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(yuǎn)地區(qū)或海島地區(qū)的供電需求,就技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(qū)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(yùn)行等主要技術(shù)特征。近幾年,無論是指導(dǎo)文件還是示范項(xiàng)目,均在鼓勵(lì)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(nèi)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(jī)制的改革不到位,無法發(fā)揮微電網(wǎng)就近供電與售電的成本優(yōu)勢(shì),以及支援系統(tǒng)的靈活性優(yōu)勢(shì)。但業(yè)內(nèi)同時(shí)認(rèn)為,只要未來有合適的市場(chǎng)機(jī)制,微電網(wǎng)的發(fā)展一定會(huì)有廣闊空間。然而,市場(chǎng)機(jī)制的本質(zhì)是資源的稀缺性和必要性,如果在未來電力系統(tǒng)中并不需要微電網(wǎng)這類資源,那么有利于微電網(wǎng)商業(yè)化發(fā)展的市場(chǎng)機(jī)制也許永遠(yuǎn)不會(huì)到來。
“十四五”電力系統(tǒng)格局的走向?qū)ξ㈦娋W(wǎng)發(fā)展將有至關(guān)重要的影響。“十四五”電力負(fù)荷增速大概率會(huì)比過往進(jìn)一步放緩,在此負(fù)荷增速的背景下,若仍然只重視大型電站、網(wǎng)架建設(shè)等傳統(tǒng)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,它能通過配電設(shè)施建立與用戶的直接供電關(guān)系,提高分布式清潔能源消納比例與利用效率;通過有效管理局部區(qū)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(duì)電網(wǎng)的沖擊;通過孤網(wǎng)運(yùn)行能力,提升大電網(wǎng)故障下微電網(wǎng)內(nèi)部負(fù)荷的供電安全;通過“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同響應(yīng),提升對(duì)外部電網(wǎng)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(wǎng)是未來電力系統(tǒng)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(shè):
(一)系統(tǒng)主力電源(包括新能源電站)裝機(jī)容量距離負(fù)荷發(fā)展有較大缺口,且缺口主要通過分布式清潔能源的發(fā)展解決;
(二)系統(tǒng)較為薄弱,較難承受大規(guī)模分布式清潔能源并網(wǎng)的波動(dòng);
(三)電網(wǎng)可靠性較差,用戶需要通過一種技術(shù)革新提升供電可靠性并且保證經(jīng)濟(jì)性;
(四)系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻、無功功率資源不足,需要更加靈活的資源維持系統(tǒng)安全穩(wěn)定。
當(dāng)“假設(shè)條件(一)”不滿足時(shí),從宏觀發(fā)展和電力平衡角度看,分布式清潔能源不會(huì)有大規(guī)模發(fā)展的基礎(chǔ),那么為解決大規(guī)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(dāng)“假設(shè)條件(二)”不滿足時(shí),即便分布式清潔能源能夠得到大規(guī)模發(fā)展,那么因?yàn)橄到y(tǒng)資源(包括電網(wǎng)容量資源與輔助服務(wù)資源)足夠強(qiáng)大,也不需要通過微電網(wǎng)減少分布式清潔能源對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
當(dāng)“假設(shè)條件(三)”不滿足時(shí),在供電可靠性已經(jīng)滿足用戶基本需求的情況下,微電網(wǎng)從“并網(wǎng)”到“孤網(wǎng)”無縫切換的技術(shù)成本,很難讓用戶愿意為之買單。
當(dāng)“假設(shè)條件(四)”不滿足時(shí),系統(tǒng)對(duì)微電網(wǎng)的輔助服務(wù)容量需求并不強(qiáng),通過微電網(wǎng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”統(tǒng)一控制手段而提升的靈活性資源,很難因?yàn)橘Y源稀缺性而發(fā)揮市場(chǎng)價(jià)值。
事實(shí)上,通過近幾十年電力系統(tǒng)的快速建設(shè),目前我國大部分地區(qū)電源是足夠的、電網(wǎng)是較為堅(jiān)強(qiáng)的,這也是造成現(xiàn)在微電網(wǎng)應(yīng)用價(jià)值并不太高最本質(zhì)的原因。
二、未來電力系統(tǒng)格局決定了微電網(wǎng)發(fā)展空間
未來電力系統(tǒng)是否需要微電網(wǎng)呢?電力負(fù)荷的發(fā)展說明電力缺口終究會(huì)出現(xiàn),這意味著系統(tǒng)會(huì)有滿足新增負(fù)荷供電安全可靠性的需求,也意味著系統(tǒng)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大電源建設(shè)、遠(yuǎn)距離輸電、加強(qiáng)電網(wǎng)冗余度解決?還是通過大力發(fā)展分布式能源就近供電、加強(qiáng)局部區(qū)域“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同管理解決?兩種不同的發(fā)展思路決定了未來微電網(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(jiān)強(qiáng)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(shè)規(guī)模就越小;反之,輸電網(wǎng)的輸電容量規(guī)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(tǒng)電力設(shè)施的建設(shè),還是用于分布式電源及微電網(wǎng)等新型電力設(shè)施的建設(shè)?兩者同時(shí)發(fā)展的冗余結(jié)果要么就是這兩者投資都沒有經(jīng)濟(jì)性,要么就是推升用戶用電成本。
因此從發(fā)展的眼光來看,未來負(fù)荷的增量提供了重構(gòu)電力系統(tǒng)格局的契機(jī)。雖然微電網(wǎng)是未來更加高效、更加綠色、更加安全的能源生產(chǎn)與供應(yīng)解決方案,但是如果未來電力系統(tǒng)格局并沒有顛覆性的發(fā)展,那么隨著電源容量、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)在未來也很難有廣闊需求。
三、電改效果決定了當(dāng)下微電網(wǎng)突破可能性
