一、我國分布式光伏發展態勢
光伏產業作為我國的突出優勢產業，技術水平和應用規模連續多年領跑全球。在能源安全新戰略和“雙碳”目標的引領下，我國的光伏發電繼續保持強勁的增長勢頭，正逐步成為新型電力系統中的主體能源之一。
在成本快速下降和補貼政策的雙重作用下，用電側小規模分散式建設的分布式光伏電站發展迅速。自2017年起，全國新增光伏裝機由集中式電站占絕大多數轉變為集中式和分布式電站并駕齊驅。據國家能源局統計，截至2021年底，分布式光伏累計并網容量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）屋頂分布式光伏開發等政策的刺激下，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，戶用光伏裝機出現爆發式增長，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《關于推進中央企業高質量發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《加快農村能源轉型發展助力鄉村振興的實施意見》；工信部等五部門聯合發布《智能光伏產業創新發展行動計劃（2021-2025年）》。國家層面密集發文，大力引導、支持分布式光伏高質量快速發展。可以預見，我國的分布式光伏裝機規模將繼續保持迅猛的增長勢頭，分布式光伏也將在科技創新的助力下與新型電力系統深度融合，為實現能源綠色低碳轉型發揮越來越顯著的作用。
二、分布式光伏主要應用場景
分布式光伏發電系統裝機容量小，形式靈活多樣，在廣大的城鄉地區，便于與負荷中心和閑置空間結合；所發電力就地消納，可有效推動各地區、各行業的可再生能源替代和“雙碳”進程。目前，建筑、交通、設施農業、通信等領域已成為分布式光伏的主要應用場景，以“光伏+”的形式實現光伏發電系統與場地、設施的功能性融合，助力智慧城市基礎設施與智能網聯汽車協同發展，助力城鄉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；BIPV系統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，光伏發電系統就地為建筑供電，自發自用，既可避免遠距離輸電造成的電能損耗，又能夠實現建筑用電的可再生能源替代，有效降低建筑系統的碳排放。此外，BIPV系統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。光伏系統就地為電動汽車充電，余電上網，還可利用分布式儲能系統進行能量時移，平抑光伏發電波動和負荷波動。
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，還出現了光伏地磚、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換代，偏遠地區通信基站供電不便和基站設備功耗劇增的狀況越發突出。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+設施農業
在日光溫室、玻璃溫室等種植設施和牛棚、雞舍等養殖設施上安裝分布式光伏發電系統，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，還能利用余電上網為農村帶來發電收益，同時有助于降低農業生產過程的碳排放。
（五）分布式光伏的其他應用場景
近年來，各路廠商開發了形形色色的光伏應用產品，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掘、拓展。
三、分布式光伏關鍵技術創新方向
（一）分布式光伏系統設備創新方向
分布式光伏系統通常安裝在建筑上，或與各類設備設施相結合，其應用場景的特點對系統的特性提出了如下需求：
1.作為小規模、大數量、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，產生“短板效應”，顯著降低發電量，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。即插即用式系統解決方案的推廣可行性，很大程度上決定了集成系統對農村住宅和小型建筑物的適用性。
分布式光伏系統作為電氣系統，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，在國內的應用規模較小；統一標準，降低成本，應是重點攻關方向。BIPV系統相較于常規的屋頂電站，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、材料環保性等也應是進一步研發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化器，當前的研發重點包括優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，與常規逆變器類似的是，微型逆變器和組件優化器也需提高智能化程度。
（二）分布式光伏系統運維技術創新方向
分布式光伏電站地理位置分散，業主往往不具備光伏專業知識，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。
基于逆變器等系統設備，利用互聯網、大數據、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一的監控，是最具可行性的技術路線。監控系統不僅實時監測各電站的運行數據，還要進行數據分析，統計發電量，計算收益，預測未來發電走勢；發現異常情況時，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模、高比例接入配電網，為保障電網電能質量、運行安全，其通過智能監控系統參與電網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運維技術創新的重要突破口。
（三）分布式光伏與多種能源的耦合
在建筑級和園區級的微網中，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集中監控、統一調度管理。分布式光伏作為微網中清潔電能的主要來源，其隨機性、波動性經能量管理系統的控制，由儲能系統予以平抑，其發電曲線與負荷曲線的不匹配也由儲能系統予以緩和。通過這種多能耦合的方式，可實現能源的高效利用，助力建筑和園區的碳減排。
為提高分布式光伏與微網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，需開發智能化程度更高的能量管理系統，基于氣象數據和光伏出力、負荷等歷史運行數據，進行光伏發電和負荷功率預測，開展多時間尺度的源、荷、儲能量匹配優化調度管理。
包含分布式光伏系統的直流微電網或交直流混合微電網是建筑級和園區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，能夠更便利地接入分布式光伏和儲能，并且簡化變換環節，減少電能損耗。在電力電子技術提升、儲能應用規模拓展和能量管理系統優化的基礎上，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”目標的實現進程推進，應用規模還將持續擴大。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新，大幅提高分布式光伏系統的智能化水平，切實提升分布式光伏發電的效率和安全性，從而確保分布式光伏在新型電力系統中能夠大規模參與平衡，為用電側提供有力支撐。
（一）政策引導鼓勵科技創新應用
一是國家政策和地方政策應形成上下協同的體系，在《智能光伏產業創新發展行動計劃（2021-2025年）》等文件發布后，地方政策需緊跟國家導向，積極響應，引導落實；二是光伏行業相關的各部門應相互協調，在支持政策引領下相互配合；三是對分布式光伏新產品和新技術的研發可予以獎勵、補貼、減稅等財政支持，通過設立研發平臺、建設示范項目等多種措施，加大鼓勵力度。
（二）完善標準體系，統一技術口徑
對于不斷推出的新技術、新產品、新設計、新做法，要加快標準制定的速度，保證創新的工程應用有據可依。對于研發程度已較為成熟的技術和產品，應在標準層面盡可能統一技術口徑，從而引導新技術和新產品具備較強的普適性，降低從創新研發到大規模應用過程中的行業磨合成本。此外，鼓勵我國光伏從業人員積極參與國際標準制定，為我國光伏領域研發創新成果在國際上的推廣應用爭取更廣闊的空間。
（三）發揮實證作用，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境條件和應用需求條件的實證平臺，在創新技術和產品大規模推廣之前，充分試用，以確保其安全、可行、易用。
（四）凝聚行業力量，集中火力攻關
應發揮行業協會、學會、聯盟等行業組織的作用，群策群力，在分布式光伏技術創新的方向和內容上達成一定的共識，從而引導行業內集中火力在亟需攻關的關鍵技術上，盡快取得突破。
