風光互補系統

新能源（或稱可再生能源更貼切）主要有：太陽能、風能、地熱能、生物質能等。生物質能在經過了幾十年的探索後，國內外許多專家都表示這種能源方式不能大力發展，它不但會搶奪人類賴以生存的土地資源，更將會導致社會不健康發展；地熱能的開發和空調的使用具有同樣特性，如大規模開發必將導致區域地面表層土壤環境遭到破壞，必將引起再一次生態環境變化；而風能和太陽能對於地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源，他們必將成為今後替代能源主流。

太陽能發電具有佈置簡便以及維護方便等特點，應用面較廣，全球裝機總容量已經開始追趕傳統風力發電，在德國甚至接近全國發電總量的5%-8%，隨之而來的問題令我們意想不到，太陽能發電的時間侷限性導致了對電網的衝擊，如何解決這一問題成為能源界的一大困惑。

風力發電在19世紀末就開始登上歷史的舞台，在一百多年的發展中，一直是新能源領域的獨孤求敗，由於它造價相對低廉，成了各個國家爭相發展的新能源首選，然而，隨着大型風電場的不斷增多，佔用的土地也日益擴大，產生的社會矛盾日益突出，如何解決這一難題，成了我們又一困惑。

早在2001年，MUCE就為了開拓穩定的海島通信電源而開展一項研究，經過六年多研究和實踐，終於將一種成熟的新型應用方式MUCE風光互補系統向社會推廣，這種系統採用了我國自主研製的新型垂直軸風力發電機（H型）和太陽能發電進行10：3地結合，形成了相對穩定的電力輸出。在建築上、野外、通信基站、路燈、海島均進行了實際應用，獲得了大量可靠的使用數據。這一系統的研究成果將為我國乃至世界的新能源發展帶來了新的動力。

新型垂直軸風力發電機（H型）突破了傳統的水平軸風力發電機啓動風速高、噪音大、抗風能力差、受風向影響等缺點，採取了完全不同的設計理論，採用了新型結構和材料，達到微風啓動、無噪音、抗12級以上台風、不受風向影響等性能，可大量用於別墅、多層及高層建築、路燈等中小型應用場合。以它為主建立的風光互補發電系統，具有電力輸出穩定、經濟性高、對環境影響小等優點，也解決了太陽能發展中對電網衝擊等影響。

我國具有豐富的太陽能、風能資源，並已經應用於許多領域。但不能避免的是，無論風力資源還是太陽能資源都是不確定的，由於資源的不確定性，風力發電和太陽發電系統發出的電具有不平衡性，不能直接用來給負載供電。為了給負載提供穩定的電源，必須藉助蓄電池這個“中樞”才能給負載提供穩定的電源，由蓄電池、太陽能電池板、風力發電機以及控制器等構成的分佈式風光互補發電系統能將風能和太陽能在時間上和地域上的互補性很好的銜接起來，形成分佈式發電。

風力發電機是將風力機的機械能轉化為電能的設備。風力發電機分為直流發電機和交流發電機 ^[1]  。

1)直流發電機。電勵磁直流發電機。該類發電機分自勵、它勵和復勵三種形式，小型直流發電系統一般和蓄電池匹配使用，裝置容量一般為1000 w以下。永磁直流發電機。這種發電機與電勵磁式直流發電機相比結構簡單，其輸出電壓隨風速變化，需在發電機和負載間增加蓄電池和控制系統，通過調節控制系統佔空比來調節輸出電壓。由於直流發電機構造複雜、價格昂貴，而且直流發電機帶有換向器和整流子，一旦出現故障，維護十分麻煩，因此在實際應用中此類風力發電機較少採用。

2)交流發電機。交流發電機分：同步發電機和異步發電機。同步發電機在同步轉速時工作，同步轉速是由同步發電機的極數和頻率共同決定，而異步發電機則是以略高於同步發電機的轉速工作。主要有無刷爪極自勵發電機、整流自勵交流發電機、感應發電機和永磁發電機等。在小型風力發電系統中主要使用三相永磁同步發電機。三相永磁同步發電機一般體積較小、效率較高、而且價格便宜。永磁同步發電機的定子結構與一般同步電機相同，轉子採用永磁結構，由於沒有勵磁繞組，不消耗勵磁功率，因而有較高的效率。另外，由於永磁同步發電機省去了換向裝置和電刷，可靠性高，定子鐵耗和機械損耗相對較小，使用壽命長。

