我国分布式光伏发展态势光伏产业创新发展前景分析

一、我国分布式光伏发展趋势

光伏产业作为我国突出的优势产业，其技术水平和应用规模连续多年领先世界。在新能源安全战略和“双碳”目标的指引下，我国光伏发电继续保持强劲增长势头，正逐步成为新电力系统的主要能源之一。

在快速降本和补贴政策的双重作用下，电力侧小规模分散建设的分布式光伏电站发展迅速。 2017年以来，全国新增光伏装机容量由以集中式电站居多转变为集中式和分布式电站。据国家能源局统计，到2021年底，分布式光伏累计并网容量为107.5GW，占光伏总装机容量的35%。特别是2021年以来，在全县（市、区）屋顶分布式光伏发展等政策刺激下，分布式光伏新增装机首次超过集中式光伏。尤其值得注意的是，家庭光伏装机容量出现爆发式增长。 2021年新增装机21.5GW，占分布式光伏新增装机近四分之三。分布式光伏在用户侧的市场活力和渗透率可见一斑。

2021年底，国资委印发《关于推动中央企业高质量发展做好碳达峰和碳中和工作的指导意见》；国家能源局等三部门印发《关于加快农村能源转型发展助力乡村振兴的实施意见》；工信部等五部门联合印发《智慧光伏产业创新发展《行动计划（2021-2025年）》。国家层面密集出台文件，大力引导和支持分布式光伏高质量快速发展。可以预见，我国分布式光伏装机将继续保持较快增长。增长动力，分布式光伏也将借助技术创新与新型电力系统深度融合，在实现能源绿色低碳转型中发挥越来越大的作用。

二、分布式光伏主要应用场景

分布式光伏发电系统装机容量小，形式灵活多样。在广大的城乡，容易与负荷中心和闲置空间结合；产生的电力可就地消费，可有效促进各地区、各行业的可再生能源。能源替代与“双碳”进程。目前，建筑、交通、设施农业、通信等领域已成为分布式光伏的主要应用场景。以“光伏+”的形式，实现光伏发电系统与站点、设施的功能集成，助力智慧城市基础设施和智慧网络。联合汽车协同发展，助力城乡基础设施补短板升级。

(一)光伏+建筑

建筑物上的分布式光伏系统有两种形式：已安装的光伏电站（BAPV）和建筑一体化光伏电站（BIPV）。应用最广泛的屋顶光伏电站属于BAPV系统； BIPV系统是指以光伏组件为建筑材料，成为建筑本身的一部分，如光伏幕墙、光伏遮阳板、直接替代彩钢瓦屋顶的光伏屋顶等。

建筑是最常见的负载中心。光伏发电系统就地为建筑供电，自发电，既避免了远距离输电带来的电能损耗，又实现了建筑用电替代可再生能源，有效降低了建筑系统。碳排放量。此外光伏发展趋势，BIPV系统中的光伏组件还承担着建筑围护结构、外墙装饰等功能。

(二)光伏+交通

随着电动汽车的普及，光储充一体车棚成为一种流行的分布式光伏应用形式。光伏系统现场为电动汽车充电，剩余电量接入互联网。分布式储能系统还可用于对能量进行时移，从而平滑光伏发电和负荷的波动。

在公共道路系统中，光伏路灯是最早、应用最广泛的分布式光伏形式。近年来，光伏公交站台、光伏加油站、道路护坡光伏电站也大量涌现，光伏地砖、光伏道路等探索性应用也相继出现。

(三)光伏+通讯

随着我国通信服务覆盖面的扩大和通信技术的升级换代，偏远地区通信基站供电不便、基站设备耗电量剧增的问题越来越突出。因此，为通信基站配套分布式光伏电站并就地供电，可有效降低供电成本，提高供电保障能力。

(四)光伏+设施农业

在日光温室、玻璃温室等种植设施、牛棚、鸡舍等养殖设施上安装分布式光伏发电系统，可就地为采暖、供液、照明辅助设备提供电力，不仅减少电费，也降低了电费。还可以利用剩余电力为农村带电，同时有助于减少农业生产过程中的碳排放。

(五)分布式光伏其他应用场景

近年来，各厂家开发了各种光伏应用产品，如光伏落地灯、光伏智能垃圾桶、光伏帐篷、光伏背包等，主要用于日常使用、展示、应急等用途。许多共享单车还安装了光伏组件，为智能车锁供电。光伏技术的日常应用已经相当成熟和普及，未来还将探索和拓展更多的应用场景。

三、分布式光伏关键技术创新方向

(一)分布式光伏系统设备创新方向

分布式光伏系统通常安装在建筑物上或与各种设备设施相结合。其应用场景的特点对系统的特点提出了以下要求：

1.作为一个小规模、大范围、高度分散的工程项目，分布式光伏电站的设计和建设应尽可能标准化；

2.靠近生产生活设施的分布式光伏电站要确保安全；

3.分布式电站的光伏组件经常被周围的建筑物和设施遮挡，阴影很容易导致组件出现热点甚至损坏。 “短板效应”，显着降低发电量，需要从设计和设备的两端充分考虑阴影遮光的影响，最大限度地提高发电量。

为了提高分布式光伏电站，特别是小型户用光伏电站的设计和施工的标准化，即插即用系统是一种有效的解决方案。高度集成的光伏组件、逆变器、小型储能装置及电缆、夹具等配件，以及改进的电气连接方式，将安装操作简化为直接插拔或压接，不仅大大提高了施工效率，还提高了安全性。性别。即插即用系统方案的普及可行性在很大程度上决定了集成系统在农村房屋和小型建筑中的适用性。

