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现代社会对电力高度依赖，以致电力被视为人类社会生存发展的基本条件。2021年中央召开的相关会议上明确指出将“做好碳中和和碳达峰”确定为当下社会发展的八大重点任务之一。通过快速推进光伏产业的发展，不仅能够调整能源结构，而且在能源的高效生产和生态文明的建设也举足轻重。通过在产业的合理引导和市场大力需求的作用下，国内光伏产业快速的发展。分布式光伏发电具有可以分散生产和允许就地使用的优点，符合我国实际情况，得到了国家的大力支持与推广。
在碳中和背景下，全球范围内碳减排的形势日益严重，新能源必将替代传统旧能源这一发展趋势已成为定局。近年来，光伏发电技术得到了快速提升，国内光伏电站的建设速度也持续加快，使得分布式光伏工程快速发展，有效的缓解了国内能源紧张和用电需求量大等问题，使国内不同行业和领域得到了快速稳定的发展。本文主要分析了分布式光伏发电系统的应用现状、优势和投资情况以及现如今面临的主要问题，旨在更好的去发展分布式光伏发电系统来获得更高的效益。
一、光伏发电的应用现状
光伏发电已经成为具有清洁、低碳环保和价格低廉优势的新能源形势。在国外，欧盟提出2030年将温室气体减排目标由40%提升至55%，2050年温室气体减排目标提升至80%-95%。美国拜登提出2万亿新能源计划，并提出2050年实现碳中和。在此背景之下，在2020年，全球新增光伏装机达到130GW，创全球历史的新高。在2021年，由于发电成本的不断降低和全球绿色复苏的推动下，预计“十四五”期间全球每年新增光伏装机约210~260GW。
据国内光伏行业协会数据显示，截止到2020年年底，国内光伏总计装机超过250GW，已连续六年位居全球首位。组件产量已连续十四年在全球保持排名第一。至今硅片、多晶硅、组件和电池片的累计产量占比均超过了三分之二。在2020年，国内光伏新增装机达到48.2GW，同比增加了60.1%，已连续八年位居全球首位。在2020年上半年，由于疫情的影响，电站装机数比较少。2020年全年的电站装机数主要集中于下半年。仅2020年12月，新增加的光伏电站装机数就达到了29.5GW。2020年，分布式光伏电站装机数超10GW，占到全年光伏新增电站装机数目的20%。推算到2030年时，国内非化石能源能够在一次性能源的消费中占到25%左右。要达到此目标，在“十四五”期间，国内每年平均新增光伏电站装机数要在70~90GW范围内。
2020年，大型地面电站占比为67.8%，分布式光伏电站占比为32.2%。随着光伏发电全面进入平价时代，叠加“碳中和”目标的推动以及大基地的开发模式，光伏电站将会迎来崭新的发展热潮。随着光伏在建筑和交通等领域的快速融合发展，叠加户的巨大的应用规模。在将来的市场中，分布式项目仍将具有极大的份额。
二、分布式光伏的优势
首先，大型发电站仅作为发电电站，发电时是升压后接入输电网；然而分布式光伏发电系统是接入配电网，具有发电和用电并存的优点。分布式光伏电站建设在企业的厂房屋顶上，具有电力的自发、自用和利用余电上网的用电模式。一方面，企业可以优先采用光伏电站所产出的电能，降低了用电成本，进而降低了企业能耗。另一方面，在企业的自用之余，还可以将多余电力并入国家电网，不仅为社会用电做贡献，还可获取电费收益，能够增加企业的竞争优势。
其次，分布式光伏电站主要是在企业的厂房和屋顶进行建设，盘活了企业固定资产，挖掘并利用企业闲置资源。由此，企业本来闲置的厂房屋顶得到有效利用，进而提升产业效能、创造经济价值。
第三，光伏发电是以太阳能资源为基础，发电过程中无噪声、无污染。做到了粉尘、废水、废渣、噪音等污染源的零产生。为国家清洁能源的发展和构建安全低碳、高效环保的新能源体系贡献了一份力量，也为实现“碳达峰和碳中和”的目标助力，提升了企业影响力。
第四，国内符合建设大规模集中式光伏电站条件的土地资源少之又少，利用城乡各类屋顶资源发展分布式光伏发电站将成为主要驱动力。一般来说，每个项目容量均在数千瓦以内。光伏电站规模的大小对发电效率的高低和经济性影响都比较小，小型光伏发电系统的投资收益并不会比大型低。
我国已经出台了多种相关政策来支持分布式光伏发电示范区的建设。多地也出台了多种相关政策。有相关政策允许项目可以通过配电网直接将电力卖给周边的消费者们，导致了能源消费者向“生产投资型消费者”的成功转型。行业赋予给了他们可以参与可持续发展的权利，促进了电网企业向平台化服务战略的转变。
三、分布式光伏发电站的投资
分布式光伏发电站的初始投资主要是：购买建设发电站所需的产品（光伏的组件、逆变器和光伏支架等）；光伏项目的开发，发电站的建设和设计的费用；电站的日常维护和长期运营所需要的费用等。对于光伏行业的发展，技术的不断进步推动了发电成本的快速降低，而成本的快速降低可以更容易实现高比例光伏的部署。
我们通常用LCOE（levelized Cost of Electricity）来表示完整生命周期电站单位发电量所需的发电成本，也可与其它成本形成对比。在全投资模型下，分布式光伏发电站的LCOE分别与初始投资、运维费用和发电时长有关系。2020年，分布式光伏发电系统在1500、1200和1000等效小时数的LCOE分别为0.17元/kWh、0.20元/kWh和0.31元/kWh。目前，国内的分布式光伏发电站大多分布于山东、河北、河南、浙江等省份，各省市的等效小时数在1000~1100个小时左右。
四、分布式光伏系统存在的问题
4.1谐波的问题
谐波主要指的是电流谐波，分布式发电系统的并网过程是通过光伏逆变器直接进行的，这样容易产生很多问题，例如：（1）由光伏逆变器电力电子元件引起的谐波和三相不平衡等问题；（2）发电系统输出功率的随机性会导致电网和电压波动、闪变等相关问题；（3）分布式发电系统在用户侧直接接入电网，会直接危害到用电设备的安全等问题。
4.2功率和电压问题
供电的配电网大多是呈辐射状。运行状态下，刚开始电压是沿着馈线的潮流方向逐渐降低的，当接入光伏逆变器之后，馈线上传输功率会逐渐减少，导致馈线上电压被抬升进而导致部分负荷节点的电压会出现偏移超标的现象。
4.3孤岛的问题
孤岛效应是在电网供电的过程中，因为电器的故障或自然因素等原因而中断供电的情况下，用户端未能马上检测出停电状态和立刻从市电网络中脱离，仍然向周围负载供电，导致由逆变发电系统和周围的负载组成了电力公司无法干预的自给供电孤岛的问题。
孤岛问题危害主要有：（1）危及到线路上检修工人的人身安全；（2）影响电能的质量，使供电的频率和电压无法达到稳定的状态；（3）当恢复供电时，因为相位不同步产生的电流会损坏相关的供电设备。（4）特殊情况下断开公网支持，损坏用电设备。
参考文献：
[1] 国家能源局，2020年全国电力工业统计数据
[2] 沈辉，曾祖勤，太阳能光伏发电技术
[3] 邵小雷，分布式光伏发电系统的电气设计研究
[4] 符亚杰，分布式光伏发电系统的原理及其应用前景