加有效擴大光伏產業的國內市場空間。同時,大力發展分布式光伏發電,有利于鼓勵企業和地方協同,加強技術改造、創新商業模式、提高管理水平,積極探索和實踐提高太陽能開發、利用效率的有效途徑,更加高效地發好、用好、管好光伏發電,不斷提高光伏發電、用電的效率,不斷降低光伏發電建設成本、管理成本和用電成本,切實提高光伏發電的市場競爭力,為更大規模、更高質量拓展光伏應用市場,促進光伏產業持續健康發展創造條件。
(五)落實穩增長、調結構、促改革、惠民生的政策,為經濟發展提供新的增長點
今年6月,總理主持召開8省市經濟工作座談會時指出,當前我國經濟運行總體平穩,但經濟發展穩中有憂,下行壓力仍然較大,風險和挑戰不容忽視,要支持新興產業中成長型、創新型領頭羊和充滿活力的民營經濟小微企業。光伏產業是重要的戰略性新興產業,是創新型領頭羊。今年1―5月,光伏發電新增裝機300萬千瓦,較去年同期增長100%,直接帶動投資近300億元。目前,光伏發電儲備項目超過1000萬千瓦,帶動社會投資潛力巨大。在當前實體經濟疲軟,經濟增長乏力的情況下,大力發展光伏產業和光伏應用,實現產業與應用的有機結合,以應用帶產業,以產業促應用、促投資,對于培育和擴大新的經濟增長點,穩增長、調結構、促改革、惠民生,促進經濟持續健康發展具有重要的現實意義。
二、齊心協力,努力破解分布式光伏發電難題
(一)多措并舉解決好屋頂問題
當前分布式光伏發電的重點是中東部地區電價較高、負荷較大、經濟性較好的各類工業園區。建筑物屋頂擁有者、項目單位和用戶不是同一主體,經濟關系復雜,利益難以平衡,需要地方政府協調。各方面反映的“屋頂落實難”的問題,并不是沒有屋頂資源,而是難以協調使用。嘉興市采取統一配置屋頂資源的辦法避免了開發企業惡性競爭和業主漫天要價的矛盾。秀洲區要求新建建筑物年綜合能耗5000噸標煤的企業屋頂在符合安全的條件下必須安裝光伏發電,這對解決“屋頂落實難”起到了根本性的作用。為做好屋頂資源的統籌協調,我們鼓勵地方政府建立協調工作機制,引導建筑業主在符合安全的條件下積極開展或配合開展光伏運用,協調電網接入、項目備案、建筑管理等事宜。各地區可根據需要,對達到一定屋頂面積、符合安全條件且適宜安裝光伏的新建和擴建建筑物要求同步安裝或預留光伏發電設施。地方政府還可以將建筑光伏發電應用納入節能減排的考核及獎懲制度,并允許分布式光伏發電量折算成節能量和減排量參與相關交易,進一步增加經濟效益。各地區要結合實際,綜合運用上述措施,努力解決好“屋頂落實難”的問題。
(二)建立政府主導型的發展模式
嘉興、杭州、合肥等地都探索了政府主導型的發展模式,建立了上下聯動,多部門協作的工作機制,加強對分布式光伏應用的統籌協調。政府主導不是脫離市場機制,而是要在市場起決定性作用的同時,更好地發揮政府作用,關鍵是找準發力點。一是加強規劃引導。浙江、江蘇等省結合分布式光伏的潛在市場,統籌開展了屋頂面積及利用條件調查,系統開展光伏發電規劃,為今后的發展建立了基礎。二是加強政策引導。許多地方對光伏運用出臺了支持政策,在國家補貼基礎上適當給予地方補貼,形成了中央和地方的合力。這里要說明一點,各地這樣做是可敬可佩的,后續還應繼續這樣做。但是作為企業,如果這個產業十年、二十年都靠補貼才能存活,那這個產業是沒有生命力的,所以還是要依靠科技進步,依靠擴大應用規模,攤薄成本,使光伏發電成本與煤電相當,提高市場競爭力。還有一個政策要說清楚,政府確定的政策,比如說二十年的補貼政策是不會變的,當然隨著時間推移,隨著成本降低,補貼標準有什么變化,那是另外一回事,這個要說的很明白。三是加強產業監測。浙江、江蘇等光伏產業大省組織行業協會,建立了光伏產業發展信息監測體系,對光伏電池及組件制造、應用市場、行業管理等實施動態監測,為行業發展提供了信息服務。