分布式光伏系统作为电力系统存在漏电、火灾等事故风险。因此，有必要在串级甚至元件级推广关断装置的应用。目前断路器成本较高，在国内应用规模较小；统一标准，降低成本应该是重点研究方向。与传统屋顶电站相比，BIPV系统更贴近建筑物内的人员和财产，安全非常重要；除了电气安全，结构安全、材料环保等也应该是进一步研发和标准化的核心重点。

由于组串中各个模块的额定电参数略有不同，阴影和污染也不同，导致输出电流不匹配，导致功率损耗。微型逆变器和组件级优化器使每个组件能够在其最大功率点运行，从而最大限度地减少损耗。对于微型逆变器和元器件优化器，目前的研发重点包括优化最大功率点跟踪算法、提高器件可靠性、降低自身功率损耗、降低成本等。此外，与传统逆变器类似，微型逆变器和组件优化器也需要更加智能。

(二)分布式光伏系统运维技术创新方向

分布式光伏电站分散在地理位置光伏发展趋势，业主往往不具备光伏专业知识。运维工作迫切需要提高自动化、智能化、集约化水平，降低运维成本，提高工作效率。

以逆变器等系统设备为基础，利用互联网、大数据、人工智能、5G通信等先进技术，对大量分布式分布式设备进行集中统一监控是最可行的技术路线。光伏电站。监控系统不仅实时监控各电站的运行数据，还进行数据分析，统计发电量，计算收益，预测未来发电趋势；当发现异常情况时，定位故障点，诊断故障类型和程度，调度和维修人员。运维工作安排等事项提供辅助决策。同时，随着分布式光伏大规模、高比例接入配电网，为保障电网电能质量和运行安全，参与智能化也将成为必然趋势。通过智能监控系统调度电网。

此外，运维平台移动终端、智能清洁机器人、自动检测工具等运维设备也是分布式光伏系统运维技术创新的重要突破口。

(三)分布式光伏与多种能源的耦合

在建筑级和校园级微电网中，分布式光伏是最常见和最重要的能源之一，与电化学储能、加热/冷却、储热/冷却和其他负载一起通过能源管理进行管理系统集中监控，统一调度管理。作为微电网中清洁电能的主要来源，分布式光伏由能源管理系统控制，其随机性和波动性由储能系统控制。发电曲线与负荷曲线的不匹配也通过储能系统得到缓解。通过这种多能耦合方式，可以实现能源的高效利用，促进建筑和公园的碳减排。

为了提高分布式光伏与微电网中其他能源和负载的匹配，提高电能质量和供电可靠性，降低用电成本，需要开发更加智能的能源管理系统，基于气象数据和光伏输出、负荷等历史运行数据，预测光伏发电和负荷功率，并进行多时间尺度的源、负荷、储能匹配优化调度管理。

包括分布式光伏系统在内的直流微电网或交直流混合微电网是新能源建筑级和园区级综合利用的典型形式。对于直流负载较多的应用场景，使用直流配电系统可以更方便地接入分布式光伏和储能，简化转换过程，降低电能损耗。基于电力电子技术的提升、储能应用规模的扩大和能源管理体系的优化，这种“光伏储能直联柔性”模式将有效推动分布式光伏与用电侧的深度融合。

四、推进分布式光伏技术创新的建议

分布式光伏在我国已广泛应用，随着“双碳”目标实现的进展，应用规模将不断扩大。为有效解决用电、运维过程中的以下问题，需要从多方面推动技术创新，大幅度提高分布式光伏系统的智能化水平，有效提高分布式光伏发电的效率和安全性一代。 ，从而保证分布式光伏在新电力系统中能够大规模参与平衡，为用电侧提供有力支撑。

(一)鼓励应用技术创新的政策指导

首先，国家政策和地方政策要形成协调的体系。 《智慧光伏产业创新发展行动计划（2021-2025年）》等文件出台后，各地政策需紧跟国家方向，积极应对，引导在扶持政策的引导下相互合作、相互合作；三是对分布式光伏新产品和新技术的研发给予奖励、补贴、减税等财政支持。平台、示范项目建设等措施加大激励力度。

(二)完善标准体系，统一技术口径

对于新技术、新产品、新设计、新实践的不断引进，要加快标准制定，确保创新工程应用有据可依。对于研发水平比较成熟的技术和产品，技术口径应尽量统一在标准层面，引导新技术、新产品具有较强的通用性，降低工业磨削过程中的成本。创新研发到大规模应用。 此外，鼓励我国光伏从业者积极参与国际标准的制定，为我国光伏研究和创新成果的国际推广应用争取更广阔的空间。

(三)发挥经验作用，确保安全性和可行性

由于靠近用户，项目又小又分散，分布式光伏电站的安全性和易用性至关重要。因此，有必要搭建一个能够提供各种气候环境条件和应用要求的经​​验平台，在大规模推广前充分试用创新技术和产品，确保其安全性、可行性和易用性。

(四)汇聚行业力量，着力攻关

发挥行业协会、学会、联盟等行业组织的作用，就分布式光伏技术创新的方向和内容达成一定共识，引导行业聚焦重点急需攻关的关键技术。尽快突破。