光伏電池是直接將太陽能轉換為電能的器件，其工作原理是：當太陽光輻射到光伏電池的表面時，光子會衝擊光伏電池內部的價電子，當價電子獲得大於禁帶寬度eg的能量，價電子就會衝出共價鍵的約束從價帶激發到導帶，產生大量非平衡狀態的電子-空穴對。被激發的電子和空穴經自由碰撞後，在光伏電池半導體中複合達到平衡。

蓄電池作為風光互補發電系統的儲能設備，在整個發電系統中起着非常重要的作用。首先，由於自然風和光照是不穩定的，在風力、光照過剩的情況下，存儲負載供電多餘的電能，在風力、光照欠佳時，儲能設備蓄電池可以作為負載的供電電源;其次，蓄電池具有濾波作用，能使發電系統更加平穩的輸出電能給負載;另外，風力發電和光伏發電很容易受到氣候、環境的影響，發出的電量在不同時刻是不同的，也有很大差別。作為它們之間的“中樞”，蓄電池可以將它們很好的連接起來，可以將太陽能和風能綜合起來，實現二者之間的互補作用。常用蓄電池主要有鉛酸蓄電池、鹼性鎳蓄電池和鎘鎳蓄電池。隨着電儲能技術的不斷髮展，產生了越來越多新的儲能方式，如超導儲能、超級電容儲能、燃料電池等。由於造價便宜、使用簡單、維修方便、原材料豐富，而且在技術上不斷取得進步和完善，因此在小型風力發電及光伏發電中鉛酸蓄電池已得到廣泛的應用。本文設計的智能型風光互補發電系統採用鉛酸蓄電池作為儲能設備。

分佈式風光互補發電系統應用範圍：可在農村、牧區、山區及發展中的大、中、小城市或商業區附近建造，解決當地用户用電需求。

分佈式風光互補發電系統，又稱分散式發電或分佈式供能，是指在用户現場或靠近用電現場配置較小的風光互補發電系統，以滿足特定用户的需求，支持現存配電網的經濟運行，或者同時滿足這兩個方面的要求。

分佈式風光互補供電系統由風力發電系統和光伏發電系統組成；其基本設備包括風力發電機、太陽能電池組件、太陽能方陣支架、直流匯流箱、直流配電櫃、併網逆變器、交流配電櫃等設備，另外還有供電系統監控裝置和環境監測裝置；其運行模式是在夜間和陰雨天無陽光時由風力發電系統將風能轉換輸出電能，或在有太陽輻射時由光伏發電系統將太陽能轉換輸出電能，或在既有風又有太陽的情況下兩者同時發揮作用轉換輸出電能，經過直流匯流箱集中送入直流配電櫃，由併網逆變器逆變成交流電供給建築自身負載，多餘或不足的電力通過聯接電網來調節實現了全天候的發電功能，比單用風機和太陽能更經濟、科學、實用。

系統相互獨立，可自行控制，避免發生大規模停電事故，安全性高；

彌補大電網穩定性的不足，在意外發生時繼續供電，成為集中供電不可或缺的重要補充；

可對區域電力的質量和性能進行實時監控，非常適合向農村、牧區、山區，發展中的大、中、小城市或商業區的居民供電，大大減小環保壓力；

輸配電損耗低，甚至沒有，無需建配電站，降低或避免附加的輸配電成本，土建和安裝成本低；

調峯性能好，操作簡單；

東台弶港風光漁高清組圖(15張)

由於參與運行的系統少，啓停快速，便於實現全自動。

國家能源局於2013年11月18日發佈《分佈式發電項目管理暫行辦法》 ^[2] 

第一章 總 則

第一條 為規範分佈式光伏發電項目建設管理，推進分佈式光伏發電應用，根據《中華人民共和國可再生能源法》、《中華人民共和國電力法》、《中華人民共和國行政許可法》，以及《國務院關於促進光伏產業健康發展的若干意見》，制定本辦法。