(三)完善龍頭企業引領發展模式
有效拓展光伏應用市場是關系光伏產業健康發展的關鍵。我們鼓勵龍頭光伏制造企業向下游延伸產業鏈,鼓勵用電大戶積極生產和消費光伏發電,也鼓勵其它企業參與光伏應用。技術先進的龍頭企業在制造基礎上向下游延伸,既為自身光伏產品打開市場,也更容易獲得銀行的貸款支持。例如:保定英利利用荒山荒坡建設光伏電站,積極向下游光伏應用延伸,既提高了企業的綜合效益,也帶動了當地經濟發展。上汽集團、中航工業集團、中建材集團等大型央企,作為能源消費大戶,在系統內組織企業利用自有屋頂建設分布式光伏發電項目,使集團的建筑屋頂得到充分利用,產生了顯著的節能減排效果。青島昌盛日電以現代農業設施建設運營為重點,在農業大棚上安裝光伏發電,棚下發展高端農業,產生了良好的綜合效益,在光伏與設施農業結合方面樹立了典范。隨著國內市場規模擴大和應用領域的增多,必將培育并形成眾多引領型的光伏應用龍頭企業,以市場化方式推進光伏應用的全面發展。
(四)切實做好并網運行和計量結算等服務
并網難曾經是制約光伏產業發展的關鍵問題之一。國務院24號文專門對加強配套電網建設和服務提出了一系列要求,國家發改委的《分布式發電項目管理暫行辦法》等文件也對分布式電源接入電網和運行作了具體規定。國網公司、南網公司積極推動分布式光伏并網工作,制定了相關技術規范和工作規則,對基層電網企業規定了辦理流程和工作時限,提高了并網服務效率和質量。江蘇電網公司介紹了簡化規范并網服務的經驗,希望其他的電網企業很好地參照,認真地執行,同時做好并網運行、計量結算、產業信息監測和補貼資金撥付等各方面工作,為戰略性新興產業的發展提供服務保障。
(五)堅決抓好標準和質量管理工作
質量是分布式光伏發電項目的生命線,標準是質量工作的保障。各地方政府要建立建筑安裝光伏的統籌協調管理工作機制,確保分布式發電項目的質量和安全。嘉興市制定了項目建設、施工安裝、安全管理等系統規范性文件,同時積極引入保險機構提品質量險,切實保障了項目建設質量。各地區都要加強光伏產品、光伏發電工程和建筑安裝光伏的標準和質量管理,對建筑安裝光伏的載荷校核、抗風、防震、消防、避雷等要嚴格執行國家標準和工程規范。為保障光伏產品質量,國家認監委和國家能源局聯合發文,要求光伏設備必須采用經認證機構認證的光伏產品,各地區要嚴格執行。今年下半年,國家能源局將組織光伏發電工程質量檢查工作,在光伏發電發展之初就嚴格把好質量關。與此同時,各地方不能搞地方保護主義,不得限制外地符合國家標準和市場準入條件的產品進入市場,不得向項目單位提出采購本地產品的不合理要求,不得以各種方式為低劣產品提供市場保護。在擴大國內市場的同時,必須嚴格市場準入標準,堅決淘汰落后產能。我們已經研究了新的光伏產品市場準入標準,將向有關部門提出建議,提高市場準入門檻,在大力擴大市場規模同時,推動技術進步和產業升級。
(六)多方努力解決項目融資問題
融資難始終是制約我國光伏發展的難題之一。要解決這一問題,一方面,投資企業自身應該努力,利用好現有融資渠道優化融資結構。正泰集團、晶科集團做得比較好,利用國外資本市場有效降低了融資成本。另一方面,國內金融機構也要創新光伏金融服務。國家能源局建立了政銀企溝通平臺,通過交流溝通,銀行對光伏產業加深了認識,減少了擔憂,有些銀行已經把光伏產業作為重要支持領域對待。我們鼓勵銀行等金融機構結合分布式光伏特點和融資需要,對分布式光伏發電在利率和貸款期限上予以優惠,鼓勵采用融資租賃方式為光伏發電提供一體化服務,鼓勵基金、保險、信托與產業資本結合建立光伏產業投資基金,更為重要的是,鼓勵探索售電收益權和項目資產作為質押的貸款機制。對個人安裝分布式光伏貸款,可以個人收入等為信用條件減免資產擔保。國家開發銀行率先在光伏融資方面進行了探索,已經取得一定成效。我們將繼續與有關銀行機構保持溝通,特別在光伏發電示范區建設中,協調銀行一并參與,積極開展金融創新。我們還將繼續完善光伏發電的政策,在電量交易、電費結算、工程質量方面,消除金融機構的擔憂,為金融機構的支持創造良好條件。
