淺析光伏扶貧實施方案及其技術問題
摘 要：光伏扶貧是指在貧困地區統籌建設分布式光伏電源或規模化光伏電站，為貧困人口提供電能，以達到精準扶貧的目的。本文首先介紹目前國內光伏扶貧的實施模式，分析其全壽命周期的成本/收益，討論薄弱農網下光伏扶貧所面臨的技術問題；然后以某特困地區為例，結合當地條件提出戶用分布式光伏電站和規模農業/漁業光伏電站兩種實施方案。研究成果有助于促進當地政府部門因地制宜地制訂光伏扶貧實施方案，并減少相關的技術風險。
關鍵詞：光伏扶貧；分布式光伏電源；規模化光伏電站
中圖分類號：C913.7
文獻標識碼：A
國家能源局、國務院扶貧開發領導小組辦公室聯合印發《關于實施光伏扶貧工程工作方案》，決定用6年時間組織實施光伏扶貧工程，為7000萬貧困人口提供綠能、陽光、可收益的精準扶貧方案。因偏遠貧困地區電網條件較差，光伏電源投入運行面臨著諸多技術難題，如何保障光伏電源和農村電網長期安全、穩定、可靠、低成本運行，已成為政府、研究機構和光伏企業等關注的熱門課題。
本文首先介紹國內光伏扶貧的實施模式，分析其全壽命周期的成本/收益；接下來討論薄弱農網下光伏扶貧所面臨的技術問題；最后以某特困地區為例，結合當地條件提出戶用分布式光伏電站和規模農業/漁業光伏電站兩種實施方案。
1.實施模式
《光伏扶貧試點實施方案編制大綱》原則上要求當地多年平均太陽能總輻射量≥4500MJ/m2，依據貧困地區產業經濟、人口、能源、電力等發展現狀以及特困戶屋頂、荒山坡及土地資源利用條件，初步確定采取3種光伏扶貧實施模式。
（1）用戶分布式光伏發電模式。分布式光伏發電單機容量≤5kW，對安裝屋頂和可用面積有明確的下限值。建議鋼筋混泥土現澆平屋面的活荷載≥2.0kN/m2，屋頂可利用面積≥8m2/kW。
其他屋面形式可參照以上數據進行折算。
（2）基于荒山坡的規模化光伏電站模式。建議10MW固定傾角光伏電站的占地面積≤30萬m2，且考慮項目實施地的交通運輸及施工條件，以及該區域內適應光伏電站建設運行的人才、裝備等技術儲備條件。
（3）基于農業設施的光伏發電模式。依托建筑物可承載的光伏建設類型，確定系統安裝容量，并附典型系統的擬安裝現場圖。建議200kW固定傾角小型電站的占地面積≤12000m2。
2.全壽命周期成本/效益分析
兼顧國家、地方政府和貧困戶等多方主體的投資和收益，考慮國內光伏發電的常見運營方式，對光伏扶貧項目進行全壽命周期的成本/效益計算，其經濟性評價流程如表1所示。
（1）在資金投入方面，貧困戶可自籌1/3，若確有困難，可申請小額扶貧貼息貸款，其余資金由試點縣負責籌 措；也可由建設企業投資，但投產6年內發電收入的1/3歸建設企業。
（2）在運行維護方面，前8年運行維護由建設企業負責，8年后運行維護費用從發電收入中拿出0.02元/（kW?h），建立運行維護基金。
（3）在發電收益方面，電站建成20年內，戶均每月發電收入200多元，全年累計收入將超過2500元。
3.技術風險分析
受光照時間分布不均衡和氣象變化條件的影響，光伏電源輸出具有間歇、波動、隨機等特點，而扶貧光伏電源多集中在偏遠薄弱的農網末端，對功率平衡、繼電保護、供電可靠性、用電規劃等會產生較大影響；另外，光伏滲透率、諧波傳輸和放大特性、母線節點電壓波動和閃變值等電能質量問題也已成為備受專家關注的技術要點。
4.光伏扶貧實施方案
湖南某少數民族特困地區某縣的多年氣象資料統計結果顯示，當地年平均日照時數1758小時，無霜期308天，年平均氣溫18.5℃，平均風速1.4m/s。參照總輻射量與年均日照時間表，該地滿足國家光伏扶貧在光照條件上的原則要求。
根據上述情況，優先支持用電量較大、電網接入和消納條件較好的地區作為優先扶貧對象，結合投資規模、地域限制等因素確定光伏發電的裝機容量。建議該縣光伏扶貧工程的實施方案采用以下2種方案，效果見圖2。
（1）實施戶用分布式光伏發電的精準扶貧方案。支持已建檔貧困戶安裝分布式光伏發電系統，增加貧困人口基本生活收入。
（2）因地制宜開展農業/漁業光伏扶貧。利用貧困地區的荒山荒坡和水塘，建設農業光伏大棚或漁業光伏電站等規模化光伏電站，發電收益按比例補貼當地貧困人口。
此外，為了促進當地落實上述實施方案，先對部分特困戶開展屋頂的加固改造工作；提前對部分貧困村落進行農村配電網升級改造，用以增加規模化光伏電站的可接入容量。
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