第二條 分佈式光伏發電是指在用户所在場地或附近建設運行，以用户側自發自用為主、多餘電量上網且在配電網系統平衡調節為特徵的光伏發電設施。

第三條 鼓勵各類電力用户、投資企業、專業化合同能源服務公司、個人等作為項目單位，投資建設和經營分佈式光伏發電項目。

第四條 國務院能源主管部門負責全國分佈式光伏發電規劃指導和監督管理；地方能源主管部門在國務院能源主管部門指導下，負責本地區分佈式光伏發電規劃、建設的監督管理；國家能源局派出機構負責對本地區分佈式光伏發電規劃和政策執行、併網運行、市場公平及運行安全進行監管。

第五條 分佈式光伏發電實行“自發自用、餘電上網、就近消納、電網調節”的運營模式。電網企業採用先進技術優化電網運行管理，為分佈式光伏發電運行提供系統支撐，保障電力用户安全用電。鼓勵項目投資經營主體與同一供電區內的電力用户在電網企業配合下以多種方式實現分佈式光伏發電就近消納。

第二章 規模管理

第六條 國務院能源主管部門依據全國太陽能發電相關規劃、各地區分佈式光伏發電發展需求和建設條件，對需要國家資金補貼的項目實行總量平衡和年度指導規模管理。不需要國家資金補貼的項目不納入年度指導規模管理範圍。

第七條 省級能源主管部門根據本地區分佈式光伏發電發展情況，提出下一年度需要國家資金補貼的項目規模申請。國務院能源主管部門結合各地項目資源、實際應用以及可再生能源電價附加徵收情況，統籌協調平衡後，下達各地區年度指導規模，在年度中期可視各地區實施情況進行微調。

第八條 國務院能源主管部門下達的分佈式光伏發電年度指導規模，在該年度內未使用的規模指標自動失效。當年規模指標與實際需求差距較大的，地方能源主管部門可適時提出調整申請。

第九條 鼓勵各級地方政府通過市場競爭方式降低分佈式光伏發電的補貼標準。優先支持申請低於國家補貼標準的分佈式光伏發電項目建設。

第三章 項目備案

第十條 省級及以下能源主管部門依據國務院投資項目管理規定和國務院能源主管部門下達的本地區分佈式光伏發電的年度指導規模指標，對分佈式光伏發電項目實行備案管理。具體備案辦法由省級人民政府制定。

第十一條 項目備案工作應根據分佈式光伏發電項目特點儘可能簡化程序，免除發電業務許可、規劃選址、土地預審、水土保持、環境影響評價、節能評估及社會風險評估等支持性文件。

第十二條 對個人利用自有住宅及在住宅區域內建設的分佈式光伏發電項目，由當地電網企業直接登記並集中向當地能源主管部門備案。不需要國家資金補貼的項目由省級能源主管部門自行管理。

第十三條 各級管理部門和項目單位不得自行變更項目備案文件的主要事項，包括投資主體、建設地點、項目規模、運營模式等。確需變更時，由備案部門按程序辦理。

第十四條 在年度指導規模指標範圍內的分佈式光伏發電項目，自備案之日起兩年內未建成投產的，在年度指導規模中取消，並同時取消享受國家資金補貼的資格。

第十五條 鼓勵地市級或縣級政府結合當地實際，建立與電網接入申請、併網調試和驗收、電費結算和補貼發放等相結合的分佈式光伏發電項目備案、竣工驗收等一站式服務體系，簡化辦理流程，提高管理效率。

第四章 建設條件

第十六條 分佈式光伏發電項目所依託的建築物及設施應具有合法性，項目單位與項目所依託的建築物、場地及設施所有人非同一主體時，項目單位應與所有人簽訂建築物、場地及設施的使用或租用協議，視經營方式與電力用户簽訂合同能源服務協議。

第十七條 分佈式光伏發電項目的設計和安裝應符合有關管理規定、設備標準、建築工程規範和安全規範等要求。承擔項目設計、諮詢、安裝和監理的單位，應具有國家規定的相應資質。