(七)加強全過程監管
重新組建的國家能源局高度重視能源監管工作,特別針對光伏發電,要求各地能源監管機構從項目設計、安裝施工、電網接入、并網運行、電費結算和補貼發放等方面建立全過程監管,已經取得了初步成效。華東監管局、江蘇監管辦、甘肅監管辦已經上報了專項監管報告,今后還要利用好這些報告,對違規情況進行處理。各地能源監管機構都要會同地方能源主管部門等,加強分布式光伏發電相關政策落實情況監管,加強分布式光伏發電運行安全監管,加大爭議協調解決力度。同時,每半年要編制光伏發電專項監管報告,將有關監管情況向全社會公布,引入全社會監督,共同促進工作改進。
三、加大政策落實和工作力度,進一步推動分布式光伏發電長期向好發展
(一)進一步完善光伏發電政策
目前,解決分布式光伏應用遇到的各類問題,最根本措施還是健全完善配套政策。國家能源局近期擬《關于進一步落實分布式光伏發電有關政策的通知》,對有關政策進行細化和調整。一是對于分布式光伏發電項目,在項目備案時,既可選擇“自發自用、余電上網”,也可選擇“全額上網”?!叭~上網”項目的全部發電量由電網企業按照當地光伏電站標桿上網電價收購。二是在“自發自用”電力用戶用電量顯著減少或者消失的情況下,可以轉為“全額上網”,執行光伏電站標桿電價,消除投資者對電費回收的后顧之憂。三是對于利用地面場所或農業大棚等無電力消費的設施建設、在35千伏及以下電壓等級接入電網、單個項目容量不超過2萬千瓦且所發電量在并網點變電臺區消納的光伏電站項目,可以納入分布式光伏發電規模指標管理,執行當地光伏電站標桿上網電價。此外,各省(區、市)要按照簡政放權要求,進一步完善分布式光伏發電項目備案管理細則,設立“一站式”備案管理服務窗口,簡化項目備案和管理流程。國家能源局也已商財政部、發改委,確保上網電量的和國家補貼資金按月(或雙方約定)結算??傊?,要讓投資者看到政策的實際效果,進一步激發廣大投資者的積極性。
(二)進一步發揮政府主導作用
光伏發電作為一項新技術,在成本上還高于常規能源,在發電特性上又是波動的,現階段不可能單純依靠市場自我發展,還需要政府扶持。各級政府要加大市場培育和引導力度,特別是地市級政府要高度重視,主動作為,統籌協調,積極推動分布式光伏發電應用。浙江、江蘇、河北、江西等光伏大省,更要高度重視光伏應用,首先擴大本地市場,加大光伏應用推廣力度,鼓勵地方政府建立光伏應用協調工作機制,深入研究光伏產業發展中的問題,加大政府統籌規劃、政策引導和質量監督工作力度,注重發揮市場的決定性作用,調動市場主體的積極性,創新性地開展工作,為光伏發電發展提供良好的政策和市場環境。
(三)進一步加強規劃引導,促進多元發展
各地區要高度重視光伏發電對優化能源結構、防治大氣污染、推進新型城鎮化建設的重大意義,將光伏發電納入能源利用、城鎮建設、電力發展等相關規劃,特別是“十三五”能源規劃之中,統籌規劃,突出重點,協同推進。一是鼓勵屋頂面積大、用電負荷大、電網供電價格高的開發區和大型工商企業率先開展光伏發電應用。二是鼓勵各級地方政府在國家電價補貼政策基礎上制定配套財政補貼政策,對學校、醫院等公共機構、保障性住房和農村分布式光伏發電應用適當加大支持力度。三是鼓勵在火車站(含高鐵站)、高速公路服務區、飛機場航站樓、大型綜合交通樞紐建筑、大型體育場館和停車場等公共設施系統的推廣分布式光伏發電應用。四是鼓勵大型企業集團對下屬企業統一組織建設分布式光伏發電工程,并將分布式光伏發電應用作為企業節能減排的重要工作。五是鼓勵因地制宜利用廢棄土地、荒山荒坡、農業大棚、灘涂、魚塘、湖泊等建設分布式光伏電站。
