一、我國分布式光伏發(fā)展態(tài)勢

光伏產(chǎn)業(yè)作為我國的突出優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，技術水平和應用規(guī)模連續(xù)多年領跑全球。在能源安全新戰(zhàn)略和“雙碳”目標的引領下，我國的光伏發(fā)電繼續(xù)保持強勁的增長勢頭，正逐步成為新型電力系統(tǒng)中的主體能源之一。

在成本快速下降和補貼政策的雙重作用下，用電側小規(guī)模分散式建設的分布式光伏電站發(fā)展迅速。自2017年起，全國新增光伏裝機由集中式電站占絕大多數(shù)轉變?yōu)榧惺胶头植际诫娬静Ⅰ{齊驅。據(jù)國家能源局統(tǒng)計，截至2021年底，分布式光伏累計并網(wǎng)容量107.5吉瓦，占光伏總裝機容量的35%。特別是2021年以來，在整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)等政策的刺激下，新增分布式光伏裝機首次超過集中式光伏。特別值得注意的是，戶用光伏裝機出現(xiàn)爆發(fā)式增長，2021年新增裝機21.5吉瓦，占比接近分布式光伏新增裝機的四分之三。分布式光伏在用戶側的市場活力和滲透力可見一斑。

2021年底，國資委印發(fā)《關于推進中央企業(yè)高質量發(fā)展做好碳達峰碳中和工作的指導意見》；國家能源局等三部門印發(fā)《加快農(nóng)村能源轉型發(fā)展助力鄉(xiāng)村振興的實施意見》；工信部等五部門聯(lián)合發(fā)布《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2025年）》。國家層面密集發(fā)文，大力引導、支持分布式光伏高質量快速發(fā)展。可以預見，我國的分布式光伏裝機規(guī)模將繼續(xù)保持迅猛的增長勢頭，分布式光伏也將在科技創(chuàng)新的助力下與新型電力系統(tǒng)深度融合，為實現(xiàn)能源綠色低碳轉型發(fā)揮越來越顯著的作用。

二、分布式光伏主要應用場景

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量小，形式靈活多樣，在廣大的城鄉(xiāng)地區(qū)，便于與負荷中心和閑置空間結合；所發(fā)電力就地消納，可有效推動各地區(qū)、各行業(yè)的可再生能源替代和“雙碳”進程。目前，建筑、交通、設施農(nóng)業(yè)、通信等領域已成為分布式光伏的主要應用場景，以“光伏+”的形式實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)與場地、設施的功能性融合，助力智慧城市基礎設施與智能網(wǎng)聯(lián)汽車協(xié)同發(fā)展，助力城鄉(xiāng)基礎設施補短板和更新改造。

（一）光伏+建筑

建筑上的分布式光伏系統(tǒng)有安裝式光伏電站（BAPV）和光伏建筑一體化電站（BIPV）兩種形式。應用最廣泛的屋頂光伏電站屬于BAPV系統(tǒng)；BIPV系統(tǒng)則指將光伏組件作為建材，成為建筑物本身的一部分，例如光伏幕墻、光伏遮陽板、直接取代彩鋼瓦屋面的光伏屋面等。

建筑是最常見的負荷中心，光伏發(fā)電系統(tǒng)就地為建筑供電，自發(fā)自用，既可避免遠距離輸電造成的電能損耗，又能夠實現(xiàn)建筑用電的可再生能源替代，有效降低建筑系統(tǒng)的碳排放。此外，BIPV系統(tǒng)中的光伏構件還承擔建筑圍護結構、外觀裝飾等功能。

（二）光伏+交通

隨著電動汽車的普及，光儲充一體式車棚成為熱門的分布式光伏應用形式。光伏系統(tǒng)就地為電動汽車充電，余電上網(wǎng)，還可利用分布式儲能系統(tǒng)進行能量時移，平抑光伏發(fā)電波動和負荷波動。

公共道路體系中，光伏路燈是應用最早、最廣泛的分布式光伏形式。近幾年，光伏公交站臺、光伏加油站、道路護坡光伏電站等也大量涌現(xiàn)，還出現(xiàn)了光伏地磚、光伏公路等探索性的應用。

（三）光伏+通信

隨著我國通信服務覆蓋面的擴大和通信技術更新?lián)Q代，偏遠地區(qū)通信基站供電不便和基站設備功耗劇增的狀況越發(fā)突出。因此，為通信基站配套分布式光伏電站，就地供電，可有效降低供電成本，提高供電保障能力。

（四）光伏+設施農(nóng)業(yè)

