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现货市场机制下蒙西地区光伏项目支架形式选取分析
2025-08-285
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一、研究背景

202529日,国家发改委、国家能源局联合印发《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》【发改价格〔2025136号】(简称136号文),标志着新能源项目全面进入电价市场化的发展周期。136号文件发布后,存量光伏项目收益来源由之前的保障性收益+现货交易收益变成了机制电价收益+现货交易收益。而对于增量新能源项目,暂不安排新增纳入机制的电量后续根据年度非水电可再生能源电力消纳责任权重完成情况,以及用户承受能力等因素,结合电力市场运行实际及新能源项目收益等再行统筹考虑。综上,后续集中式、分布式(分散式)等各类新能源项目均全容量进入现货市场,进行电量电价交易。

随着136号文件落地,全国20余省份新能源项目陆续全面入市,在现货市场的机制下,加剧了午间谷电现象,各省午间电价调整如下表:

1-1  各省午间电价时段统计表

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二、现货价格曲线分析及相关问题

以蒙西地区为例,根据收集的蒙西地区的现货曲线,对蒙西地区现货价格进行分析,总体规律如下:

蒙西地区现货曲线呈现出明显的白天低晚上高的特点,低谷一般出现在中午(1115点),价格高峰一般出现在傍晚(1620点)或凌晨(57点)。

蒙西地区一般低谷时段(午间)有36个小时,高峰时间有22小时时间段。

以鄂尔多斯地区为例,2024年,该地区峰谷差电价超过1000/MWh 的天数达到184天,地区220kV站的分时电价按日最大峰谷差均值约为910.5/MWh500kV站分时电价按日最大峰谷差均值约为900.6/MWh
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2-1  鄂尔多斯地区某500kV220kV变电站现货曲线

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2-2  鄂尔多斯地区现货曲线电价分布柱状图

由以上分析可知,当前现货价格市场的最显著特征为:午间低电价。而光伏发电出力曲线的高峰值恰恰出现在该时段,随着新能源广泛进入现货市场,伴随该特征的出现,直接导致了光伏发电的价值降低。

三、研究目的

根据调整后的市场化现货价格曲线,对采用不同形式支架方案的光伏出力情况进行模拟,分析符合当前市场环境下相对较优的方案。

四、不同支架方案布置

以内蒙古鄂尔多斯地区为例,采用Solargis数据分析可知,地区水平面辐射量为1711kWh/m2,地面反射率为0.27。各比选方案均采用1400715Wp的双面NTopCon组件和3320kW逆变器组成1MWp的光伏项目。

各方案具体如下:

1)常规最佳倾角支架(最佳倾角为39°);

2)平单轴支架(跟踪范围-45°45°);

3)正东西向最佳倾角布置(1/2向东+1/2向西-最佳倾角为39°);

4)南向垂直支架;

5)东西向垂直支架(正面向东);

6)东西向垂直支架(正面向西);

7)东西向垂直支架(1/2向东+1/2向西);

8)东西向垂直支架(1/2向东+1/2向西-方位角45°);

9)东西向垂直支架(正面向东-方位角45°)。

10)平单轴支架(跟踪范围-60°60°)

各方案布置图如下:

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4-1  方案1常规最佳倾角支架(最佳倾角为39°)布置方案

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4-2  方案2(跟踪范围-45°45°)和方案10(跟踪范围-60°60°)平单轴支架布置方案(俩方案间距不同)

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4-3  方案3正东西向最佳倾角支架布置方案(最佳倾角为39°)

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4-4  方案4向南垂直支架布置方案

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4-5  方案5(向东)、方案6(向西)、方案7东西向垂直支架(1/2向东+1/2向西)垂直支架布置方案

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4-6  方案8东西向垂直支架(1/2向东+1/2向西)(45°方位角)布置方案

