自2016年3月《關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導意見》發(fā)布以來,國家先后推動了多能互補集成優(yōu)化、“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源等各類示范項目。2017年7月《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》(以下簡稱《辦法》)發(fā)布,國家以園區(qū)微網(wǎng)為落腳點,推進建設(shè)多能互補、集中與分布式協(xié)同、多元融合、供需互動的新型能源生產(chǎn)與消費體系。目前我國推動能源互聯(lián)網(wǎng)和各類園區(qū)微電網(wǎng)建設(shè)過程中,缺乏相關(guān)商業(yè)模式、市場機制及關(guān)鍵技術(shù)支持。本公眾號特邀華北電力大學能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心劉敦楠副主任擔任特約編輯,邀請來自國家能源局電力司、中電聯(lián)技經(jīng)中心、華北電力大學、中國電科院等各位專家,對《辦法》中以下關(guān)鍵問題進行解讀:
①微電網(wǎng)的發(fā)展方向;②當前我國微電網(wǎng)發(fā)展問題及整體解決思路;③并網(wǎng)型微電網(wǎng)的認定標準及管理流程;④并網(wǎng)型微電網(wǎng)的“源—網(wǎng)—荷”一體化運營模式;⑤并網(wǎng)型微電網(wǎng)的內(nèi)外兩級售電模式;⑥并網(wǎng)型微電網(wǎng)內(nèi)分布式、儲能、需求側(cè)響應(yīng)的運營模式;⑦并網(wǎng)型微電網(wǎng)的應(yīng)用場景、財務(wù)性能及核心技術(shù)。
通過對上述問題解讀,希望為我國各類園區(qū)微網(wǎng)試點工程的建設(shè)和運營提供理論支撐和技術(shù)參考。
淺析微電網(wǎng)發(fā)展方向
中電聯(lián)電力發(fā)展研究院
微電網(wǎng)最早由美國威斯康辛大學BobLasster等學者于2001年正式提出,此后,作為協(xié)調(diào)電網(wǎng)與分布式發(fā)電之間矛盾的重要手段,引發(fā)世界各國專家的廣泛關(guān)注和深入研究。長期以來,由于缺少統(tǒng)一標準和定義,各界對微電網(wǎng)的理解不盡相同,對其系統(tǒng)容量和結(jié)構(gòu)型式存在較大爭議。2017年7月24日,國家發(fā)展改革委、國家能源局關(guān)于印發(fā)《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》的通知(發(fā)改能源〔2017〕1339號),以下簡稱《試行辦法》,明確了微電網(wǎng)的定義和界定,對于統(tǒng)一發(fā)展理念、指引發(fā)展方向具有重要意義。
一、發(fā)展微電網(wǎng)的背景
在世界各國大規(guī)模發(fā)展可再生能源、快速推進智能電網(wǎng)建設(shè)的背景下,微電網(wǎng)以其能源利用的多元化、并網(wǎng)接入的友好化、運行控制的智能化、負荷需求的定制化等典型特征,將在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與供給側(cè)改革中發(fā)揮重要作用。
2016年11月,李克強總理在主持審議“十三五”能源規(guī)劃時就曾強調(diào),要集中力量在微電網(wǎng)技術(shù)上取得突破。2017年1月正式印發(fā)的《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中,鼓勵具備條件地區(qū)開展多能互補集成優(yōu)化的微電網(wǎng)示范應(yīng)用?!犊稍偕茉窗l(fā)展“十三五”規(guī)劃》中,鼓勵在需求較大和資源條件好的地區(qū),建設(shè)可再生能源為主、天然氣等互補的聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng),實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)冷熱電負荷的動態(tài)平衡及與大電網(wǎng)的靈活互動。
二、為什么要發(fā)展微電網(wǎng)
(一)我國能源形勢
一是我國能源與用電需求分布極不均衡,電力流主要由西北、西南煤電、水電基地流向東部負荷中心,輸電距離長、輸送容量大。
二是隨著“巴黎協(xié)定”的簽署及應(yīng)對氣候變化的承諾,節(jié)能減排任務(wù)艱巨。
三是可再生能源發(fā)電裝機容量迅猛增長,但平均發(fā)電小時呈下降趨勢,部分地區(qū)棄風棄光嚴重。
(二)電網(wǎng)面臨的新問題
面對我國能源形勢和特點,電網(wǎng)也將迎來新的問題。
①電網(wǎng)日益復雜,負荷增長迅速,負荷中心的外受電比例逐步加大,安全穩(wěn)定問題日益突出,如何防范大面積停電,確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行?