(四)進一步落實好年度實施計劃
為做好規劃與補貼資金、配套電網的協調,我們對光伏發電實施年度計劃管理。今年是年度計劃實施的第一年,年初已將2014年新增備案規模下達到各地區,但是上半年總體執行情況還存在一定問題:一是光伏電站的規模指標遲遲落實不到具體項目,造成大多數項目還沒開工建設;二是電網公司對光伏電站項目接網審核時間太長,而且內部決策程序繁雜;三是市場消納條件好的東、中部地區,受屋頂使用協調難、售電收益不確定、貸款融資難等影響,分布式光伏建設進展緩慢。會后,各地區要加大年度計劃的執行力度,對列入計劃的項目,要監測進度,對不能按時開工的項目,要及時進行調整,明年制定計劃時要以各地區今年計劃執行情況為基礎,執行不好的地區,相應減少年度規模。電網公司也要積極配合辦理項目接網手續,及時建設配套電網,簡化內部審核流程,確保光伏發電年度計劃順利執行。近期,國家能源局將根據各地上半年計劃執行情況,對年度計劃進行微調,主要原則:一是在優先保障自發自用光伏項目的基礎上,調整部分規模指標給分布式光伏電站。二是對南疆、河北、青海等有特色需求的地區增加部分光伏電站指標;三是對分布式光伏有建設需求但受規模指標限制的地區增加一些指標,對計劃執行不好的地區,不再增加其光伏發電規模指標。各地區要加大計劃執行力度,按季度報告實施進度,力爭全年光伏發電新增并網容量達到1300萬千瓦以上。
(五)進一步創新分布式光伏發電示范區建設
各地區要繼續推進分布式光伏發電示范區建設,重點開展發展模式、投融資模式及專業化服務模式創新。國家能源局將選擇部分示范區開展分布式光伏發電區域電力交易試點,允許分布式光伏發電項目向同一變電臺區的符合政策和條件的電力用戶直接售電,電價由供用電雙方協商,電網企業負責輸電和電費結算。同時,還將會同人民銀行、銀監會,指導銀行等金融機構與示范區政府合作建立支持光伏應用的融資機制,開展金融服務創新。此外,各能源央企也要發揮大企業的帶頭作用,在投資建設大型光伏電站同時,開拓性地開展分布式應用。每家能源央企至少要與一個地方政府合作,成建制地開發建設一個分布式光伏示范區,大型民營光伏開發企業也可以這么做。大型光伏開發企業還應聯合電網企業,創新分布式光伏投資運營模式,在技術上和商業模式方面取得新突破,在電力運行和市場機制方面進行改革創新。
(六)進一步總結推廣先進經驗
當前,發展好分布式光伏發電,不僅要試點先行、破解難題,還要通過示范,調動各方面的積極性,提高全社會的參與度。國家能源局先后總結推廣了浙江嘉興、江臺、河北曲陽等地光伏發電項目建設的經驗,希望各地結合本地實際,繼續堅持“典型引路、示范推廣”的工作思路,探索建立各類示范點,逐項突破發展難題,及時總結經驗,爭取全面推廣。同時,各方面要加大光伏發電的宣傳力度,通過培訓會、媒體宣傳、專題報告等多種形式,提高全社會對光伏發電的認知,讓更多人認識到光伏發電的好處,更深刻地認識光伏發電對轉變能源發展方式、推進能源生產和消費革命的意義和生態環境保護的意義,全面激發社會和市場的活力,為光伏發電持續快速發展創造更為有利的社會氛圍。
四、分工合作,全力抓好下一階段重點工作
(一)能源局重點工作
一要研究出臺各省用電清潔能源配額政策,將各省非化石能源生產消費量作為碳排放、控制能源消費總量考核的依據。二要研究擬訂《新城鎮、新能源、新生活行動計劃》,確定相關的配套政策措施。三要根據實際情況,調研擬訂集中式和分布式光伏發電財政補貼政策微調的可行性和具體辦法。總的補貼政策不變,但集中式的補貼可能要適當降一點,分布式的補貼要適當提一點。四要將綠色能源縣、新能源示范城市的授牌與實際的清潔能源利用,特別是可再生能源利用結合起來,并與相應的政策掛鉤。五要對多晶硅電池組件等產品單位能耗、成本等動態排序,供有關主管部門參考,促進企業優勝劣汰、兼并重組。六要組織好分布式發電規劃、計劃、并網服務等重點環節的監管,運用監管報告推動政策措施的聯動。
