Distributed photovoltaics, which are facing the problem of absorption, are trying to break free from the "bottleneck" of the power grid to seek new ways out.

Huaxia Energy Network learned that in mid-June, the Sichuan Development and Reform Commission and the Sichuan Provincial Energy Bureau jointly issued the "Notice on Doing a Good Job in the Development and Construction of Distributed Photovoltaic" (hereinafter referred to as the "Notice"), which took the lead in clarifying that "distributed photovoltaics do not need to obtain power absorption opinions for filing".

Coincidentally, on May 29, the Henan Provincial Development and Reform Commission issued three documents at once on the implementation details of the source-grid-load-storage integration project (the "Implementation Details of Henan Industrial Enterprise Source-grid-load-storage Integration Project (Draft for Comments)", "Implementation Details of Henan Incremental Distribution Network Source-grid-load-storage Integration Project (Draft for Comments)", and "Implementation Details of Henan Rural Area Source-grid-load-storage Integration Project (Draft for Comments)"), proposing the strategic goal of "gradually exploring the construction of off-grid microgrids and forming a stable local green electricity supply".

The new policies successively introduced by Sichuan and Henan are closely related to the "red zone" problem caused by the shortage of distribution network capacity since 2023. In some local areas, there are even distributed photovoltaic projects that have been notified to connect to the grid and are required to abandon light for a few hours at noon.

To understand the new policies of the two provinces, we must first clarify the relationship between distributed photovoltaics and the grid - the grid is well-connected, which can allow distributed photovoltaics to achieve leapfrog development; the grid is stretched, and the distributed photovoltaic consumption is blocked, and the hot development momentum quickly dies down.

So, in the case that distributed photovoltaics are difficult to develop in a short period of time in the construction of the grid, are there some realistic and feasible breakthrough paths?

Can distributed filing bypass the grid?

Let's first look at Sichuan's "new policy" for distributed photovoltaic filing: distributed photovoltaic filing "does not require the opinion of power consumption".

The "Notice" also emphasizes that for areas that set pre-conditions for distributed photovoltaic filing, the relevant municipal (state) energy authorities should immediately organize self-inspection and self-correction, and make immediate rectifications, and shall not increase or decrease the conditions for distributed photovoltaic filing review without authorization.

Huaxia Energy Network noted that in the relevant documents on distributed photovoltaic project management issued by Sichuan Province in 2017, it was required that distributed photovoltaic projects included in the construction scale index management must provide the opinions of power grid enterprises for filing.

The specific filing conditions are "for single projects below 2MW, the municipal (state) power grid company shall issue a consumption opinion, and for projects above 2MW and below 20MW, the provincial power grid company shall issue a consumption opinion".

By comparison, it can be seen that the new policy has made a "big reversal". Whether it is a project below 2MW or a project above 2MW, that is to say, all distributed photovoltaic projects including household photovoltaics and industrial and commercial photovoltaics do not need the power consumption opinion of the power grid company.

The original intention of Sichuan's "new policy" for distributed photovoltaic filing may be related to the general trend of "simplifying the filing process" for distributed photovoltaics.

However, some household photovoltaic practitioners in Sichuan told China Energy Network that Sichuan's distributed photovoltaics have recently encountered difficulties in connecting to the grid because they are close to the upper limit of the distribution network capacity space. Therefore, the issuance of the "Notice" aims to release and expand the installed capacity and promote the development of distributed photovoltaics in Sichuan.

Since 2023, in some cities and counties in Hebei, Shandong and Henan, due to the saturation of the distribution network carrying capacity, household photovoltaics have been stopped from applying for grid connection on the 380V side. Subsequently, the National Energy Administration organized an investigation and assessment, which showed that in only six provinces, namely Shandong, Heilongjiang, Henan, Zhejiang, Guangdong and Fujian, there were more than 150 areas where distributed photovoltaics had no new grid connection space.

