分布式發電接入政策措施研究

胡 波，汪少勇

(廣東省電力設計研究院，廣東 廣州 510663)

分布式發電接入政策措施研究

胡 波，汪少勇

(廣東省電力設計研究院，廣東 廣州 510663)

國家能源局十二五期間將積極發展天然氣分布式能源示范項目。目前我國針對天然氣三聯產系統等分布式電源的并網標準還未出臺，這使得分布式能源并網矛盾比較突出。本文在梳理我國分布式發電發展存在的問題和障礙的基礎上，借鑒國外先進經驗，結合我國能源利用戰略，提出促進我國分布式發電開發利用政策措施建議。

分布式發電；接入系統；政策研究。

在電力市場環境和可持續發展戰略影響下，分布式發電技術以其獨有的安裝靈活、供電方便、環保等特點引起全球范圍內的關注。在集中式發電和大電網基礎上，大力發展分布式發電(Distributed Generation，DG)技術，建立混合型網絡成為未來電力系統發展的必然趨勢。因此，全面了解不同類型分布式發電技術，對分布式發電接入電力系統合理規劃，研究其在電力系統應用和影響具有重要的理論意義和實踐價值。

本文擬在梳理我國分布式發電發展存在的問題和障礙的基礎上，借鑒國外先進經驗，結合我國能源利用戰略，提出促進我國分布式發電開發利用政策措施建議。

1 分布式發電對電力系統的影響

1.1 分布式發電對現有電力系統的積極影響

⑴經濟性好

⑵利于環保

⑶投資小

⑷減少輸配損失

⑸調峰作用

⑹提高可靠性

1.2 分布式發電對現有電力系統的不利影響

⑴電能質量問題

由于大多數分布式發電機組是由用戶自己調節和控制的，因此用戶往往根據自身的需要啟動或者停運分布電源機組，這就可能造成配電網電壓的經常波動。而且分布電源機組的頻繁啟動，使得線路上的潮流變化加大，增加了電壓調整的壓力。

另外，由于一些分布電源系統中采用了電力電子技術，接入系統后就會將諧波注入系統，對公用電網的其他用戶的電能質量造成損害。

⑵短路電流問題

傳統的配電網多采用樹狀結構，短路電流一般都來自上級電源，因此可以容易通過變壓器的短路阻抗效應加以控制。而分布電源機組的接入會增加配電網故障點的短路電流，對配電網開關和運行提出了更高的要求。

⑶可靠性問題

具有分布電源機組的用戶在系統或者用戶內部發生故障時，一般會立即斷開機組與系統的連接，只有在故障完全消除后，分布電源機組才能重新連接到電網，用戶恢復供電被異常延遲。

⑷電力市場和電力經濟問題

分布式發電要大量進入電力市場；成本不同品質各異的分布式發電進入電力市場，必然會沖擊原來的市場格局影響電力經濟。交易方式、電價和服務都面臨新的挑戰。

⑸電力宏觀規劃問題

目前分布式發電的發展非常迅速，在電力能源中所占的比重越來越大，已經不可以忽視。因此，在一個國家或地區的宏觀發展規劃中必須對它的發展和影響作出預測、引導和切合實際的設計。但是由于分布式發電本身具有各種不確定性，會使這種規劃設計難以準確合理，具有很大的不確定性。

⑹接入公共電網對電力系統運行問題

由于分布式發電的原理和種類各不相同，形式復雜，有的還受氣候等自然因素的影響，因此各種分布式發電的功率、容量、品質和控制性能等具有多變性、不定性，差異性很大。當分布式發電大量上網時，將會嚴重地影響電力系統的設計、控制、運行，影響系統的可靠性和安全性。

2 分布電源接入系統技術問題

分布電源接入系統必須遵照兩個原則：一是保證機組設備與電網的安全可靠性，及公用電網其他用戶的電能質量不受損害；二是確保公眾與運行人員的安全，不對電力供給設備和其他用戶設備造成不良影響。分布電源機組一般容量和投資均比較小，大量的接入系統投資往往使業主望而卻步。因此，如何兼顧安全可靠性和投資的經濟性成為分布電源機組接入系統的一個需要考慮的問題。

