浅谈湖北省6.30光伏扶贫电站接网工作
国网十堰供电公司的研究人员蔚曾贞，在2018年第1期《电气技术》杂志上撰文指出，光伏扶贫是国务院确定实施的“十大精准扶贫工程”之一。自国家能源局追加各省2016年光伏规模100万千瓦以来，各省市光伏扶贫项目“井喷式”增长。
为保障国家光伏发电高速发展、光伏电站接网后电网稳定，本文以湖北地区光伏扶贫工作为对象，解析光伏扶贫原理、扶贫电站接网方式、项目投资回收期，通过分析光伏扶贫工作的实际困难和实践经验，为其他省市光伏扶贫工作提供参考借鉴。
光伏扶贫是国务院确定实施的“十大精准扶贫工程”之一，是国家市委、市政府“精准扶贫、精准脱贫”的重要举措，是关系到国家民生、社会和谐的紧要政治任务。自国家能源局追加各省2016年光伏规模100万千瓦，明确“2016年12月31日前，建档立卡贫困村建成并网或已经备案在建的300千瓦及以下村级光伏扶贫电站，纳入2016年光伏年度建设规模，享受国家补贴的标杆电价”以来，各省市光伏扶贫项目“井喷式”增长，对当地配网可靠性带来较大冲击。
本文以湖北省6.30光伏扶贫电站接网工作为对象，分析光伏扶贫原理、扶贫电站接网方式、项目投资回收期和扶贫工作实际困难，为其他省市光伏扶贫工作提供实践经验参考借鉴，保障国家扶贫工作顺利开展。
1 光伏扶贫工作
光伏扶贫工作按工作方式可分为两类：一类为片区县和国家扶贫开发工作重点县内已建档立卡的贫困户安装分布式光伏发电系统，通过光伏发电增加贫困人口基本生活收入；另一类利用片区县和国家扶贫开发工作重点县的荒山荒坡、农业大棚等建设光伏电站开展农业扶贫，增加贫困人口直接收入。
1.1 光伏扶贫电站
目前，我国的光伏扶贫电站可细分为户用和村级两种。户用光伏电站指单用户光伏电站，容量一般在20千瓦以内；村级光伏电站，是以村集体为建设主体，利用村集体的滩涂、荒地等非农耕用地建设容量在100kW~300kW的小型电站，这类电站产权归村集体所有，村集体、贫困户按既定比例分配光伏发电收益，原则上贫困户收益分配占60%以上。
1.2 光伏扶贫电站投资方式
光伏扶贫电站通常由政府、企业、用户、银行共同参与投资：四者中政府占主导地位，提供部分扶贫资金并向银行担保；银行发放贷款并与用户约定好还款时限、光伏发电收益偿还细节；企业作为光伏电站的施工建设单位，负责扶贫电站的设计、施工、设备采购，甚至为扶贫电站垫资，担保等；用户作为电站的权益主体，银行贷款人，在光伏电站建成后，部分发电收益和补贴用来偿还贷款。
1.3 光伏扶贫原理
如图1所示，光伏组件或汇流箱发电，通过光伏逆变器进行交直流转换，用户可以自行选择发电量“全额上网”或“自发自用余电上网”将电量卖给供电公司；当光伏发电不足时，用户仍由电网供电。供电公司免费提供关口计量表和发电量计量用电能表，光伏发电、用电电量按照国家相关政策分开结算，光伏发电补助根据国家有关规定实施。
图1 光伏扶贫原理图
2、光伏扶贫电站接网方式及产权分界
光伏扶贫电站接网可采用专线接入和T接两种方式。专线接入是指分布式电源直接接入变电站、开闭站、配电室母线或环网柜等专用的开关设备或间隔；T接是指分布式电源接入点处未设置专用的开关设备（间隔）。
建设投资光伏项目的公用电网和用户内部电网产权分界划分如图2所示，分布式电源A、B，常规电源C分别通过升压变压器和直接接入公用电网，其中公用电网由供电公司投资，用户内部电网由用户投资。即A1—A2、B1—B2输变电工程及升压变压器（直接并网可不用升压变）由用户投资，C1—C2输变电工程由电网企业投资。由于光伏扶贫工程采取市场机制建设，建设方迫切希望A1—A2、B1—B2距离足够小，且采用直接并网方式以节省资金投入。但由于光伏并网发电系统接入电网后可能会对电网产生关于谐波、电压与频率的电能质量问题，孤岛效应问题，可靠性与稳定性问题等，必须根据国家行业相关规定，充分考虑用户报装容量、配电网负荷特性、规划与调度、配电网自动化和电网电压保护等实际情况，确定光伏扶贫电站并网点，优化光伏扶贫电站接网方式。
