浅谈光伏扶贫实施方案及其技术问题
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摘 要：光伏扶贫是指在贫困地区统筹建设分布式光伏电源或规模化光伏电站，为贫困人口提供电能，以达到精准扶贫的目的。本文首先介绍目前国内光伏扶贫的实施模式，分析其全寿命周期的成本/收益，讨论薄弱农网下光伏扶贫所面临的技术问题；然后以某特困地区为例，结合当地条件提出户用分布式光伏电站和规模农业/渔业光伏电站两种实施方案。研究成果有助于促进当地政府部门因地制宜地制订光伏扶贫实施方案，并减少相关的技术风险。
关键词：光伏扶贫；分布式光伏电源；规模化光伏电站
中图分类号：C913.7 文献标识码：A 收稿日期：2016-01-15
国家能源局、国务院扶贫开发领导小组办公室联合印发《关于实施光伏扶贫工程工作方案》，决定用6年时间组织实施光伏扶贫工程，为7000万贫困人口提供绿能、阳光、可收益的精准扶贫方案。因偏远贫困地区电网条件较差，光伏电源投入运行面临着诸多技术难题，如何保障光伏电源和农村电网长期安全、稳定、可靠、低成本运行，已成为政府、研究机构和光伏企业等关注的热门课题。
本文首先介绍国内光伏扶贫的实施模式，分析其全寿命周期的成本/收益；接下来讨论薄弱农网下光伏扶贫所面临的技术问题；最后以某特困地区为例，结合当地条件提出户用分布式光伏电站和规模农业/渔业光伏电站两种实施方案。
1.实施模式
《光伏扶贫试点实施方案编制大纲》原则上要求当地多年平均太阳能总辐射量≥4500MJ/m2，依据贫困地区产业经济、人口、能源、电力等发展现状以及特困户屋顶、荒山坡及土地资源利用条件，初步确定采取3种光伏扶贫实施模式。
（1）用户分布式光伏发电模式。分布式光伏发电单机容量≤5kW，对安装屋顶和可用面积有明确的下限值。建议钢筋混泥土现浇平屋面的活荷载≥2.0kN/m2，屋顶可利用面积≥8m2/kW。
其他屋面形式可参照以上数据进行折算。
（2）基于荒山坡的规模化光伏电站模式。建议10MW固定倾角光伏电站的占地面积≤30万m2，且考虑项目实施地的交通运输及施工条件，以及该区域内适应光伏电站建设运行的人才、装备等技术储备条件。
（3）基于农业设施的光伏发电模式。依托建筑物可承载的光伏建设类型，确定系统安装容量，并附典型系统的拟安装现场图。建议200kW固定倾角小型电站的占地面积≤12000m2。
3.全寿命周期成本/效益分析
兼顾国家、地方政府和贫困户等多方主体的投资和收益，考虑国内光伏发电的常见运营方式，对光伏扶贫项目进行全寿命周期的成本/效益计算，其经济性评价流程如表1所示。
（1）在资金投入方面，贫困户可自筹1/3，若确有困难，可申请小额扶贫贴息贷款，其余资金由试点县负责筹 措；也可由建设企业投资，但投产6年内发电收入的1/3归建设企业。
（2）在运行维护方面，前8年运行维护由建设企业负责，8年后运行维护费用从发电收入中拿出0.02元/（kW・h），建立运行维护基金。
（3）在发电收益方面，电站建成20年内，户均每月发电收入200多元，全年累计收入将超过2500元。
4.技术风险分析
受光照时间分布不均衡和气象变化条件的影响，光伏电源输出具有间歇、波动、随机等特点，而扶贫光伏电源多集中在偏远薄弱的农网末端，对功率平衡、继电保护、供电可靠性、用电规划等会产生较大影响；另外，光伏渗透率、谐波传输和放大特性、母线节点电压波动和闪变值等电能质量问题也已成为备受专家关注的技术要点。
5.光伏扶贫实施方案
湖南某少数民族特困地区某县的多年气象资料统计结果显示，当地年平均日照时数1758小时，无霜期308天，年平均气温18.5℃，平均风速1.4m/s。参照总辐射量与年均日照时间表，该地满足国家光伏扶贫在光照条件上的原则要求。
根据上述情况，优先支持用电量较大、电网接入和消纳条件较好的地区作为优先扶贫对象，结合投资规模、地域限制等因素确定光伏发电的装机容量。建议该县光伏扶贫工程的实施方案采用以下2种方案，效果见图2。
（1）实施户用分布式光伏发电的精准扶贫方案。支持已建档贫困户安装分布式光伏发电系统，增加贫困人口基本生活收入。
（2）因地制宜开展农业/渔业光伏扶贫。利用贫困地区的荒山荒坡和水塘，建设农业光伏大棚或渔业光伏电站等规模化光伏电站，发电收益按比例补贴当地贫困人口。
此外，为了促进当地落实上述实施方案，先对部分特困户开展屋顶的加固改造工作；提前对部分贫困村落进行农村配电网升级改造，用以增加规模化光伏电站的可接入容量。
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