②面對大規(guī)??稍偕茉春痛蠓秶植际诫娫吹慕尤耄浑娋W(wǎng)如何處理各類可再生電源、間歇性電源和負荷大量接入后的協(xié)調(diào)運行?
③如何滿足客戶日益提高的對供電可靠性、電能質(zhì)量等電力服務(wù)需求?
(三)發(fā)展微電網(wǎng)的意義
①發(fā)展并網(wǎng)型微電網(wǎng),有利于促進清潔能源就地生產(chǎn)、就近消納,減少負荷中心對外部電能的需求。
②微電網(wǎng)的削峰填谷、平衡負荷的作用,有利于現(xiàn)有發(fā)電輸電設(shè)備的備用減少,提高可再生能源的利用率。
③作為大電網(wǎng)的一部分,與大電網(wǎng)互為補充,在大電網(wǎng)故障時提高供電可靠性。
④通過控制系統(tǒng)和能量管理系統(tǒng)提升電能質(zhì)量,滿足用戶個性化用電需求。
(四)“四個革命”與微電網(wǎng)發(fā)展
能源消費革命:發(fā)展并網(wǎng)型微電網(wǎng),以多聯(lián)供等形式提升能源綜合利用效率,利用能量管理系統(tǒng)實現(xiàn)負荷監(jiān)控與節(jié)能售電,通過內(nèi)部自主協(xié)商定價機制鼓勵用戶參與負荷管理和需求側(cè)響應(yīng),有利于改善用能習慣,構(gòu)建節(jié)能、高效的能源消費體系。
能源供給革命:發(fā)展以可再生能源為主的微電網(wǎng),促進能源就地清潔生產(chǎn)和就近高效利用,有助于當?shù)乜稍偕茉醋畲蠡?,降低對化石能源的依賴,推動?gòu)建綠色低碳、安全可靠、多元持續(xù)的能源供給體系。
能源技術(shù)革命:微電網(wǎng)作為平抑間歇性和波動性、提高新能源接納比的重要手段,作為多種新技術(shù)融合的重要載體,其規(guī)模化發(fā)展勢必帶動分布式電源、智能控制、儲能等技術(shù)革新與產(chǎn)業(yè)升級。
能源體制革命:微電網(wǎng)采用一體化運營模式開展發(fā)、配、售電業(yè)務(wù),其多元融合的特點將促進運營模式和交易機制的創(chuàng)新;同時《試行辦法》鼓勵多元化資本投資微電網(wǎng)的建設(shè)和運營,使電力市場參與者大大增加,競爭更加激烈,配、售電環(huán)節(jié)更加開放。
三、發(fā)展什么樣的微電網(wǎng)
針對國內(nèi)能源形勢和電網(wǎng)面臨的新問題,如何探索符合我國能源戰(zhàn)略的微電網(wǎng)發(fā)展方向,《試行辦法》從以下要點給出了答案。
(一)并網(wǎng)型
《試行辦法》旨在實現(xiàn)微電網(wǎng)與并入電網(wǎng)備用、調(diào)峰、需求側(cè)響應(yīng)等雙向服務(wù),因此政策支持僅適用于并網(wǎng)型微電網(wǎng)。獨立型微電網(wǎng)可由省級能源管理部門根據(jù)當?shù)仉娋W(wǎng)情況,因地制宜、自行管理,若獨立型微電網(wǎng)因發(fā)展需要并入電網(wǎng),則須符合《試行辦法》中的相關(guān)規(guī)定后,才能享受金融、財稅及機制等相關(guān)政策。
(二)基本特征
為明確界定微電網(wǎng)、分布式電源與局域網(wǎng),《辦法》對微電網(wǎng)提出“微型、清潔、自治、友好“四個基本特征并明確量化指標。該四個特征是界定微電網(wǎng)的判定標尺,是能否享有相關(guān)權(quán)利與政策支持的重要依據(jù)。
其中:
①電壓等級限制在35kV及以下,一是通過電壓等級控制供電范圍,有效促進能源就地消納;二是電壓等級的逐級降低,符合輸電網(wǎng)-配電網(wǎng)-微電網(wǎng)的電力網(wǎng)架設(shè)置。
②系統(tǒng)容量限制在20MW,同時規(guī)定年交換電量不超過年用電量的50%,可以避免以微電網(wǎng)名義建設(shè)大容量電源或是分布式電源打捆并網(wǎng),同時防止以大電網(wǎng)供電為主的用電負荷套取微電網(wǎng)政策。