在日光溫室、玻璃溫室等種植設施和牛棚、雞舍等養(yǎng)殖設施上安裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，可以就地為供暖、供液、照明補光設備供電，不僅能夠降低用電成本，還能利用余電上網(wǎng)為農(nóng)村帶來發(fā)電收益，同時有助于降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的碳排放。

（五）分布式光伏的其他應用場景

近年來，各路廠商開發(fā)了形形色色的光伏應用產(chǎn)品，例如光伏地燈、光伏智能垃圾箱、光伏帳篷、光伏背包等，以日用、展示、應急等用途為主。很多共享單車也安裝了光伏組件，用于給智能車鎖供電。光伏技術的日常應用已相當成熟、普及，未來還將有更豐富的應用場景被發(fā)掘、拓展。

三、分布式光伏關鍵技術創(chuàng)新方向

（一）分布式光伏系統(tǒng)設備創(chuàng)新方向

分布式光伏系統(tǒng)通常安裝在建筑上，或與各類設備設施相結合，其應用場景的特點對系統(tǒng)的特性提出了如下需求：

1.作為小規(guī)模、大數(shù)量、高度分散的工程項目，分布式光伏電站的設計、建造應盡可能標準化；

2.靠近生產(chǎn)生活設施的分布式光伏電站應保證安全性；

3.分布式電站的光伏組件常受到周邊建筑和設施的遮擋，陰影易導致組件產(chǎn)生熱斑，甚至損毀，也會造成組串內各塊組件工作電流差異大，產(chǎn)生“短板效應”，顯著降低發(fā)電量，需要從設計和設備兩端充分考慮陰影遮擋的影響，盡可能提高發(fā)電量。

為提高分布式光伏電站，特別是小型戶用光伏電站的設計、施工的標準化程度，即插即用式系統(tǒng)是一種有效的解決方案。將光伏組件、逆變器、小型儲能設備和電纜、夾具等配件高度集成，并改進電氣連接方式，使安裝操作簡化為直接插接或壓接，不僅能大幅提高施工效率，還能提高安全性。即插即用式系統(tǒng)解決方案的推廣可行性，很大程度上決定了集成系統(tǒng)對農(nóng)村住宅和小型建筑物的適用性。

分布式光伏系統(tǒng)作為電氣系統(tǒng)，存在漏電、起火等事故風險。因此，組串級甚至組件級的關斷器有必要推廣應用。目前，關斷器的成本較高，在國內的應用規(guī)模較小；統(tǒng)一標準，降低成本，應是重點攻關方向。BIPV系統(tǒng)相較于常規(guī)的屋頂電站，更靠近于建筑內的人員財物，安全性至關重要；除電氣安全外，結構安全性、材料環(huán)保性等也應是進一步研發(fā)和標準化的核心關注點。

由于組串內各塊組件的額定電氣參數(shù)有微小差異，受到的陰影遮擋、污穢遮擋等情況也不同，使得輸出電流失配，造成功率損失。而微型逆變器和組件級優(yōu)化器能使每塊組件工作在最大功率點上，盡可能地減少損失。對于微型逆變器和組件優(yōu)化器，當前的研發(fā)重點包括優(yōu)化最大功率點追蹤算法、提高器件可靠性、降低自身功率損耗、降低成本等。此外，與常規(guī)逆變器類似的是，微型逆變器和組件優(yōu)化器也需提高智能化程度。

（二）分布式光伏系統(tǒng)運維技術創(chuàng)新方向

分布式光伏電站地理位置分散，業(yè)主往往不具備光伏專業(yè)知識，運維工作亟需提高自動化、智能化、集約化水平，以降低運維成本，提升工作效率。

基于逆變器等系統(tǒng)設備，利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G通信等先進技術，對大量分布式光伏電站進行集中統(tǒng)一的監(jiān)控，是最具可行性的技術路線。監(jiān)控系統(tǒng)不僅實時監(jiān)測各電站的運行數(shù)據(jù)，還要進行數(shù)據(jù)分析，統(tǒng)計發(fā)電量，計算收益，預測未來發(fā)電走勢；發(fā)現(xiàn)異常情況時，定位故障點，診斷故障類型和程度，從而為人員派遣、檢修事項等運維工作安排提供輔助決策。同時，隨著分布式光伏大規(guī)模、高比例接入配電網(wǎng)，為保障電網(wǎng)電能質量、運行安全，其通過智能監(jiān)控系統(tǒng)參與電網(wǎng)智能化調度也將成為必然趨勢。