2.1 接入容量

合理地確定接入電網的機組容量是保證分布電源可靠性和經濟性統一的前提。建議分布電源機組容量不超過上級變壓器主變容量的30%。這樣，機組被迫停運的時候可以充分利用主變30%的過載能力，有效地保證原有負荷的供電，從而充分兼顧了供電的安全性和機組的效率。

2.2 并網不上網

并網不上網對于提高分布電源機組經濟性主要體現在兩個方面。首先，分布電源機組按需定電，所發電就地消化，這樣機組利用效率可以大大提高。其次，機組容量較大，上網機組接入系統的配套費用大大增加。

2.3 接入電壓等級

分布電源接入系統的電壓等級一般根據其實際送入系統的容量來確定。為保證電網對所有用戶的安全可靠供電，接入系統的電壓等級有一定要求，200kW以下的機組一般要求接入400V電網，200kW～6000kW以下的機組一般要求以l0kV電壓等級接入電網。

2.4 電能質量

我國的公用電網對于電能質量如諧波量、電壓波動等有嚴格的要求，且一般遵循“誰污染，誰治理”的原則。而分布電源機組往往起停頻繁、且多采用電力電子設備，電能質量難以按國標滿足公用電網的要求。

3 我國分布式發電發展現狀及存在問題

3.1 現有政策法規不足和問題

分布式發電系統的應用在我國一些地方有了一些進展，特別是在上海、北京、廣東等地都建成了一批示范項目，對當地的經濟發展和節能產生了很好的影響。但是，應當看到，這些項目由于建設時間不同，對分布式發電系統的理解不同，節能的效果差別是很大的。因此，為進一步推動其健康的發展，有必要建設一些按照科學原理精心設計、細致施工的示范項目，以實際例子來證明其節能指標先進、經濟效益好等優越性。為此，科技部在今年的863項目中列入了南、北方兩個示范項目，這將對分布式發電系統的推廣產生重要的影響。而且，可以預期，隨著對分布式發電系統認識的不斷提高，在國家層次和省市層次的科技與產業化規劃中它將受到更大的重視。

除科技和產業外，在制定發展分布式發電系統和熱電聯產優惠政策的同時，各地還發布了一些規程和規定，并編制了技術要點等相關文件。盡管這些政策、法規和技術規范還不夠系統、全面和深入，可能有部分內容還有不正確的地方，但它們仍不失為分布式發電系統的相關文件制定的基礎，而這是今后進一步發展所必需的。

我國的分布式發電卻一直沒有得到廣泛的利用。這其中除了技術、經濟、市場等方面的因素外，最大的阻力來自政策性因素。

3.2 缺乏可操作的鼓勵和補貼政策

我國相繼出臺了一些鼓勵分布式發電系統發展的法律法規，如在《節約能源法》中，我國提出“發展熱能梯級利用技術，熱、電、冷聯產技術和熱、電、煤氣三聯供技術，提高熱能綜合利用效率”，在《可再生能源法》中，也規定鼓勵單位和個人安裝和使用太陽能利用系統。但這些法律條款大多只是做了一些原則性的規定，配套的鼓勵和補貼政策很少，可操作性不強。

3.3 審批程序復雜，前期投入較高

小型冷熱電三聯供等分布式發電項目也必須經過各級政府機關層層把關，并按照國家基本建設工程程序進行審批，導致前期工作量大大增加，審批時間延長，工程投入增加。

3.4 缺少統一規劃和協調機制

分布式發電的大規模發展，有賴于城市天然氣管網的成熟發展，以及電網對分布式發電系統并網的有力支持。因此分布式發電的規劃應與天然氣資源及供應規劃、電網發展規劃相協調，才能保證分布式發電系統燃料的穩定供應，將對電網的負面影響降到最低限度，并發揮調峰等積極作用。分布式發電系統的站址選取等也應與城市的總體發展規劃相協調。目前，我國各級政府都沒有出臺分布式發電的統一規劃，分布式發電基本處于盲目發展狀態，造成了資源供應、并網困難等一系列問題，阻礙了分布式發電系統的進一步發展。