(二)各地政府重點工作
一要切實提高認識,負起責任,真想、真抓、真干,做到決心大、目標明、思路清、措施實。二要抓好規劃與協調。一方面抓好分布式發電規劃,將工業園區、大型企業、大型建筑物、荒山荒坡荒灘等納入統籌規劃;另一方面抓好電源與電網的同步,確保同步規劃、同步建設、同步投運。三要抓好政策的配套與落地。一是因地制宜制定好配套資金扶持政策,能力大的多補助,能力小的少補助;二是搭建好政銀企融資平臺,探索對有效益、有市場、有訂單、有信譽的“四有企業”實施封閉貸款的可能性;三是制定規范屋頂業主與光伏業主責權利的法律文本,確保不扯皮;四是制定新建廠房、大型建筑的建筑標準,為安裝光伏發電提供基礎;五是協調監督并網服務,地方政府要做好“老娘舅”、做好“協調員”。四要抓好試點示范與推廣。五要結合分布式光伏發電建設,積極擬定“新城鎮、新能源、新生活”規劃,創新新型城鎮化、新能源的發展模式。
“早知道這么難就不出來做企業了。”作為合肥工業大學的一名教授,曹仁賢16年前離校創業時,并沒有預見到光伏行業是如此跌宕起伏。相比堅持時的孤獨、深陷困境時的無助、轉型期的迷茫以及處于巔峰時的高處不勝寒,曹仁賢在《中國經濟和信息化》記者面前沒有掩飾對當初教書幸福時光的懷念。
當市場把一個行業高高舉起又重重摔下時,不在其中的企業體會不到當時的慘狀,這需要極強的心理素質,但曹仁賢和其創辦的陽光電源在行業的每一次峰回路轉時都抓住了機會。
創業之后經過將近10年的等待,曹仁賢終于迎來了全球光伏市場的春天。但此時陽光電源卻面臨著資金周轉困境,不得不引進700多萬美元的風險投資。恰恰是這筆風險資金,為其打開歐洲市場輸送了血液。
在全球光伏市場啟動之前,陽光電源安全渡過了資金困局。
當2011年全球光伏寒風凜冽時,曹仁賢剛剛完成在資本市場上的融資。中國政府為拯救光伏產業,開啟了內需市場。曹仁賢以資金之劍,再次率領合肥當地的光伏企業開始“西進運動”——在甘肅酒泉等陽光資源豐富的中國西部地區投巨資建立大型發電站,向光伏發電站領域進軍。
在全球光伏市場危機之后,陽光電源力促在光伏產業中的再次逆變。
合肥光伏夢
陽光電源是合肥光伏產業中的孤獨者。
1997年,曹仁賢從合肥工業大學辭職下海創立了陽光電源公司,主業圍繞電力電子在新能源中的應用。此時合肥的光伏產業一片空白。
合肥光伏產業真正起步于2009年,已經創業12年的曹仁賢在合肥光伏集聚發展中起到了關鍵作用。
2009年9月6日,江西賽維LDK太陽能高科技有限公司董事長彭小峰受邀來到陽光電源公司總部,參觀考察了陽光電源的產業基地、并網發電站和科研中心。
賽維LDK是當時亞洲最大的太陽能硅片生產企業,與陽光電源是產業鏈上下游關系。因為工作關系,曹仁賢與彭小峰關系密切。
彭小峰的到來并不僅僅是看看陽光電源的逆變器,或者與曹仁賢敘敘舊。當天,時任合肥市委書記孫金龍接待了彭小峰,邀請后者在合肥投資建廠。
2010年3月9日,孫金龍率團考察了賽維LDK在江西新余市的總部,后來促成了賽維LDK在合肥投資大型光伏項目。8月15日,占地9.11萬平方米的合肥賽維LKD 1600兆瓦的光伏項目正式開工建設,這也是當時全球規模最大的一次性開工建設的光伏項目。項目落地合肥后,賽維LDK總部所在地的新余市官員甚至指責彭小峰為什么不把項目放在新余。
