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微電網大抉擇 在發展十字路口的思考

作者:吳俊宏 來源:能源研究俱樂部 發布時間:2020-11-17 瀏覽:
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中國儲能網訊:微電網分為離網型微電網與并網型微電網。離網型微電網一般用于解決偏遠地區或海島地區的供電需求,就技術經濟性而言,它是主網延伸不得已的選擇,其發展具有必然性;而并網型微電網則不同,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。因此相比離網型微電網,并網型微電網如何發展更加值得思考。以下討論均指并網型微電網,簡稱微電網。

并網型微電網具備微型、清潔、自平衡、孤網運行等主要技術特征。近幾年,無論是指導文件還是示范項目,均在鼓勵并網型微電網商業化發展,然而實際效果卻不盡如人意。業內比較一致的看法是,微電網陷入困境主要是由于壟斷體制與市場機制的改革不到位,無法發揮微電網就近供電與售電的成本優勢,以及支援系統的靈活性優勢。但業內同時認為,只要未來有合適的市場機制,微電網的發展一定會有廣闊空間。然而,市場機制的本質是資源的稀缺性和必要性,如果在未來電力系統中并不需要微電網這類資源,那么有利于微電網商業化發展的市場機制也許永遠不會到來。

“十四五”電力系統格局的走向對微電網發展將有至關重要的影響?!笆奈濉彪娏ω摵稍鏊俅蟾怕蕰冗^往進一步放緩,在此負荷增速的背景下,若仍然只重視大型電站、網架建設等傳統電力解決方案,那么微電網是否需要發展、怎么發展是該產業值得深思的問題。

一、從技術角度而言,我們是否需要微電網

從并網型微電網的技術特征分析,它能通過配電設施建立與用戶的直接供電關系,提高分布式清潔能源消納比例與利用效率;通過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比例較高情況下對電網的沖擊;通過孤網運行能力,提升大電網故障下微電網內部負荷的供電安全;通過“源網荷儲”協同響應,提升對外部電網的有功功率和無功功率的支援能力。

從上述角度分析,微電網是未來電力系統非常先進的一種解決方案,我們似乎是需要微電網的。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展有較大缺口,且缺口主要通過分布式清潔能源的發展解決;

(二)系統較為薄弱,較難承受大規模分布式清潔能源并網的波動;

(三)電網可靠性較差,用戶需要通過一種技術革新提升供電可靠性并且保證經濟性;

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

當“假設條件(一)”不滿足時,從宏觀發展和電力平衡角度看,分布式清潔能源不會有大規模發展的基礎,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自然不會有廣闊的市場空間。

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

當“假設條件(三)”不滿足時,在供電可靠性已經滿足用戶基本需求的情況下,微電網從“并網”到“孤網”無縫切換的技術成本,很難讓用戶愿意為之買單。

當“假設條件(四)”不滿足時,系統對微電網的輔助服務容量需求并不強,通過微電網“源網荷儲”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揮市場價值。

事實上,通過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、電網是較為堅強的,這也是造成現在微電網應用價值并不太高最本質的原因。

二、未來電力系統格局決定了微電網發展空間

未來電力系統是否需要微電網呢?電力負荷的發展說明電力缺口終究會出現,這意味著系統會有滿足新增負荷供電安全可靠性的需求,也意味著系統會有更多輔助服務容量的需求。那么這些缺口與需求是通過大電源建設、遠距離輸電、加強電網冗余度解決?還是通過大力發展分布式能源就近供電、加強局部區域“源網荷儲”協同管理解決?兩種不同的發展思路決定了未來微電網真正的市場空間與價值。

一個很簡單的邏輯是,以微電網為代表的配電網有源化發展與輸電網堅強化發展,相互間具有明顯的排斥性。配電網的有源化程度越高,輸電網的建設規模就越??;反之,輸電網的輸電容量規劃越大,配電網的接入電源容量就越少。資金究竟是用于輸電網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等新型電力設施的建設?兩者同時發展的冗余結果要么就是這兩者投資都沒有經濟性,要么就是推升用戶用電成本。