3.5 分布式發電的運行與并網標準

由于目前對于分布式發電接入系統沒有統一規定，電力法也不允許直供電。為了避免機組低負荷運行，分布式發電的規模均非常小，利用小時低。

3.6 與現行的電價機制存在沖突

我國電力法規定，“一個供電營業區內只設立一個供電營業機構”，因此，分布式發電系統所發電量不能向電網企業以外的第三方出售。分布式發電發電成本一般高于大型電廠發電成本，收購分布式發電系統發電量將增加電網企業購電成本。此外，我國實行交叉補貼的電價制度，工商業用戶電價高，居民用戶電價低，通過向工商業用戶收取高電價補貼居民用戶。有積極性建設分布式發電系統的一般也是電價較高的工商業用戶。在現行電價機制下，分布式發電系統的發展將搶占電網企業的優質客戶，壓縮電網企業利潤空間，難以實現與電網的協調發展。

綜上所述，要推動我國分布式發電發展，當務之急是從政策體制層面入手，綜合考慮各方利益，盡快對一些阻礙分布式發電發展的政策法規進行修改，同時制定具備可操作性的配套政策，鼓勵分布式發電系統的建設和并網。

4 國外分布式發電發展政策與法規的經驗總結

分布式發電比較發達的國家和地區主要集中在美歐及日本等國。從整體框架上看，主要分為政策類和技術類。

政策類包括各國的政策和一些地區性的政致電網公司的成本增加，必須對其進行補償。歐盟所有國家對電網公司的收費進行管制(采用回報率、價格或收益上限的方法)，補償方法是將分布式發電納入基準資產、價格或收益上限的計算之中，英國已經采取了這種措施。

⑵采用價格或收益上限的管制方法取代基于回報率的管制方法，電網公司規劃時考慮分布式發電回報，對分布式發電給予適當的經濟補償。

⑶制定措施激勵電網公司利用分布式發電提高服務質量，激勵電網公司開展與分布式發電相關的創新活動。

⑷電網公司的業務拆分。采取更有效的措施促使各成員國實施電網公司的業務拆分。

⑸分布式發電扶持措施建議有：可再生能源和熱電聯產的上網電量應反映其社會效益,在高滲透率的情況下，盡量不要采取固定電價制度，例如固定強制收購制度；采取差異化(根據時間) 的強制收購電價制度或溢價制度促使分布式發電高效運行，例如峰荷時多發電，提高中型、大型分布式發電的可控性和儲能能力。

⑹為了給分布式發電創造公平的并網環境,并網費應是直接型( shallow) 并受政府管制，政府應制定透明并標準化的并網收費計算方法。直接型并網收費無法補償電網公司因分布式發電接入而增加的成本，這部分成本可通過系統使用費形式向所有電力用戶分攤。

⑺通過一套技術和管理手段，將眾多分布式發電組合起來形成虛擬電廠(virtual power plant，VPP) ，參與系統和輔助服務等市場活動。

5 我國分布式發電接入與政策措施建議

我國分布式能源宜以燃用天然氣為主。分布式發電還有不少問題需要深入研究，例如分布式供電系統在我國電力發展的不同階段應占有的容量是多少的規劃問題，分布式發電如何接入電力系統及在配電網中所處的結點位置的設計問題，不同結點與不同規模對電力系統和管網系統的調峰、調壓、安全運行的關系問題，還有關于電價、氣價及如何參與電力市場競爭的問題等等。

5.1 規劃與立項管理

目前我國分布式發電發展的整體規劃尚未出臺，需要研究對我國分布式發電發展的指導方針、發展目標和發展計劃，以及對現有政策、法規的修改，主要應遵循以下原則：

⑴要把分布式供電發展納入長遠規劃中，作為整個電力發展規劃的一部分。為此要認真的做好統一規劃工作，統一規劃天然氣等一次能源的使用，明確不同階段的分布式供電部分的規模，所需要的一次能源的量與種類，特別是天然氣用于分布式供電系統的比例；要統一規劃電網，特別是配電網規劃，要規范分布式供熱系統接入電力系統工程的原則和接入的條件。