當(dāng)然,無論是未來還是現(xiàn)在,微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)未必需要與傳統(tǒng)模式分庭抗禮。重視分布式清潔能源大規(guī)模發(fā)展與就地平衡的電力系統(tǒng)發(fā)展思路的確有利于微電網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用,但是即便電力系統(tǒng)格局沒有顛覆性變化,在負(fù)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(tǒng)技術(shù)模式的有效補(bǔ)充,對(duì)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(wǎng)主要的生產(chǎn)經(jīng)營模式,這種模式對(duì)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(yùn)行通暢,恰是當(dāng)下微電網(wǎng)發(fā)展的主要問題。簡(jiǎn)而言之,配售電改革的開放性與包容性、電力市場(chǎng)交易機(jī)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(shè)試行辦法》(發(fā)改能源〔2017〕1339號(hào))將并網(wǎng)型微電網(wǎng)運(yùn)營主體定位為擁有配電網(wǎng)經(jīng)營權(quán)的第二類售電公司,賦予了微電網(wǎng)合法的市場(chǎng)主體身份。然而,恰是這種嚴(yán)謹(jǐn)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(xiàng)目落地還并不順利的情況下,微電網(wǎng)項(xiàng)目落地也更加困難。
四、微電網(wǎng)監(jiān)管模式可以更加靈活
微電網(wǎng)出現(xiàn)的初衷是為了管理大規(guī)模并網(wǎng)的分布式清潔能源,其發(fā)展重點(diǎn)也應(yīng)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(biāo)尺競(jìng)爭(zhēng)”的發(fā)展。對(duì)于微電網(wǎng)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(gè)角度出發(fā),微電網(wǎng)監(jiān)管模式上可以創(chuàng)新與突破,不以供電效果作為其主要監(jiān)管目標(biāo),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(jù)。
一方面,對(duì)于較大規(guī)模的微電網(wǎng),仍然可以將其定位為第二類售電公司,但在增量配電網(wǎng)遇到的區(qū)域劃分、重復(fù)供電等難題上需要?jiǎng)?chuàng)新管理與突破。微電網(wǎng)存在的必要性和取得經(jīng)營主體身份的合法性,應(yīng)重點(diǎn)考慮分布式清潔能源、供電設(shè)施、用戶負(fù)荷的匹配,以及從電氣物理層面作為電力系統(tǒng)的一個(gè)可控響應(yīng)單元的能力,而非空間層面供電區(qū)域的劃分。基于配電設(shè)施電氣物理層面的供電對(duì)象劃分,對(duì)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(xiàn)的初衷。
另一方面,對(duì)于更小規(guī)模的微電網(wǎng),可以將其定位為公共配電網(wǎng)末端環(huán)節(jié)的技術(shù)補(bǔ)充,服務(wù)于寫字樓、商業(yè)綜合體等轉(zhuǎn)供電環(huán)節(jié)的綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù),利用微電網(wǎng)模式賦予這類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(zhuǎn)供電環(huán)節(jié)合法服務(wù)主體缺失的問題,又能夠助力用戶側(cè)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(chǔ)”統(tǒng)一管理思路更有助于這類負(fù)荷聚集單元的可控可響應(yīng),相比一般意義上的轉(zhuǎn)供電,更有助于提升電力系統(tǒng)的靈活性。
五、微電網(wǎng)技術(shù)特征發(fā)展應(yīng)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(tǒng)完全需要的。在系統(tǒng)宏觀基本面還無法給予微電網(wǎng)所有技術(shù)特征價(jià)值實(shí)現(xiàn)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(yùn)行能力和孤網(wǎng)運(yùn)行能力技術(shù)要求。
可再生能源應(yīng)占比多少,這更多取決于資源條件、場(chǎng)地條件、經(jīng)濟(jì)性條件以及微電網(wǎng)的經(jīng)營方式;微電網(wǎng)能否自我平衡,歸根結(jié)底應(yīng)取決于市場(chǎng)需求,一方面是內(nèi)部電源開發(fā)的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)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(jié)算的輸配電費(fèi)(含容量費(fèi))成本;孤網(wǎng)運(yùn)行能力同樣如此,從“并網(wǎng)”到“孤網(wǎng)”無縫切換的技術(shù)成本并不低,能否通過孤網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生收益就很關(guān)鍵,它取決于用戶是否需要該項(xiàng)目提供孤網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)并且愿意為之買單,或者市場(chǎng)能否為這個(gè)單元提供了可中斷負(fù)荷能力而買單。
因此就鼓勵(lì)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(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)完全限制微電網(wǎng)項(xiàng)目的技術(shù)形態(tài)。
六、結(jié)語
毫無疑問,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(fèi)模式,但支撐其發(fā)展的既不是空中樓閣的技術(shù)優(yōu)勢(shì),也不是紅頭文件的鼓勵(lì),而是真正的市場(chǎng)需求。微電網(wǎng)市場(chǎng)空間取決于未來電力系統(tǒng)的發(fā)展格局,微電網(wǎng)能否落地取決于體制機(jī)制改革效果,微電網(wǎng)是否具備市場(chǎng)活力則與監(jiān)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,還沒有體現(xiàn)出太多商業(yè)投資價(jià)值,但是若只在電力系統(tǒng)容量發(fā)展以及體制機(jī)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
責(zé)任編輯: 李穎