Entering 2024, more and more provinces have encountered the problem of red zones for distributed photovoltaic grid connection (see previous report: "Distributed photovoltaics are caught in the "growing pains": grid capacity is in crisis, how to solve the "red zone" for consumption? | In-depth"): At the end of February, the rooftop distributed photovoltaic projects in Xiangtan City, Hunan Province were suspended; on May 23, Kailu County, Tongliao City, Inner Mongolia Autonomous Region temporarily suspended the filing of household distributed photovoltaic projects; on June 17, Lingshui County, Hainan Province suspended the filing of distributed photovoltaic projects...

What effects will Sichuan's choice to "leave aside" the "new policy" for distributed photovoltaic filing of power grid companies produce?

First of all, the filing speed will definitely be accelerated. More importantly, without the "hard lever" of power grid companies' power consumption opinions, theoretically, there will be no such thing as power grid companies "blocking projects".

But the question is, what if the distribution network is not enough? This is still the current reality. If the cities (prefectures) in Sichuan also become hot spots for grid connection because they are approaching the upper limit of the distribution network capacity, it is not ruled out that the government will issue a red-headed document to announce the suspension of the filing of distributed photovoltaic projects.

In fact, the core reason that really determines whether distributed photovoltaics can be connected to the grid is not the filing process, but the need to build more distribution networks.

But the construction of distribution networks is not achieved overnight. Although the construction of distribution networks has been included in the plans of governments at all levels, the core issue of "who is the main body of construction" has not been clarified.

The focus of grid construction work of large power grids is still on transmission; provincial energy plans rarely clarify how the construction of distribution networks is implemented; after the setback of incremental distribution networks, social capital's interest in distribution networks has also disappeared.

Moreover, even if the expansion of distribution networks is soon implemented, the space is not unlimited. Even if the distribution network is doubled, as distributed photovoltaics continue to increase in volume, they will soon face the problem of grid connection again.

What is the lifeline of source-grid-storage-load integration?

Henan's idea is "source-grid-load-storage integration".

The so-called "source-grid-load-storage integration" refers to the integration of power sources, grids, loads and energy storage within a certain area, especially within the scope of small distribution networks, to improve the flexibility, reliability and sustainability of regional power supply and demand. It is mainly a small system tailored to adapt to the characteristics of new energy power generation.

Since 2022, under the call of national policies, various provinces have actively applied for a large number of pilot projects of source-grid-load-storage. However, as of now, there are only a handful of pilot projects of source-grid-load-storage in various places that have really been completed.

The main reason is that the distribution network does not have its own independent power supply. Many large electricity users, such as industrial parks or industrial enterprises, hope to achieve direct supply of wind and light green electricity, and then match the corresponding loads and energy storage.

However, in reality in various provinces, large power grids strictly control the power access of distribution networks, and the integration of source-grid-load-storage has been in a "suspended" state.

Henan's idea of ​​integrating source-grid-load-storage (in the stage of soliciting opinions) is still remarkable.

In the Henan source-grid-load-storage integration model, the distribution network is transformed into an active distribution network, which means that distributed photovoltaics are allocated to the distribution network, and then green electricity is directly supplied to the surrounding loads, that is, new energy is not connected to the large power grid, but directly connected to the parks, industrial enterprises and other power users under the pilot project.

What are the benefits of not connecting to the large power grid?

One of the benefits is that it saves the grid access fee to the large power grid and reduces the cost of electricity. For example, an industrial and commercial user in Henan connected to a 110 kV substation needs to pay a grid access fee of 0.121 yuan/kWh. An enterprise with an annual electricity consumption of 500 million kWh can save about 60 million yuan in electricity bills per year.

Another major benefit is the increase in the "quantity and price certainty" of distributed power generation. If distributed photovoltaics can directly supply electricity to surrounding loads through the distribution network, the power consumption will be more guaranteed, and the electricity price will not be "controlled" by various factors. The certainty of quantity and price has increased, and the benefits are naturally more guaranteed.

However, the policy is idealistic, and there will be many challenges in implementation.

The document states, "Gradually explore the construction of off-grid microgrids to form a stable supply of green electricity on site." Henan's source-grid-load-storage integration model, which attempts to break the old pattern of the power grid, is actually still in the hands of the large power grid, because it cannot do without the large power grid.

The volatility and intermittent characteristics of distributed photovoltaic power generation will not change.