此外，運維平臺移動終端、智能清洗機器人、自動化檢測工具等運維設備也是分布式光伏系統(tǒng)運維技術創(chuàng)新的重要突破口。

（三）分布式光伏與多種能源的耦合

在建筑級和園區(qū)級的微網(wǎng)中，分布式光伏是最常見、最重要的能源之一，與電化學儲能、供熱/冷、蓄熱/冷及其他負荷等由能量管理系統(tǒng)集中監(jiān)控、統(tǒng)一調度管理。分布式光伏作為微網(wǎng)中清潔電能的主要來源，其隨機性、波動性經(jīng)能量管理系統(tǒng)的控制，由儲能系統(tǒng)予以平抑，其發(fā)電曲線與負荷曲線的不匹配也由儲能系統(tǒng)予以緩和。通過這種多能耦合的方式，可實現(xiàn)能源的高效利用，助力建筑和園區(qū)的碳減排。

為提高分布式光伏與微網(wǎng)中其他能源和負荷的匹配性，改善電能質量和供電可靠性，降低用電成本，需開發(fā)智能化程度更高的能量管理系統(tǒng)，基于氣象數(shù)據(jù)和光伏出力、負荷等歷史運行數(shù)據(jù)，進行光伏發(fā)電和負荷功率預測，開展多時間尺度的源、荷、儲能量匹配優(yōu)化調度管理。

包含分布式光伏系統(tǒng)的直流微電網(wǎng)或交直流混合微電網(wǎng)是建筑級和園區(qū)級新能源綜合利用的典型形式。對于有大量直流負荷的應用場景，采用直流配電系統(tǒng)，能夠更便利地接入分布式光伏和儲能，并且簡化變換環(huán)節(jié)，減少電能損耗。在電力電子技術提升、儲能應用規(guī)模拓展和能量管理系統(tǒng)優(yōu)化的基礎上，這種“光儲直柔”模式將有效促進分布式光伏與用電側的深度融合。

四、對推動分布式光伏技術創(chuàng)新的建議

分布式光伏在我國已獲得了廣泛的應用，且隨著“雙碳”目標的實現(xiàn)進程推進，應用規(guī)模還將持續(xù)擴大。為有效解決隨之而來的消納、運維等過程中的問題，需從多方面入手促進科技創(chuàng)新，大幅提高分布式光伏系統(tǒng)的智能化水平，切實提升分布式光伏發(fā)電的效率和安全性，從而確保分布式光伏在新型電力系統(tǒng)中能夠大規(guī)模參與平衡，為用電側提供有力支撐。

（一）政策引導鼓勵科技創(chuàng)新應用

一是國家政策和地方政策應形成上下協(xié)同的體系，在《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2025年）》等文件發(fā)布后，地方政策需緊跟國家導向，積極響應，引導落實；二是光伏行業(yè)相關的各部門應相互協(xié)調，在支持政策引領下相互配合；三是對分布式光伏新產(chǎn)品和新技術的研發(fā)可予以獎勵、補貼、減稅等財政支持，通過設立研發(fā)平臺、建設示范項目等多種措施，加大鼓勵力度。

（二）完善標準體系，統(tǒng)一技術口徑

對于不斷推出的新技術、新產(chǎn)品、新設計、新做法，要加快標準制定的速度，保證創(chuàng)新的工程應用有據(jù)可依。對于研發(fā)程度已較為成熟的技術和產(chǎn)品，應在標準層面盡可能統(tǒng)一技術口徑，從而引導新技術和新產(chǎn)品具備較強的普適性，降低從創(chuàng)新研發(fā)到大規(guī)模應用過程中的行業(yè)磨合成本。此外，鼓勵我國光伏從業(yè)人員積極參與國際標準制定，為我國光伏領域研發(fā)創(chuàng)新成果在國際上的推廣應用爭取更廣闊的空間。

（三）發(fā)揮實證作用，確保安全可行

因靠近用戶，項目小而分散，分布式光伏電站的安全性和易用性至關重要。因此，有必要建設可提供各種氣候環(huán)境條件和應用需求條件的實證平臺，在創(chuàng)新技術和產(chǎn)品大規(guī)模推廣之前，充分試用，以確保其安全、可行、易用。

（四）凝聚行業(yè)力量，集中火力攻關

應發(fā)揮行業(yè)協(xié)會、學會、聯(lián)盟等行業(yè)組織的作用，群策群力，在分布式光伏技術創(chuàng)新的方向和內容上達成一定的共識，從而引導行業(yè)內集中火力在亟需攻關的關鍵技術上，盡快取得突破。