依托賽維LDK項目,合肥光伏產業走上了快車道,海潤光伏、晶澳太陽能、彩虹光伏等一大批光伏項目落戶合肥,總投資超過了220億元。
而合肥光伏異軍突起的背后,除了合肥政府的搭臺之外,曹仁賢以及陽光電源所積累的光伏人脈資源發揮了橋梁作用。
“作為本土光伏產業領頭企業,陽光電源在合肥光伏產業招商引資過程中的作用非常重要。做光伏電站必須用到逆變器,陽光電源可以看做是一個樞紐,很多知名光伏企業都與其聯系緊密。從某種角度講,陽光電源及曹仁賢對合肥光伏產業的發展起到了重要的橋梁作用?!焙戏式洕托畔⒒瘑T會主任王文松告訴《中國經濟和信息化》記者。
十年等待
“創業之初我就考慮,如果做同質化嚴重的產品,很長時間內肯定毫無優勢可言,要做就做把技術、專業真正投入應用的公司?!辈苋寿t按照這種思路在光伏產業鏈上選擇:多晶硅太過于專業,電池組件技術投資生產門檻不高,而做光伏電站國內還沒有市場。
曹仁賢最終鎖定了逆變器。逆變器本身技術很簡單,但其中涉及微電子、新能源、半導體等多種技術,要想做出特色并非易事。
創業初期,陽光電源生產的逆變器只能用于小范圍市場,比如西北地區牧民家的電視機、衛星接收機的供電、部分村莊供電。隨著技術逐漸成熟,其業務范圍逐步延伸到工業、通信領域,包括南疆鐵路、青藏鐵路等。
2002年,陽光電源迎來公司的第一次轉型機會,承擔了國家“送電到鄉”工程,為西部不通電地區送去太陽能電力。第二年,陽光電源憑借技術優勢,研制出中國首臺具有自主知識產權的并網逆變器,這臺逆變器至今仍在穩定地運行。憑借這一成果,陽光電源前面的路似乎順利了些。
當時全球氣候變暖,能源環境問題日益突出,國外開始大面積應用并網系統,這是陽光電源一直夢寐以求的機遇。然而當時國內電力系統體制相對保守,雖然他多次試圖說服電力部門,但都沒有成功。
無奈之余,曹仁賢只能把目光轉向國外市場,著手向國外出口逆變器。通過幾年的探索,到了2009年,陽光電源的逆變器已經做得風生水起?!拔覀兊漠a品供不應求,幾乎是只要能做出來就會有人要?!辈苋寿t如此描述當年的情形。
出現這樣的結果,是因為大家對國外市場認可程度高,而國內當時對于技術的認知度明顯不足。歐洲的市場門檻很低,技術門檻卻是最高的。“技術門檻恰恰是我們能克服的?!辈苋寿t介紹。
當時陽光電源的海外市場主要是意大利、西班牙等南歐地區,現在陽光電源的產品才進入德國等主流光伏市場。中國企業把逆變器賣給德國,可能90%的人不相信,因為德國的光伏產業實力有目共睹。
在當時,歐洲無疑是中國光伏產品最大的出口市場,再加上美國,整個歐美市場占到中國光伏產品出口量的80%以上。而在全球市場上,中國的光伏產品已經壟斷其中的六成。
如果說,追逐財富是光伏產業狂飆的原動力,那么歐洲光伏市場的巨大需求,則為這場瘋狂的追逐安裝了加速器。
資本之劍
在行業低谷之初的2011年,之所以陽光電源能夠比其他光伏企業活得更滋潤一些,因為它在這一年引進戰略風險投資,實現了成功上市。
上市之前,在發展方向選擇上,陽光電源曾多次徘徊。國外市場開始萎縮,而國內市場尚未啟動,那段時間,陽光電源的公司戰略一度十分混亂。為了生存,公司著手接觸新能源之外的很多業務,包括應急電源、UPS電源、開關電源等。
陽光電源是從事新能源業務的公司,如果長久堅持生產這類產品,必然會造成品牌認知度、集中度打折。幸好這一混亂狀態沒有持續太久。2007年7月,風險投資的加入,把陽光電源拉回了正軌。
“引進戰略投資就要以股份稀釋作為代價,但出于無奈,而且這對企業發展是有好處的。”回想起來,曹仁賢認為當時引進戰略投資恰逢其時,“引進早了,可能導致企業股份過多外流,失去自身價值,而引進晚了,可能公司就破產了。”
引進來自意大利的戰略投資以后,陽光電源認識到之前的戰略錯誤,趕緊做減法,把各種邊緣產品全部砍掉,雖然這些產品當時的效益不錯。