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4-7  方案9东向垂直(45°方位角)布置方案

五、各方案发电量曲线特征及现货交易收益分析

通过软件模拟,得出相关方案的年平均发电量,见下图。

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5-1  年平均出力曲线

从上图可以看出,两个平单轴支架方案(方案2和方案10)和方案7东西向垂直支架(1/2向东+1/2向西)的出力曲线明显有两个峰值,方案8东西向垂直支架(1/2向东+1/2向西-带方位角45°)的出力曲线在上午及下午均出现两个小型峰值,中午时段达到最高峰(详见典型日曲线)。其他支架形式的出力曲线呈单峰曲线。
将上述各种方案按照现货曲线测算发电量收益后,结果见下表。

5-1  几种支架方案各指标年总值对比表

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根据上表,蒙西地区光伏项目全部发电量参与现货交易时,平单轴优势最大,其次为常规最佳倾角方案。平单轴支架跟踪范围(常规跟踪范围为-45°~45°)扩大至60°时,电价收益会比占地面积和支架费用增加费用高,虽然垂直支架可以有效避开午间低谷时段,但一年总收益低30%以上。

六、典型日现货曲线与发电量曲线对比分析

各种支架方案一年四季春夏秋冬典型日发电量与现货曲线如下图:

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6-1  典型日(春分)现货曲线与发电量曲线对比图

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6-2  典型日(夏至)现货曲线与发电量曲线对比图

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6-3  典型日(秋分)现货曲线与发电量曲线对比图

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6-4  典型日(冬至)现货曲线与发电量曲线对比图

各种支架方案典型日发电量和收益统计表见下表。

6-1  几种支架方案典型日发电量和收益对比统计表

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通过典型日对比分析发现,春季采用平单轴支架(跟踪范围-45°45°)的方案2要比常规最佳倾角支架(方案1)电价收益多94.23%;采用平单轴支架(跟踪范围-60°60°)的方案10要比常规最佳倾角支架(方案1)电价收益多111.12%;采用东西向垂直支架(正面向西)方案6也比方案1电价收益高67.64%;采用东西向垂直支架(向东+向西)的方案7电价收益也高出10.56%

夏季几种支架方案的角度均高于夏季最佳倾角,因此电价收益无明显差异。

秋季采用平单轴支架(跟踪范围-45°45°)的方案2要比常规最佳倾角支架(方案1)电价收益多33.31%;采用平单轴支架(跟踪范围-60°60°)的方案10要比常规最佳倾角支架(方案1)电价收益多40.23%,其他方案无明显优势。

冬季采用南向垂直支架的方案4的电价收益比方案1高出1.77%,这时由于双面组件增益发挥了至关重要的作用。

七、结论与思考

1. 在蒙西地区,光伏项目的全部发电量参与市场现货交易时,采用平单轴支架优势较大。且春秋季可以将跟踪范围扩大至60°,以获得更高的电价收益。

2. 采用常规最佳倾角方案可相应配置储能,发挥储能的削峰填谷功能,将午间谷电暂存在储能设备,可在傍晚高峰时段以峰值电价放电,获得较高电价收益。

3. 高纬度雪季较长的地区,采用南北向垂直安装方案结合HJT组件,可使双面组件增益较大,有效增加电价收益。

4. 单纯的垂直轴支架经济效益一般,如不可避免采用该方式布置,南北向垂直安装方式在垂直轴支架中最优。

5. 垂直轴支架可适用于部分特殊场景如:特殊农光互补(蔬菜/草药等矮灌木类农作物),既不影响农作物生长,又可避开午间谷电现象;高纬地区(特别是冬季较长的地区),结合HJT组件(双面率高达95%)优势更大。公路或铁路沿线高架护栏,结合五强组件(防落石、货物等撞击,五强组件的荷载更大)以及加油站或服务区等特殊场景配置储能和充电桩可以发挥更大优势。飞机场外围栅栏,结合防眩光组件,既能满足防眩光要求也有一定电价收益。建筑外立面、牧场外围栅栏以及无高建筑物遮挡的空旷地区(高尔夫球场或别墅区栅栏)等。

6. 在单一项目中可以混搭几种支架,以求最大电价收益。

7. 由于不同地区每个项目地形等原因,占地面积不同,项目土地征租地费用、土地补偿费用以及土地使用税等不同,导致项目投资有差异。本文仅从发电量电价收益方面进行论述,项目最终方案还需具体项目具体分析。
来源:益赫电力设计

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