⑵分布式發電項目建設與電網特別是中低壓電網的規劃建設緊密相關，建議以電網規劃為主導，統籌規劃，避免資源浪費，降低能源基礎設施建設整體成本。電力部門在規劃發展中應承擔主導功能，積極地支持滿足條件的分布式發電接入電力系統之中，而且要積極地參與到分布式供電系統的建設與組織管理中。

⑶天然氣分布式發電應嚴格按照“以熱(冷)定電”的基本原則，合理規劃建設規模，優化系統配置，提高能源利用效率，參與試點的企業及單位應有穩定的熱(冷)負荷需求。

⑷天然氣分布式發電在滿足就地自用需要后，其剩余電量的上網應授權電網企業進行統一管理，上網電價要在保障電網企業投資回報的基礎上，依據其綜合利用效率進行確定，并應配套相關的購售電價疏導機制。

⑸分布式發電項目應從社會、經濟、環境效益等方面認真論證其可行性，杜絕借分布式供能之名，以獲取財稅金融等優惠政策為目的，浪費寶貴的天然氣資源及導致系統低效運行等不合理現象的發生。

5.2 運行與并網標準

分布式發電的技術標準包括了運行標準和并網標準，是保障分布式發電健康發展和安全運行的關鍵內容。分布式發電運行與并網技術要求與原則應主要包括以下幾個方面：

⑴分布式發電接入系統容量限制與短路電流限制技術要求，結合分布式發電與上級變壓器的容量匹配原則，研究分布式發電提供的短路電流的限制原則。

⑵分布式發電并網電能質量控制原則，研究分布式發電并網在諧波、電壓偏差、電壓波動和閃變、電壓不平衡度、直流分量等方面的控制要求。

⑶分布式發電并網功率與電壓控制原則，研究分布式發電并網運行時，有功功率控制、無功功率與電壓控制的技術要求。

⑷分布式發電并網電壓、電流與頻率響應特性，研究分布式發電并網運行對系統電壓波動、電流波動、頻率波動的響應特性技術要求。

⑸分布式發電并網繼電保護與自動化技術原則；

當分布式發電的功率注入電網時，會使原來的繼電器保護范圍縮小，從而影響繼電保護裝置的正確動作。如原配電網繼電器不具備方向性，則當其他并聯分支故障時，會引起安裝有分布式發電的分支上繼電器誤動，造成無故障分支失去主電源。

在分布式發電與配電網的連接點上，需要配備自動解列裝置，即孤島保護。在檢測出現孤島運行狀態后，迅速跳開分布式發電與配電網之間的聯絡開關。

⑹分布式發電并網通信與信號技術要求

分布式發電的信息接口比功率接口復雜，是并網單元的核心，主要包括3 種信息：采集電壓、電流和其他參數的測量信息；發送/接收輸入/ 輸出信號的控制信號；分布式發電和微網的信息。信息接口包括輸入信息和輸出信息兩大類信息。

⑺分布式發電并網電能計量技術要求

目前我國的分布式發電大多不考慮分布式發電所發電力上網的運行方式，今后一旦需要向配電網送電時，不但需要增加雙向計量的表計，高峰和低谷電價如何計算也將成為一個主要問題。我國目前尚未開放配電網側的電力市場，而DG的接入與配電網側的電力市場密切相關。

⑻分布式發電并網檢測技術要求

建議裝設分布式發電并網電能質量檢測裝置，以確定并網界面的電能質量能否滿足電網要求。

⑼分布式發電以微網形式接入電網的技術要求

微網控制應當保證：任一微電源的接入不對系統造成影響；自主選擇運行點，微網控制應該做到能夠基于本地信息對電網中的事件做出自主反應，例如，對于電壓跌落、故障、停電等，發電機應當利用本地信息自動轉到獨立運行方式，而不是像傳統方式中由電網調度統一協調；平滑地與電網并列、分離；對有功、無功進行獨立控制；具有校正電壓跌落和系統不平衡的能力。