图2 光伏扶贫投资范围划分图
3、光伏扶贫项目投资回收周期
投资回收期是指从项目投建之日开始算起，项目净收益完全偿还原始投资所需要的年限。考虑资金的时间价值，光伏扶贫项目的动态投资回收期可用下列公式计算：
动态投资回收期=(累计净现金流量现值出现正值的年数-1)+上一年累计净现金流量现值的绝对值/出现正值年份净现金流量的现值（1）
由公式（1）可知，光伏扶贫项目的投资回收期与项目累计净现金流量现值出现正值的年数密切相关。光伏扶贫项目的投资收益可分为电网公司的购电收入和国家、省市政府、基金会等相关单位的补贴两部分。
根据《国家发展改革委关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》（发改价格〔2013〕1638号）、《国家能源局关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》（国能新能〔2014〕406号）、《省物价局省能源局关于对新能源发电项目实行电价补贴有关问题的通知》（鄂价环资〔2015〕90号）等文件规定，“全额上网”和“自发自用，余电上网”分布式光伏发电项目均实行全电量补贴政策。
分布式光伏发电电价组成部分为：分布式光伏发电电价=电网企业按照当地燃煤机组标杆上网电价（含脱硫脱硝除尘，含税）+国家补贴+省级补贴（2）
目前，纳入国家可再生能源发展基金的、余电上网的分布式光伏发电项目享受每千瓦时0.42元(含税) 的补贴，纳入湖北省省补名单的分布式光伏发电项目享受每千瓦时0.25元(含税) 的补贴，“全额上网”分布式光伏发电项目补助标准参照光伏电站相关政策规定。分布式光伏扶贫项目可根据项目总投资、预计发电量，通过公式（1）、（2）计算项目的投资回收期。
4、湖北省光伏扶贫工作发现的问题
自国家能源局追加各省2016年光伏规模100万千瓦以来，湖北省光伏并网容量迅猛增长，截止5月底同比增长126%，6月底同比增长超过170%。湖北省光伏扶贫工作在应对扶贫项目“井喷式”增长的过程中，发现了以下几点问题：
4.1 光伏发电技术落后
目前光伏发电技术不够成熟，发电成本过高，导致光伏扶贫项目投资回收周期过长，光伏发电项目推广很大程度上依靠国家扶贫政策、新能源政策及相关税收、价格、金融及电网服务政策。
以湖北某地区屋顶分布式光伏工程为例，该项目面积约6.04万平方米，安装260W多晶太阳能电池组件2277块，装机容量合计5.92MW，工程计划总投资为4736万元（含项目工程设计、施工建设等总费用），项目采用“自发自用、余电上网”模式，在25年的安全运营期内，此项目年均发电量约为581.7万kWh。
根据公式（1）、（2），2016年湖北省燃煤机组标杆上网电价（含脱硫脱硝除尘，含税）为0.3981元/千瓦时，企业增值税按17%计算，不考虑资金的时间价值和光伏项目的维护费用，若此项目国家提供可再生能源补贴，并纳入湖北省省补名单，光伏发电年收入约为621.26万元，投资回收期约为10年；若项目不纳入省补名单，光伏发电年收入约为475.89万元，投资回收期约为12年；若国家不提供可再生能源补贴，光伏发电年收入约为232.57万元，投资回收期约为25年，光伏项目投资方在安全运营期内将很难盈利。
湖北省光伏发电并网容量激增，究其根源在于国家能源局追加各省2016年光伏规模100万千瓦带来的调控效应。光伏项目推广过度依赖国家政策，政府对光伏市场的宏观调控是一把双刃剑，既可以刺激光伏产业的良性发展，也会引起光伏产业发展带来的鲶鱼效应。过度依靠国家对光伏企业的政策“红利”，将不利于光伏产业的可持续发展。
