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微電網(wǎng)大抉擇,在發(fā)展十字路口的思考
發(fā)表時(shí)間:2020-08-25     閱讀次數:     字體:【

微電網(wǎng)分為離網(wǎng)型微電網(wǎng)與并網(wǎng)型微電網(wǎng)。離網(wǎng)型微電網(wǎng)一般用于解決偏遠地區或海島地區的供電需求,就技術(shù)經(jīng)濟性而言,它是主網(wǎng)延伸不得已的選擇,其發(fā)展具有必然性;而并網(wǎng)型微電網(wǎng)則不同,它只是局部地區供電方式中可供選擇的一種解決方案,而非唯一的解決方案。因此相比離網(wǎng)型微電網(wǎng),并網(wǎng)型微電網(wǎng)如何發(fā)展更加值得思考。以下討論均指并網(wǎng)型微電網(wǎng),簡(jiǎn)稱(chēng)微電網(wǎng)。

并網(wǎng)型微電網(wǎng)具備微型、清潔、自平衡、孤網(wǎng)運行等主要技術(shù)特征。近幾年,無(wú)論是指導文件還是示范項目,均在鼓勵并網(wǎng)型微電網(wǎng)商業(yè)化發(fā)展,然而實(shí)際效果卻不盡如人意。業(yè)內比較一致的看法是,微電網(wǎng)陷入困境主要是由于壟斷體制與市場(chǎng)機制的改革不到位,無(wú)法發(fā)揮微電網(wǎng)就近供電與售電的成本優(yōu)勢,以及支援系統的靈活性?xún)?yōu)勢。但業(yè)內同時(shí)認為,只要未來(lái)有合適的市場(chǎng)機制,微電網(wǎng)的發(fā)展一定會(huì )有廣闊空間。然而,市場(chǎng)機制的本質(zhì)是資源的稀缺性和必要性,如果在未來(lái)電力系統中并不需要微電網(wǎng)這類(lèi)資源,那么有利于微電網(wǎng)商業(yè)化發(fā)展的市場(chǎng)機制也許永遠不會(huì )到來(lái)。

“十四五”電力系統格局的走向對微電網(wǎng)發(fā)展將有至關(guān)重要的影響!笆奈濉彪娏ω摵稍鏊俅蟾怕蕰(huì )比過(guò)往進(jìn)一步放緩,在此負荷增速的背景下,若仍然只重視大型電站、網(wǎng)架建設等傳統電力解決方案,那么微電網(wǎng)是否需要發(fā)展、怎么發(fā)展是該產(chǎn)業(yè)值得深思的問(wèn)題。

一、從技術(shù)角度而言,我們是否需要微電網(wǎng)

從并網(wǎng)型微電網(wǎng)的技術(shù)特征分析,它能通過(guò)配電設施建立與用戶(hù)的直接供電關(guān)系,提高分布式清潔能源消納比例與利用效率;通過(guò)有效管理局部區域的分布式清潔能源,減少局部分布式清潔能源并網(wǎng)比例較高情況下對電網(wǎng)的沖擊;通過(guò)孤網(wǎng)運行能力,提升大電網(wǎng)故障下微電網(wǎng)內部負荷的供電安全;通過(guò)“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同響應,提升對外部電網(wǎng)的有功功率和無(wú)功功率的支援能力。

從上述角度分析,微電網(wǎng)是未來(lái)電力系統非常先進(jìn)的一種解決方案,我們似乎是需要微電網(wǎng)的。然而,上述分析均是基于這些假設:

(一)系統主力電源(包括新能源電站)裝機容量距離負荷發(fā)展有較大缺口,且缺口主要通過(guò)分布式清潔能源的發(fā)展解決;

(二)系統較為薄弱,較難承受大規模分布式清潔能源并網(wǎng)的波動(dòng);

(三)電網(wǎng)可靠性較差,用戶(hù)需要通過(guò)一種技術(shù)革新提升供電可靠性并且保證經(jīng)濟性;

(四)系統調峰、調頻、無(wú)功功率資源不足,需要更加靈活的資源維持系統安全穩定。

當“假設條件(一)”不滿(mǎn)足時(shí),從宏觀(guān)發(fā)展和電力平衡角度看,分布式清潔能源不會(huì )有大規模發(fā)展的基礎,那么為解決大規模分布式清潔能源消納與管理而誕生的微電網(wǎng)自然不會(huì )有廣闊的市場(chǎng)空間。

當“假設條件(二)”不滿(mǎn)足時(shí),即便分布式清潔能源能夠得到大規模發(fā)展,那么因為系統資源(包括電網(wǎng)容量資源與輔助服務(wù)資源)足夠強大,也不需要通過(guò)微電網(wǎng)減少分布式清潔能源對電網(wǎng)的沖擊。