5.3 鼓勵政策

從立法、財政補貼政策、稅收優惠政策和研發鼓勵政策等四個方面對分布式發電的鼓勵政策進行研究：

⑴制訂相關的法律，在法律上明確保護和支持分布式發電的建設；推動分布式發電法的建立，倡導分布式發電規劃的出臺。

⑵財政補貼政策包括信貸扶持、投資補貼、用戶補貼和產品直接補貼等，需要根據不同類型分布式發電的特點，研究不同的財政補貼政策的適用性和補貼對象；

⑶研發鼓勵政策，是指為由政府組織為從事分布式發電工作的相關機構和企業提供技術指導、研發資金等方面的支持，需要提出政府研發鼓勵政策的適用對象、目標和總體實施步驟等。

⑷設立分布式發電發展基金，參考可再生能源法，資金來源包括國家財政年度安排的專項資金和其它來源。對分布式發電的科技術研究、標準制定和示范工程、資源勘查、設備的本地化生產給予補貼。

⑸制定措施激勵電網公司利用分布式發電提高服務質量，激勵電網公司開展與分布式發電相關的創新活動。

5.4 價格與交易機制

合理的價格與交易機制是分布式發電可持續發展的保障。價格機制包括購電價格和售電價格機制。

下面對于用戶向電網企業進行(購)售電交易的價格機制提出可行性建議：

⑴補償電網公司的成本。分布式發電會導致電網公司成本增加，必須對其進行補償。歐盟所有國家對電網公司的收費進行管制(采用回報率、價格或收益上限的方法)，補償方法是將策(如歐盟等)，涵蓋稅收優惠政策、財政補貼政策、并網DG電量的強制購買或配額制度以及一些市場交易制度等。典型的如歐盟指導性文件(EU Directive 2003/54)、歐盟綠皮書《A Europe Strategy for Sustainable, Competitive and Secure Energy》等。歐盟在開展新能源和可再生能源立法方面比較積極，并由此強力推動了包括德國在內的成員國的新能源和可再生能源立法。歐盟新能源和可再生能源法律是上位法，在法律位階上高于成員國法律。因此，對于歐盟出臺的新能源和可再生能源法律，成員國或必須直接遵守，或必須遵照歐盟法律進行相應的國內立法。

技術類基本上是各國自行制定的標準，主要有美國IEEE 1547分布式發電與電力系統互聯系列標準、加拿大的C22. 2 NO. 257 基于逆變器的微電源配電網互聯和C22. 3 NO. 9 分布式電力供應系統互聯。英國、法國、德國、比利時等國家制定了相應的微電源并網標準，但還沒有適用所有類型的分布式發電系統的并網標準，僅歐洲委員會機電標準化(CENEL EC)討論出臺了公共低壓配電網連接微小發電機的草案(版本rEN50438)。新西蘭在2005年完成了基于逆變器的微電源標準AS4777.1、AS4777.2、AS4777.3。

4.1 分布式發電的價格與交易機制

大多數歐洲國家實施的分布式發電并網發電實際上是一種強制購買制度，是指為了達到國家或者地區總量目標,由法律強制供電企業按照政府確定的電價購買符合規定的發電商所生產的可再生能源電力］而相應的電量則由市場決定。這個制度必須與配套的定價制度、成本分攤制度等相結合。

4.4.1 分布式發電上網準入

明確微網電量上網的準入機制］即明確什么樣的微網在什么樣的條件下才允許上網。微網上網準入機制必須符合國家政策環境，適應電網特點，產生社會效益。

1978年美國頒布的公用事業管制政策法(PURPA)要求公共電力公司收購來自“合格發電商”的可再生能源和分布式發電的電力。PURPA 規定了2 種類型的“合格發電商” :小型發電商和熱電聯產。小型發電商的要求主要體現在容量(不超過80 MW)和能源種類上(必須是可再生能源)；熱電聯產的要求主要體現在能源利用效率和運行要求上。