4.2 光伏扶贫户村地理位置偏僻
光伏扶贫户村地理位置偏僻，配套电网供电可靠性相对薄弱，政策调整带来的光伏扶贫项目盲目“扎堆”反应，对当地配网造成较大冲击。
以湖北地区某光伏扶贫村为例，光伏扶贫备案证规模为60kW。根据《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》要求“小型光伏电站总容量不宜超过上一级变压器供电区域内最大负荷的25%”，考虑变压器的负载率和裕度，一个扶贫村就地消纳光伏扶贫发电量时，村级变压器容量需大于240kVA。
目前，湖北地区偏僻农村村级变压器容量存在50、80、100 kVA，光伏扶贫电站并网过程中，多次出现农村配网线路部分卡口、部分低压台区变压器容量不足、线路线径不能满足要求。
造成这种情况，一方面是由于光伏发电并网造成农村用电和供电严重不平衡，农村光伏发电在本地台区绝大多数无法消纳，只能通过10千伏中压上网，造成光伏扶贫项目对应的主网运行压力过大、亟需改造升级；另一方面，当地配套电网建设周期较长，对此突发情况来不及反应，光伏并网带来的电压质量的治理和管控及线路安全问题不容忽视。
4.3 光伏扶贫工程建设市场机制开展
市场机制开展光伏扶贫工程建设，协调统筹难度大。湖北省某市6月份光伏扶贫项目在建和申请验收统计如图3所示，可以看出，市场机制开展光伏扶贫工程建设，存在非常明显的“扎堆”效应。
图3 湖北省某市6月份光伏扶贫项目统计图
其原因是：市场经济的盲目性过度强调扶贫资金的流动性，导致光伏扶贫项目报装晚，施工时设备物资仍滞后，导致项目并网时间紧迫、验收任务高度集中。此种现象给工程施工造成巨大压力，严重地可能带来极大的安全隐患。
5、湖北省光伏扶贫工作采取的应对措施
针对以上问题，湖北省采取有效措施积极应对，最终湖北省6.30光伏扶贫工作圆满完成，其实践经验可归纳为：
1）在组织机构方面，应加强政府领导、政企协调：政府部门牵头成立光伏扶贫专项工作小组，统筹管控光伏扶贫工程建设，供电公司简化光伏并网手续，开辟绿色通道，建立项目进度档案及时跟进项目进度，调动一切力量做好光伏扶贫工作，满足光伏并网发电需求。
2）在并网技术方面，针对并网方式灵活确定接入方案。对于村级扶贫项目一般采用低压专线接入公变台区；对于不满足满负荷接入条件的台区，可先部分并网以确保在6.30前完成全部村级光伏扶贫电站并网接入工作，待台区改造升级后全部并网。针对10kV并网的项目采用升压变压器并网接入；对于现场专用升压变压器未能及时建成影响并网的问题，与政府沟通后采取“先在6.30前低压部分并网接入，待现场10kV专用升压变压器建成验收投运后，再以10kV方式全部并网接入”的方案。
3）在配套电网建设方面，将光伏公变台区改造与供电公司农网升级项目相结合，实现政府和企业双赢。目前湖北省比较成熟的做法是：在光伏扶贫报装后，通过现场勘查科学制定光伏发电项目接入系统方案及投运方案，政府落实配套电网项目土地红线、走廊建设，供电公司申请配套电网项目立项，力争在光伏扶贫并网前，优化配套电网建设、保障光伏发电项目顺利并网。
6、结论
总结湖北省光伏扶贫工作的实际困难和实践经验，可以得出如下结论：
1）光伏扶贫工作在开展过程中，存在光伏发电技术落后、项目投资回收周期过长；光伏扶贫户村地理位置偏僻，配套电网建设薄弱；光伏扶贫工程建设市场机制开展、协调统筹难度大三方面问题。
2）光伏扶贫工作中问题的解决措施有：加强政府领导，做好政企协调、建设统筹，采取灵活的并网方案，将光伏公变台区改造与供电公司农网升级项目相结合，搞好配套电网建设。
3）目前光伏扶贫工作采取的措施大多停留在应急处理阶段，而光伏发电产业的可持续发展很大程度上依赖光伏发电技术的创新。国家应大力支持光伏发电技术创新，提高光伏发电能效转换，降低光伏产业建设投资成本，保障光伏产业健康持续发展。