事實證明,這種做法是正確的。“做兩件事情可能成功,做三件事情是注定失敗的,我們抵制住誘惑,只堅持做逆變器,保住了公司核心競爭力?!辈苋寿t說
隨著戰略投資的注入,陽光電源的資金缺口馬上得到補足,公司規模迅速擴大。公司有了錢,信心似乎也足了,引進的700多萬美元讓陽光電源有了在兩三年內做幾件大事的底氣,而不再縮手縮腳。
此外,在引進資金的同時,陽光電源也引進了人才,帶動企業內部變革。當時,陽光電源通過國際獵頭公司幫其搜求人才,健全和完善董事會制度,還進一步提高了產能和研發能力,并且開始嘗試賒銷方式。變化帶來了新的希望。
西進運動
2011年,光伏行業步入低谷。
“一家企業如果有核心技術優勢,一般是可以成功的。但如果公司技術是山寨的,則注定面臨失敗的結局?!痹诓苋寿t看來,瘋狂的模仿和復制是光伏產能過剩的根源。
像產能過剩最為嚴重的多晶硅和太陽能電池板,國內很多企業引入國外生產線,運回來后插上電,生產線就能運作。這種毫無技術含量的產能,在利益驅使下大舉跟風擴產,注定了產能過剩的結局。
有些投產稍晚的企業,甚至沒有來得及收回投資就瀕臨破產。合肥市經濟和信息化委員會主任王文松介紹:“經常有本地企業抱怨,如果企業早投產一年,最起碼投資基本可以收回來。”
因為擁有核心技術優勢,陽光電源沒有陷入這場瘋狂的低水平內斗中,但也不可避免地成為被模仿的對象。陽光電源研制出新產品,會有企業偷偷復制,甚至不管產品尚處于不成熟期,把陽光電源電路板上畫錯的地方也照葫蘆畫瓢地搬了過去。
得江山易,守江山難。曹仁賢通過加大研發投入來保持相對領先優勢。“我們每年投入近億元來做研發,通過不斷地積累微創新,進而做到突破性創新,實現產品性能革新或者降低成本,才把跟風者的‘武功’廢了。”曹仁賢說。
當時,僅逆變器市場的競爭已經非常殘酷。有一組數據可以佐證,2011年,在德國慕尼黑光伏展會上的逆變器廠家有500多家,到了2013年,就只剩下幾十家了,廠家死亡率高達90%。
2011年下半年,為了拉動內需、提振光伏產業,合肥市政府提出光伏行業“走出去”戰略,把本地龍頭企業打包推到西部,在西部開發電站,消耗企業過剩產品。
“我們的想法是充分利用合肥光伏產業的基礎,通過政府推動,拓展西部市場,在西部打造一個光伏三峽,實現產能釋放,拉動本地企業發展?!蓖跷乃上群?次深入酒泉和嘉峪關,為合肥光伏企業和當地政府牽線搭橋。
由于當時合肥其他企業資金比較困難,而陽光電源剛剛上市,資金相對充足。曹仁賢決定在合肥市政府啟動的“西進運動”中,帶頭在西部陽光資源豐富的地區建設光伏發電站。合肥市官方把這一行動稱作“借光發展”。
在陽光電源的帶領下,海潤光伏、晶澳光伏、賽維、中南光電等合肥企業都參與到“借光發展”計劃中。事實上,西部地區也有招商引資策略,即拿資源換制造。西部地區政府給企業審批,讓企業在西部建光伏電站,但需要企業在西部建廠,包括生產組件、電池片等。
陽光電源和甘肅地方政府簽訂了戰略合作協議,推動設立酒泉(合肥)光伏產業園,并和三峽新能源投資9億元建設100兆瓦的酒泉光伏發電站。電站由陽光電源提供逆變器,其余組件大多優先選用合肥企業的產品。
此時,整個光伏行業依然低迷時,做光伏電站的市場前景并不明朗。擔綱之后的陽光電源或許產生了些許悔意。但曹仁賢認為,合肥市發起的“西進運動”是包括陽光電源在內的光伏企業向光伏電站業務轉型的關鍵一戰,會堅定地走下去。事實上,近期堅挺的股價恰是對曹仁賢決策的強力支持。
分布式探索
嘗到集成電站甜頭的陽光電源,除了在西部建設電站外,自然不會放過家門口的機會。
陽光電源首先在公司的屋頂全部裝設光伏發電站,所發電量除生產用外,還有一部分送到國家電網?!白鳛橐患掖笮蜕a企業,我們不僅沒有用國家電網的電,還為其輸送了電量?!辈苋寿t對此顯得頗為自得。