因此從發展的眼光來看,未來負荷的增量提供了重構電力系統格局的契機。雖然微電網是未來更加高效、更加綠色、更加安全的能源生產與供應解決方案,但是如果未來電力系統格局并沒有顛覆性的發展,那么隨著電源容量、電網容量等其他替代模式進一步發展,完整意義上的并網型微電網在未來也很難有廣闊需求。

三、電改效果決定了當下微電網突破可能性

當然,無論是未來還是現在,微電網產業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展與就地平衡的電力系統發展思路的確有利于微電網的大規模應用,但是即便電力系統格局沒有顛覆性變化,在負荷仍然主要靠大型電站和電網供電解決的基本面下,微電網作為電力系統技術模式的有效補充,對于微電網產業發展已經有足夠空間。

在這種情況下,支撐微電網發展的不是宏觀需求,而是可落地操作的微觀解決方案。把分布式清潔能源電力就近供售給用戶是微電網主要的生產經營模式,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,恰是當下微電網發展的主要問題。簡而言之,配售電改革的開放性與包容性、電力市場交易機制的合理性與公平性決定了微電網解決方案能否突破。

《推進并網型微電網建設試行辦法》(發改能源〔2017〕1339號)將并網型微電網運營主體定位為擁有配電網經營權的第二類售電公司,賦予了微電網合法的市場主體身份。然而,恰是這種嚴謹定位,意外地將微電網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,微電網項目落地也更加困難。

四、微電網監管模式可以更加靈活

微電網出現的初衷是為了管理大規模并網的分布式清潔能源,其發展重點也應是解決分布式清潔能源的就地消納與安全管理,而非是與配電網形成“標尺競爭”的發展。對于微電網而言,面向用戶供售電并不是目的,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。因此從這個角度出發,微電網監管模式上可以創新與突破,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業務存在的依據。

一方面,對于較大規模的微電網,仍然可以將其定位為第二類售電公司,但在增量配電網遇到的區域劃分、重復供電等難題上需要創新管理與突破。微電網存在的必要性和取得經營主體身份的合法性,應重點考慮分布式清潔能源、供電設施、用戶負荷的匹配,以及從電氣物理層面作為電力系統的一個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,更加符合微電網這一形態出現的初衷。

另一方面,對于更小規模的微電網,可以將其定位為公共配電網末端環節的技術補充,服務于寫字樓、商業綜合體等轉供電環節的綜合能源服務業務,利用微電網模式賦予這類主體合法供電身份并優化其供電管理,既能夠幫助解決我國轉供電環節合法服務主體缺失的問題,又能夠助力用戶側綜合能源服務業態的發展。同時,微電網“源網荷儲”統一管理思路更有助于這類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、微電網技術特征發展應圍繞市場需求

如前所述,只有在特定條件下,完全技術特征意義上的微電網才是被系統完全需要的。在系統宏觀基本面還無法給予微電網所有技術特征價值實現時,它的一些技術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運行能力技術要求。

可再生能源應占比多少,這更多取決于資源條件、場地條件、經濟性條件以及微電網的經營方式;微電網能否自我平衡,歸根結底應取決于市場需求,一方面是內部電源開發的技術及經濟性,另一方面是與外部電力市場交易的成本以及與外部電網結算的輸配電費(含容量費)成本;孤網運行能力同樣如此,從“并網”到“孤網”無縫切換的技術成本并不低,能否通過孤網運行產生收益就很關鍵,它取決于用戶是否需要該項目提供孤網運行服務并且愿意為之買單,或者市場能否為這個單元提供了可中斷負荷能力而買單。

因此就鼓勵微電網業態發展而言,除一些基本技術要求外,并不需要用統一技術標準完全限制微電網項目的技術形態。

六、結語

毫無疑問,微電網是一種更先進、更高效、更綠色的能源生產與消費模式,但支撐其發展的既不是空中樓閣的技術優勢,也不是紅頭文件的鼓勵,而是真正的市場需求。微電網市場空間取決于未來電力系統的發展格局,微電網能否落地取決于體制機制改革效果,微電網是否具備市場活力則與監管方式靈活性相關。

總之,微電網雖然還處于試點示范階段,還沒有體現出太多商業投資價值,但是若只在電力系統容量發展以及體制機制改革的既定軌跡下,微電網已然面臨能否發展、如何發展的抉擇。

關鍵字:微電網 儲能

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