③“可再生能源裝機容量占比在50%以上,或天然氣多聯(lián)供系統(tǒng)綜合能源利用效率在70%以上”的規(guī)定,一是符合“構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代化能源體系”的戰(zhàn)略目標,二是對于發(fā)展初期,并未制定過于苛刻的量化指標,以鼓勵微電網(wǎng)多樣化發(fā)展。另外,《試行辦法》還要求“建立健全考評機制,加強對微電網(wǎng)可再生能源就地消納、能源綜合利用效率、節(jié)能減排效益等考核與評估”。由此筆者認為,可再生能源占比及能源利用效率作為評估的重要依據(jù),隨著微電網(wǎng)的不斷推進,其要求將逐步提高。
四、如何促進微電網(wǎng)發(fā)展
(一)政策支持方面
《試行辦法》指出,微電網(wǎng)除按照現(xiàn)有政策享有可再生能源基金補貼及綠色信貸支持外,鼓勵各地政府對微電網(wǎng)發(fā)展給予配套政策支持。據(jù)悉,江蘇省發(fā)改委已結(jié)合《試行辦法》精神,制定完成了相關(guān)省內(nèi)指導意見,擬上報省政府批復。其他各省從資金、價格、金融以及電力體制改革等方面,也在積極制定推動微電網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)實施細則。
研究制定微電網(wǎng)所在地區(qū)需求側(cè)管理政策,探索建立微電網(wǎng)可作為市場主體參與的可中斷負荷調(diào)峰、電儲能調(diào)峰、黑啟動等服務(wù)補償機制,鼓勵微電網(wǎng)作為獨立輔助服務(wù)提供者參與輔助服務(wù)交易。
研究新型備用容量定價機制,采取自主申報備用容量并繳納相應(yīng)費用的方式,為微電網(wǎng)運營主體減負。
(二)并網(wǎng)服務(wù)方面
對于微電網(wǎng)并網(wǎng),《試行辦法》中規(guī)定:“電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)為微電網(wǎng)提供公平無歧視的接入服務(wù)”,“微電網(wǎng)接入公用配電網(wǎng)及由此引起的公用配電網(wǎng)建設(shè)與改造由電網(wǎng)企業(yè)承擔”,“國家能源局派出能源監(jiān)管機構(gòu)會同省級能源管理部門建立并網(wǎng)爭議協(xié)調(diào)機制,切實保障各方權(quán)益”。由此可見,微電網(wǎng)作為平抑波動性、提供輔助服務(wù)、實現(xiàn)主動式配電網(wǎng)的有效方式,相對分布式電源理應(yīng)更受歡迎,享有更好并網(wǎng)服務(wù)。
(三)后續(xù)工作方面
一是做好《試行辦法》的宣貫與培訓。為進一步促進《試行辦法》落實,切實推動微電網(wǎng)健康發(fā)展,國家能源局近期將召開宣貫會議,同時通過中國電力企業(yè)聯(lián)合會組織技術(shù)論壇、培訓交流等系列活動,持續(xù)加強各界對微電網(wǎng)的認識和理解,深入把握微電網(wǎng)的發(fā)展政策和鼓勵方向,全面提升行業(yè)管理和技術(shù)水平。
二是加快構(gòu)建微電網(wǎng)標準體系。為配套支撐《試行辦法》落實,促進微電網(wǎng)建設(shè)有規(guī)可依,國建能源局正在組織開展“并網(wǎng)型微電網(wǎng)中電聯(lián)標準專項計劃”,涉及微電網(wǎng)工程設(shè)計、接入系統(tǒng)、并網(wǎng)調(diào)度、運行調(diào)試等方面的12項中電聯(lián)標準正在抓緊編制,力爭年底前發(fā)布。
有理由相信,隨著《試行辦法》的出臺及后續(xù)一系列活動的開展,未來微電網(wǎng)技術(shù)和建設(shè)必將呈現(xiàn)加速發(fā)展態(tài)勢。
主要作者介紹
徐亮,中電聯(lián)電力發(fā)展研究院電網(wǎng)咨詢部線路室主任,高級工程師。從事輸電線路設(shè)計及設(shè)計評審工作十五年,全程參與了《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》的起草工作。