當“假設條件(三)”不滿(mǎn)足時(shí),在供電可靠性已經(jīng)滿(mǎn)足用戶(hù)基本需求的情況下,微電網(wǎng)從“并網(wǎng)”到“孤網(wǎng)”無(wú)縫切換的技術(shù)成本,很難讓用戶(hù)愿意為之買(mǎi)單。

當“假設條件(四)”不滿(mǎn)足時(shí),系統對微電網(wǎng)的輔助服務(wù)容量需求并不強,通過(guò)微電網(wǎng)“源網(wǎng)荷儲”統一控制手段而提升的靈活性資源,很難因為資源稀缺性而發(fā)揮市場(chǎng)價(jià)值。

事實(shí)上,通過(guò)近幾十年電力系統的快速建設,目前我國大部分地區電源是足夠的、電網(wǎng)是較為堅強的,這也是造成現在微電網(wǎng)應用價(jià)值并不太高最本質(zhì)的原因。

二、未來(lái)電力系統格局決定了微電網(wǎng)發(fā)展空間

未來(lái)電力系統是否需要微電網(wǎng)呢?電力負荷的發(fā)展說(shuō)明電力缺口終究會(huì )出現,這意味著(zhù)系統會(huì )有滿(mǎn)足新增負荷供電安全可靠性的需求,也意味著(zhù)系統會(huì )有更多輔助服務(wù)容量的需求。那么這些缺口與需求是通過(guò)大電源建設、遠距離輸電、加強電網(wǎng)冗余度解決?還是通過(guò)大力發(fā)展分布式能源就近供電、加強局部區域“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同管理解決??jì)煞N不同的發(fā)展思路決定了未來(lái)微電網(wǎng)真正的市場(chǎng)空間與價(jià)值。

一個(gè)很簡(jiǎn)單的邏輯是,以微電網(wǎng)為代表的配電網(wǎng)有源化發(fā)展與輸電網(wǎng)堅強化發(fā)展,相互間具有明顯的排斥性。配電網(wǎng)的有源化程度越高,輸電網(wǎng)的建設規模就越;反之,輸電網(wǎng)的輸電容量規劃越大,配電網(wǎng)的接入電源容量就越少。資金究竟是用于輸電網(wǎng)及大電源等傳統電力設施的建設,還是用于分布式電源及微電網(wǎng)等新型電力設施的建設??jì)烧咄瑫r(shí)發(fā)展的冗余結果要么就是這兩者投資都沒(méi)有經(jīng)濟性,要么就是推升用戶(hù)用電成本。

因此從發(fā)展的眼光來(lái)看,未來(lái)負荷的增量提供了重構電力系統格局的契機。雖然微電網(wǎng)是未來(lái)更加高效、更加綠色、更加安全的能源生產(chǎn)與供應解決方案,但是如果未來(lái)電力系統格局并沒(méi)有顛覆性的發(fā)展,那么隨著(zhù)電源容量、電網(wǎng)容量等其他替代模式進(jìn)一步發(fā)展,完整意義上的并網(wǎng)型微電網(wǎng)在未來(lái)也很難有廣闊需求。

三、電改效果決定了當下微電網(wǎng)突破可能性

當然,無(wú)論是未來(lái)還是現在,微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)未必需要與傳統模式分庭抗禮。重視分布式清潔能源大規模發(fā)展與就地平衡的電力系統發(fā)展思路的確有利于微電網(wǎng)的大規模應用,但是即便電力系統格局沒(méi)有顛覆性變化,在負荷仍然主要靠大型電站和電網(wǎng)供電解決的基本面下,微電網(wǎng)作為電力系統技術(shù)模式的有效補充,對于微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)有足夠空間。

在這種情況下,支撐微電網(wǎng)發(fā)展的不是宏觀(guān)需求,而是可落地操作的微觀(guān)解決方案。把分布式清潔能源電力就近供售給用戶(hù)是微電網(wǎng)主要的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式,這種模式對于提升清潔能源利用率、降低用電成本具有積極作用。但這種模式能否運行通暢,恰是當下微電網(wǎng)發(fā)展的主要問(wèn)題。簡(jiǎn)而言之,配售電改革的開(kāi)放性與包容性、電力市場(chǎng)交易機制的合理性與公平性決定了微電網(wǎng)解決方案能否突破。

《推進(jìn)并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設試行辦法》(發(fā)改能源〔2017〕1339號)將并網(wǎng)型微電網(wǎng)運營(yíng)主體定位為擁有配電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)權的第二類(lèi)售電公司,賦予了微電網(wǎng)合法的市場(chǎng)主體身份。然而,恰是這種嚴謹定位,意外地將微電網(wǎng)和增量配電改革交織在一起。因此在增量配電項目落地還并不順利的情況下,微電網(wǎng)項目落地也更加困難。