第十八條 分佈式光伏發電項目採用的光伏電池組件、逆變器等設備應通過符合國家規定的認證認可機構的檢測認證，符合相關接入電網的技術要求。

第五章 電網接入和運行

第十九條 電網企業收到項目單位併網接入申請後，應在20個工作日內出具併網接入意見，對於集中多點接入的分佈式光伏發電項目可延長到30個工作日。

第二十條 以35千伏及以下電壓等級接入電網的分佈式光伏發電項目，由地市級或縣級電網企業按照簡化程序辦理相關併網手續，並提供併網諮詢、電能表安裝、併網調試及驗收等服務。

第二十一條 以35千伏以上電壓等級接入電網且所發電力在併網點範圍內使用的分佈式光伏發電項目，電網企業應根據其接入方式、電量使用範圍，本着簡便和及時高效的原則做好併網管理，提供相關服務。

第二十二條 接入公共電網的分佈式光伏發電項目，接入系統工程以及因接入引起的公共電網改造部分由電網企業投資建設。接入用户側的分佈式光伏發電項目，用户側的配套工程由項目單位投資建設。因項目接入電網引起的公共電網改造部分由電網企業投資建設。

第二十三條 電網企業應採用先進運行控制技術，提高配電網智能化水平，為接納分佈式光伏發電創造條件。在分佈式光伏發電安裝規模較大、佔電網負荷比重較高的供電區，電網企業應根據發展需要建設分佈式光伏發電併網運行監測、功率預測和優化運行相結合的綜合技術體系，實現分佈式光伏發電高效利用和系統安全運行。

第六章 計量與結算

第二十四條 分佈式光伏發電項目本體工程建成後，向電網企業提出併網調試和驗收申請。電網企業指導和配合項目單位開展併網運行調試和驗收。電網企業應根據國家有關標準制定分佈式光伏發電電網接入和併網運行驗收辦法。

第二十五條 電網企業負責對分佈式光伏發電項目的全部發電量、上網電量分別計量，免費提供並安裝電能計量表，不向項目單位收取系統備用容量費。電網企業在有關併網接入和運行等所有環節提供的服務均不向項目單位收取費用。

第二十六條 享受電量補貼政策的分佈式光伏發電項目，由電網企業負責向項目單位按月轉付國家補貼資金，按月結算餘電上網電量電費。

第二十七條 在經濟開發區等相對獨立的供電區統一組織建設的分佈式光伏發電項目，餘電上網部分可向該供電區內其他電力用户直接售電。

第七章 產業信息監測

第二十八條 組織地市級或縣級能源主管部門按月彙總項目備案信息。省級能源主管部門按季分類彙總備案信息後報送國務院能源主管部門。

第二十九條 各省級能源主管部門負責本地區分佈式光伏發電項目建設和運行信息統計，並分別於每年7月、次年1月向國務院能源主管部門報送上半年和上一年度的統計信息，同時抄送國家能源局及其派出監管機構、國家可再生能源信息中心。

第三十條 電網企業負責建設本級電網覆蓋範圍內分佈式光伏發電的運行監測體系，配合本級能源主管部門向所在地的能源管理部門按季報送項目建設運行信息，包括項目建設、發電量、上網電量、電費和補貼發放與結算等信息。

第三十一條 國務院能源主管部門委託國家可再生能源信息中心開展分佈式光伏發電行業信息管理，組織研究制定工程設計、安裝、驗收等環節的標準規範，統計全國分佈式光伏發電項目建設運行信息，分析評價行業發展現狀和趨勢，及時提出相關政策建議。經國務院能源主管部門批准，適時發佈相關產業信息。

第八章 違規責任

第三十二條 電網企業未按照規定收購分佈式光伏發電項目餘電上網電量，造成項目單位損失的，應當按照《中華人民共和國可再生能源法》的規定承擔經濟賠償責任。

第九章 附 則

第三十三條 本辦法由國家能源局負責解釋，自發布之日起施行。

附表1：分佈式光伏發電項目備案彙總表（略）

附表2：1兆瓦以上分佈式光伏發電項目信息表（略）