參考美國經驗，可以建立一套認證機制，對分布式發電進行認證，獲得“合格分布式發電”地位的才有上網資格。為了與《可再生能源法》及其配套法律相適應, “合格發電商”必須在以下幾個方面提出要求：分布式發電容量、分布式發電中可再生能源的比例、滿足國家規定的電能質量要求。

電網公司可全額收購“合格分布式發電”的電量；對于未獲得認證資格的分布式發電，電網公司沒有責任和義務收購其多余電量，其多余電量上網按市場規則進行。

4.4.2 分布式發電上網費用

通過對發達國家情況的分析，參考這些國家關于分布式發電的經驗，可以得出，分布式發電發展的基礎之一是建立電網公司成本有效補償機制，補償機制可以考慮并網費和系統使用費相結合的方式：

⑴并網費由分布式發電用戶一次性支付，具體的收取方式需要進一步研究。建議根據DG類型分別對待：對于普通DG用戶，并網費應該能夠補償分布式發電接入引起的直接費用和電網改造升級所產生的費用，即采取綜合型的收費方式；對于以利用可再生能源為主的分布式發電，采取直接型的收費方式，對于電網改造升級的費用，可以通過分攤的形式從電價中回收。

⑵系統使用費由分布式發電用戶定時支付,用于補償電網公司提供給分布式發電用戶的網絡服務，可以按照分布式發電容量收取。根據歐盟科技項目的相關研究結果，根據分布式發電接入位置、電壓等級的不同收取差異化的系統使用費可優化分布式發電的安裝，幫助解決電網所面臨的部分問題。

4.4.3 分布式發電有關政策

歐盟資助的2 個針對分布式發電相關政策問題的科研項目，明確分布式發電發展的政策障礙，提出改進的建議，概括起來包括以下幾點：

⑴補償電網公司的成本。分布式發電會導分布式發電納入基準資產、價格或收益上限的計算之中，英國已經采取了這種措施。

⑵采用價格或收益上限的管制方法取代基于回報率的管制方法，電網公司規劃時考慮分布式發電回報，對分布式發電給予適當的經濟補償。

⑶電網公司的業務細分。采取更有效的措施促使電網公司的業務細分，促使電網公司內部設立專門的分布式發電業務版塊。

⑷可再生能源和熱電聯產的上網電量反映其社會效益，在高滲透率的情況下，不采取固定電價制度，而采取差異化(根據時間) 的強制收購電價制度或溢價制度促使分布式發電高效運行，例如峰荷時多發電，提高中型、大型分布式發電的可控性和儲能能力。

⑸分布式發電的并網費應是直接型并受電網公司管制，電網公司應制定透明并標準化的并網收費計算方法。直接型并網收費無法補償電網公司因分布式發電接入而增加的成本，這部分成本通過系統使用費形式向所有電力用戶分攤。

6 結語

理順分布式發電接入的技術和政策問題，才能有效推進分布式發電的有序發展，實現節能減排的目標。

[1]祝達康，龐愛莉．分布式供能系統發電機組接入上海電網的思考 [J]．上海節能，2005，(6)．

[2]陳琳．布式發電接入電力系統若干問題的研究[A].浙江大學，2007．

[3]韓曉平．分布式能源設計若干問題探索[A]．中國能源網，2009．

Study on Policy and Measure of Connect with the Main Net on the Distributed Generation

HU Bo, WANG Shao-yong
(Guangdong Electric Power Design Institute, Guangzhou 510663, China)

State energy of fi ce will build natural gas Distributed Power Station Project actively in twelve fi ve-year plan period.Standard of Connect with the Main Net are not issued so that Con fl ict was extruded.The article give some Suggestions of Policy and Measure base on problems and drawbacks,consult about foreign experience,combine with using energy tactic.

distributed generation; connect with the main net; study of policy and measure.

TM621

B

1671-9913(2011)02-0050-07

2011-01-28

胡波 (1969- )，女，湖南益陽人，高級工程師。