四、微電網(wǎng)監管模式可以更加靈活

微電網(wǎng)出現的初衷是為了管理大規模并網(wǎng)的分布式清潔能源,其發(fā)展重點(diǎn)也應是解決分布式清潔能源的就地消納與安全管理,而非是與配電網(wǎng)形成“標尺競爭”的發(fā)展。對于微電網(wǎng)而言,面向用戶(hù)供售電并不是目的,而是解決分布式能源消納、提高分布式能源利用效率的手段。因此從這個(gè)角度出發(fā),微電網(wǎng)監管模式上可以創(chuàng )新與突破,不以供電效果作為其主要監管目標,而是以分布式能源消納效果和綜合能效提升作為支撐微電網(wǎng)業(yè)務(wù)存在的依據。

一方面,對于較大規模的微電網(wǎng),仍然可以將其定位為第二類(lèi)售電公司,但在增量配電網(wǎng)遇到的區域劃分、重復供電等難題上需要創(chuàng )新管理與突破。微電網(wǎng)存在的必要性和取得經(jīng)營(yíng)主體身份的合法性,應重點(diǎn)考慮分布式清潔能源、供電設施、用戶(hù)負荷的匹配,以及從電氣物理層面作為電力系統的一個(gè)可控響應單元的能力,而非空間層面供電區域的劃分;谂潆娫O施電氣物理層面的供電對象劃分,對于分布式清潔能源就地消納以及靈活性資源提升的意義更大,更加符合微電網(wǎng)這一形態(tài)出現的初衷。

另一方面,對于更小規模的微電網(wǎng),可以將其定位為公共配電網(wǎng)末端環(huán)節的技術(shù)補充,服務(wù)于寫(xiě)字樓、商業(yè)綜合體等轉供電環(huán)節的綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù),利用微電網(wǎng)模式賦予這類(lèi)主體合法供電身份并優(yōu)化其供電管理,既能夠幫助解決我國轉供電環(huán)節合法服務(wù)主體缺失的問(wèn)題,又能夠助力用戶(hù)側綜合能源服務(wù)業(yè)態(tài)的發(fā)展。同時(shí),微電網(wǎng)“源網(wǎng)荷儲”統一管理思路更有助于這類(lèi)負荷聚集單元的可控可響應,相比一般意義上的轉供電,更有助于提升電力系統的靈活性。

五、微電網(wǎng)技術(shù)特征發(fā)展應圍繞市場(chǎng)需求

如前所述,只有在特定條件下,完全技術(shù)特征意義上的微電網(wǎng)才是被系統完全需要的。在系統宏觀(guān)基本面還無(wú)法給予微電網(wǎng)所有技術(shù)特征價(jià)值實(shí)現時(shí),它的一些技術(shù)要求就顯得有些雞肋,比如可再生能源占比要求,再比如具備自我平衡運行能力和孤網(wǎng)運行能力技術(shù)要求。

可再生能源應占比多少,這更多取決于資源條件、場(chǎng)地條件、經(jīng)濟性條件以及微電網(wǎng)的經(jīng)營(yíng)方式;微電網(wǎng)能否自我平衡,歸根結底應取決于市場(chǎng)需求,一方面是內部電源開(kāi)發(fā)的技術(shù)及經(jīng)濟性,另一方面是與外部電力市場(chǎng)交易的成本以及與外部電網(wǎng)結算的輸配電費(含容量費)成本;孤網(wǎng)運行能力同樣如此,從“并網(wǎng)”到“孤網(wǎng)”無(wú)縫切換的技術(shù)成本并不低,能否通過(guò)孤網(wǎng)運行產(chǎn)生收益就很關(guān)鍵,它取決于用戶(hù)是否需要該項目提供孤網(wǎng)運行服務(wù)并且愿意為之買(mǎi)單,或者市場(chǎng)能否為這個(gè)單元提供了可中斷負荷能力而買(mǎi)單。

因此就鼓勵微電網(wǎng)業(yè)態(tài)發(fā)展而言,除一些基本技術(shù)要求外,并不需要用統一技術(shù)標準完全限制微電網(wǎng)項目的技術(shù)形態(tài)。

六、結語(yǔ)

毫無(wú)疑問(wèn),微電網(wǎng)是一種更先進(jìn)、更高效、更綠色的能源生產(chǎn)與消費模式,但支撐其發(fā)展的既不是空中樓閣的技術(shù)優(yōu)勢,也不是紅頭文件的鼓勵,而是真正的市場(chǎng)需求。微電網(wǎng)市場(chǎng)空間取決于未來(lái)電力系統的發(fā)展格局,微電網(wǎng)能否落地取決于體制機制改革效果,微電網(wǎng)是否具備市場(chǎng)活力則與監管方式靈活性相關(guān)。

總之,微電網(wǎng)雖然還處于試點(diǎn)示范階段,還沒(méi)有體現出太多商業(yè)投資價(jià)值,但是若只在電力系統容量發(fā)展以及體制機制改革的既定軌跡下,微電網(wǎng)已然面臨能否發(fā)展、如何發(fā)展的抉擇。

原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年8月7日第31期

 
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