而陽光電源在東部地區的第二個分布式電站很快將在榮事達公司屋頂上開工建設,該電站為10兆瓦。“我們在合肥的大型物流中心屋頂、公共大型建筑屋頂籌劃建設電站。”曹仁賢表示,考慮到屋頂承重問題,每個選擇都必須經過嚴格的考核。
其實,建設電站能夠順利實現并網發電,這與合肥市政府的支持是分不開的。在國務院出臺支持光伏產業發展相關政策的同時,合肥市政府也制定了一系列支持光伏產業發展和推動示范應用的“一攬子”政策。這些政策的理念、內涵和措施都與國務院出臺的政策契合,其中包括合肥市在全國范圍內首個對光伏電站每千瓦時電補貼0.25元的政策等。
在曹仁賢看來,在光伏行業發展趨勢不明朗之際,政府直接給企業補貼并不合理,因為很難確定哪家企業該補、哪家不該補,還容易受到國外企業的質疑,而補貼終端是一種國際通行的做法。
這期間,合肥市政府還主導了光伏下鄉,在肥東、肥西等縣選擇了100戶貧困戶家庭,政府投入300萬元資金免費為其建屋頂電站,電站建成后的運營和維護都由政府負責,電站收益完全歸貧困戶所有。這100座屋頂電站已經完成招投標并開始建設,預計今年10月底實現并網發電。
這種模式非常具有借鑒意義,我國西部還有不少貧困戶,一旦合肥光伏電站扶貧模式能夠成功,對于西部地區發展有巨大的借鑒意義。
通過計算,按照合肥的光照條件,這100戶貧困家庭依靠屋頂電站,每年都能有2500元左右的收入。幫助其建立屋頂電站,既解決了扶貧問題,又對光伏屋頂電站建設起到了示范作用。合肥市市長張慶軍評價這項工程:“讓貧困戶躺著也能發點小財。”
合肥市政府還鼓勵有能力的富裕家庭申建屋頂電站。今年6月,合肥市在肥東選擇了5個村干部帶頭示范建設電站,這些電站已于6月28日實現并網發電,現在每戶每天發電15千瓦時左右。
這些受益的帶頭農戶曾經專門對王文松致謝:“原來我們家買了很多家庭電器,空調、冰箱、洗衣機、微波爐,但大多只是擺設,太費電根本不敢用,現在自己發電自己用,用電器再也不擔心費電了,剩余的電還可以賣給國家電網?!?/p>
這幾句話深深地觸動了王文松。在他看來,屋頂上的分布式光伏電站建設,對家電在農村市場的普及也有巨大拉動作用,當老百姓不用擔心耗電時,家電必然能在農村市場得到進一步推廣。
風險未卜
目前合肥市光伏應用電站建設如火如荼,但在曹仁賢看來,這種順利背后依然存在一些問題,其中最關鍵的是并網問題。雖然現階段的分布式光伏發電等光伏電站并網得到國家電網合肥供電公司的支持,但畢竟涉及利益競爭,而利益的調節是最難的。
“你從別人碗里挖飯吃,對方未必真心愿意。我們關注的是長期的、可持續的合作機制。我認為應該采取措施給利益受損方補償,比如和用戶合作時,通過電價打折或者租賃屋面來進行?!辈苋寿t說。
除了這種雙方配合局面能持續多久需要打問號,彼此之間的配合也是問題,如建設分布式光伏電站過程中涉及到計量,但計量表很貴,電站所有的計量表應該誰來出錢、大型屋面光伏電站的防火等安全問題由誰來考核等很多細節,都還沒有徹底、明確地解決方案。一旦出現著火事故,必然會帶來不少阻力,說不定消防部門會禁止在屋頂裝設光伏電站設備。這些隱性問題的存在,導致家庭在申請建設屋頂光伏設備時會有所顧慮。
此外,合肥出臺地方補貼政策,還沒有上升為一種法定政策。曹仁賢坦言,他有次申請銀行相關貸款時,被銀行反問補貼政策是哪里出臺的。他希望合肥市人大常委會能通過文件的形式把政策固定下來。
光伏電站建設業務占陽光電源所有業務比重或許會逐步增加,但曹仁賢坦言,他還沒找到陽光電源在電站建設方面的最核心優勢:“要盡快找,如果非說要有,只有基于逆變器上的品牌效應和對于電力電子技術的積累和延伸。但這又是一個問題,如果電站業務做不好,可能會對辛苦建立的品牌造成負面影響。”