Even if the load end of the source-grid-load-storage integration project - surrounding parks and industrial and commercial enterprises, hopes to directly access distributed photovoltaics, and distributed photovoltaics also hopes to directly supply surrounding parks and industrial and commercial enterprises, what to do when distributed photovoltaics cannot generate electricity? How can continuous loads withstand "garbage electricity"?

Therefore, it is worth noting that the second document of Henan Province mentioned that "incremental distribution network projects should, in principle, be equipped with centralized independent energy storage devices of no less than 15% of the scale of new energy." Henan's requirements for distribution and storage also take into account the problem of power supply stability.

In fact, the touchstone for testing Henan's source-grid-load-storage integration model or "off-grid microgrid" is whether the surrounding thermal power plants can be allocated to it while the active distribution network is connected to wind power photovoltaic distributed new energy.

Without this, the "junk electricity" characteristics of wind and solar power cannot be overcome, and this model cannot work.

Distributed photovoltaics cannot "fly solo" off the grid

Looking back on the development of distributed photovoltaics, there was a short "honeymoon period" between distributed photovoltaics and large power grids.

When the overall proportion of new energy installed capacity and power generation was very small, every kilowatt-hour of electricity generated by distributed photovoltaics would be fully purchased by the large power grid at a guaranteed price. At that time, distributed photovoltaics could "grow wildly", and there was no difficulty in connecting to the grid due to insufficient distribution network capacity, nor would they be forced to abandon the light after connecting to the grid because the grid could not absorb it.

Once distributed photovoltaics soared and increased in volume, especially when the installed capacity and power generation of new energy exceeded the carrying capacity of the large power grid, the slow-moving large power grid was a bit unaccustomed, and the manifestation was the difficulty of distributed photovoltaics connecting to the grid and abandoning light. In terms of abandoning light, taking Henan, a province with a large number of distributed photovoltaics, as an example, since 2023, distributed photovoltaic owners in many places in Henan have been notified of a 5-7 hour suspension of power generation at noon.

At a time when conflicts between sources and networks are frequent, relevant departments have made adjustments to the 95% consumption red line for new energy.

On the evening of May 29, the State Council issued the "2024-2025 Energy Conservation and Carbon Reduction Action Plan" (hereinafter referred to as the "Action Plan"), proposing that under the premise of ensuring economic efficiency, the utilization rate of new energy in areas with better resource conditions can be reduced to 90%.

Industry insiders believe that the reduction in the utilization rate of new energy is aimed at freeing up space for the further growth of new energy installed capacity, and predict that this policy adjustment will drive nearly 100GW of new wind power and photovoltaic installed capacity.

However, what is overlooked by the outside world is that while loosening the red line of new energy consumption in the power grid, the "Action Plan" specifically proposes to "enhance the power grid's ability to absorb renewable energy and increase the development of non-fossil energy", and "by the end of 2025, the proportion of non-fossil energy power generation in the country will reach about 39%."

In other words, if new energy, including distributed photovoltaics, wants to achieve further development, the upgrade of the power grid is the most critical link.

In order to effectively alleviate the "trouble" of distributed photovoltaics in connecting to the grid, distributed photovoltaics need to work closely with the power grid and fully mobilize the enthusiasm of the power grid. The simplified filing procedures adopted by various places to promote the growth of local distributed photovoltaic installations, as well as the practice of trying to build "off-grid microgrids", are difficult to succeed without effective cooperation from the grid.

In recent years, there have been many conflicts between sources and networks, which are also closely related to the distributed photovoltaic development model led by local governments.

The wind and solar distributed installations in various places are given priority, but the supporting grid infrastructure is ignored while planning for new energy. As a result, distributed photovoltaic projects are launched quickly and fiercely, but the construction of supporting grids is slow.

"The person who tied the bell must untie it." To fundamentally solve the problem of grid connection and abandoned light, it is crucial to plan and promote distributed photovoltaics and grids in an integrated manner. If the improvement of the grid's acceptance, configuration and regulation capabilities for clean energy is ignored, the development of distributed photovoltaics will become a sourceless water and a rootless tree. Distributed photovoltaics cannot "fly alone" off the grid.