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探访中国光伏平价上网起点:格尔木是如何做到的?

老徐最近有点忙。

老徐是驻扎在格尔木500MW领跑者项目现场的工程师。按照公司安排,他要负责接待各方来电站参观的人员。特别是今年8月底,达拉特领跑者电站投标结果公布,中广核、三峡/阳光、正泰、国电投、华能均以低于当地燃煤发电标杆电价的价格中标,老徐每天接待的人就更多了。

为什么格尔木项目电价在2018年就能做到低于当地煤电价格的水平?对设计、施工、运维各环节分别有什么要求?能否给后面的领跑者项目、平价项目和竞价项目建设带来启发?

超配设计

革自己的命

“电站开发的第一步,是勘探与设计。”老徐表示,为了格尔木领跑者项目,项目组组建了150多人的光伏电站系统研发设计团队,推出更高集成度、更高可靠性和更低成本的全生命周期解决方案。

150多人!笔者默念了一下这个数字,有些震惊。为了领跑者项目,为了平价上网,他们真的拼了。

如此庞大的设计团队带来的效果是显而易见的。以组件排列为例,之前领跑者多采用3×8横排安装的方式,但设计人员认为,这一方案的每MW支架用量高达44.9吨,不利于降低初始投资,经过反复比选,改为2×22竖排安装的大子阵方案,每MW对支架的需求减少到35.6吨,节约了4000多吨钢材。“大子阵可以减少逆变器、变压器数量,降低安装维护成本。”据了解,方案优化后,每MW光伏系统的初始投资降低了2.1万元,度电成本可降低0.27分/kWh。

此外,格尔木领跑者项目还创造性地采用了1.2倍容配比的超配方案。随着组件价格不断下降,超配的经济性逐渐体现,在降低度电成本方面效果显著。但对于一家逆变器企业来说,这样做无异于革自己的命。

阳光电源多年来一直在行业积极倡导,按照交流容量核定光伏电站规模,放开直流容量核定的限制,从而降低电力接入设备投资成本,大幅度降低上网电价,还可以延长电站白天发电时间,使得光伏发电曲线更加平滑,提高电能质量和电网友好性。设计人员强调,他们希望通过领跑者项目,让更多人了解并使用高效的设计方案。“为了早日实现平价上网,我们少卖点逆变器算什么?”

优化组合

1500V大显身手

第一批平价项目发布后,曾有开发企业提问,如何尽可能降低系统初始投资,确保电站投资收益。对此,笔者回应道,建电站是为了发电、赚钱,而不是单纯花钱。正如西勘院新能源电气所副所长陈庆文所说,平价上网后优秀的电站应该是度电成本最低的,而不是投资成本最低的。

以格尔木500MW领跑者项目为例,投资方一方面通过使用灌注桩、铝合金线缆等方式降低电站建设成本,另一方面积极选用双面发电组件和跟踪支架,毫不吝啬,并因地制宜采用1500V解决方案,充分提升系统发电量,降低LCOE。

老徐介绍,该项目共使用了55MW固定可调支架和25MW平单轴跟踪支架。其中,平单轴跟踪支架区域全部使用了370W双面双玻PERC组件,再配上1500V组串式逆变器,日均发电量可提高11.4%,系统效率最高可达89%,即使在领跑者项目中也名列前茅。

“双面组件+跟踪支架的组合可以提升发电量,但必须有与之匹配的逆变器,否则很可能适得其反。”老徐指出,随着双面组件、平单轴系统的应用,逆变器满载运行时间有所增加,对散热能力提出了更高的要求。“如果因为温度升高,逆变器降额运行,或者寿命缩短,都会影响发电量,给业主带来损失。在中、东部地区,由于夏季环境温度高,散热条件差,普通逆变器有降额运行的风险,所以需选用散热和过载能力强的逆变器,也有必要选用散热和过载能力强的逆变器。”他强调,目前阳光电源所有组串式逆变器都可以支持双面组件了。

为何坚持推广1500V解决方案?笔者不死心地提出了这个问题。毕竟,1500V在海外项目中较为常见,但国内的应用比例并不理想。对此,设计人员指出,1500V不只是简单的电压等级提升,更重要的是以逆变器为核心,实现组件、支架、桩基、线缆、施工、运维等全方位系统级的降本增效。“与1000V系统相比,1500V可大幅减少线缆、汇流箱、支架用量,每瓦建设成本可降低近5分钱。同时,交流并网电压升至800V,减少并网点,降低系统损耗,提升发电量。”

平价上网

挑战最低度电成本

“最近来访的人很多,刚开始满腹狐疑,最后都心悦诚服。”在电站转了一圈后,老徐将笔者带回办公室。他回忆道,当初三峡新能源、阳光电源联合报出0.31元/kWh电价,在光伏界引起轰动,不可避免地出现了一些质疑的声音,但从项目能如期并网看,这是一次成功的投资。“事实证明,在青海格尔木,就算上网电价只有0.31元/kWh,只要度电成本够低,也是可以保证合理收益的。”

2018年12月29日上午10时18分,青海格尔木光伏应用领跑基地成功并网发电。国家能源局西北能监局领导、海西州副州长余静、格尔木市市长汪山泉出席并网仪式并致辞,对格尔木领跑基地给予高度评价,认为这一项目具有重要的里程碑意义。

2019年1月7日,也就是格尔木电站并网后的第9天,国家发改委、国家能源局联合印发了《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》(发改能源〔2019〕19号),为2019年光伏发电平价上网提供了政策依据。

关于0.31元/kWh电价,有政策研究专家评论称,这不仅创造了当时国内最低的光伏项目上网电价,也是光伏电价第一次低于当地燃煤发电标杆电价,不经意间改变了光伏产业受制于政策性补贴的局面。可以预见,随着光伏度电成本持续降低,全面无补贴平价上网的时代将更早来临,光伏有望成为许多地区最经济、最高效的能源形式,应用前景更加广阔。

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