中國儲能網(wǎng)訊:
導(dǎo)語
隨著全球氣候變暖問題日益嚴(yán)重,推動清潔能源發(fā)展、減少碳排放已成為各國的共同目標(biāo)。在這一背景下,微電網(wǎng)作為一種能夠推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展綠色化、低碳化的解決方案,受到了廣泛關(guān)注。然而,在微電網(wǎng)實(shí)際推廣與應(yīng)用過程中,也面臨著一些待解的難題。
明晰微電網(wǎng)的功能定位才能有的放矢
美國是微電網(wǎng)示范和技術(shù)發(fā)展的引領(lǐng)者,早在本世紀(jì)初美國電力可靠性解決方案協(xié)會(CERTS)就系統(tǒng)性提出了現(xiàn)代意義上“微電網(wǎng)”的概念。美國核心關(guān)切能源安全和可靠性問題,其微電網(wǎng)示范工程覆蓋民用和軍事等多個領(lǐng)域,數(shù)量占全球半數(shù)以上。時至今日,美國政府還一直保持著對微電網(wǎng)項(xiàng)目的投建支持。
歐洲重視可再生清潔能源發(fā)展,1998年就開始對微電網(wǎng)展開研究,在歐盟的推動下,微電網(wǎng)逐步成為提高可再生能源利用率的重要技術(shù)路徑。
日本因資源匱乏、能源緊缺,重視可再生能源的開發(fā)和利用,為了緩解可再生能源出力的隨機(jī)性和波動性,提升電能質(zhì)量和供電可靠性,日本政府鼓勵發(fā)展微電網(wǎng)技術(shù),在海島開展微電網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè),確保穩(wěn)定供電,緩解能源短缺壓力。
(一)微電網(wǎng)的作用
那么,在中國呢?微電網(wǎng)發(fā)揮著怎樣的作用?
每件事物背后對應(yīng)的是某種需求,有需求才能有發(fā)展。如果說是為了清潔低碳、降低能源使用成本,上光伏即可滿足需求;如果是為了保供、改善電能質(zhì)量,儲能系統(tǒng)足以應(yīng)對;如果想挖掘可調(diào)資源潛力,實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)節(jié),虛擬電廠無疑是前沿之選。如此看來,微電網(wǎng)的獨(dú)特優(yōu)勢何在?
(二)微電網(wǎng)的核心價值體現(xiàn)
筆者認(rèn)為微電網(wǎng)的核心價值體現(xiàn)在四點(diǎn):
1、解決“高海邊無”供電問題,降低電網(wǎng)新建改造投資;
2、促進(jìn)可再生能源就地消納,減少對大電網(wǎng)的“散點(diǎn)”沖擊;
3、增強(qiáng)電網(wǎng)末端資源管控能力,提升電網(wǎng)靈活性和調(diào)節(jié)能力;
4、盤活源網(wǎng)荷儲各類資源,優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)。
前三點(diǎn)主要是站在電網(wǎng)的角度考量,最后一點(diǎn)則聚焦于用戶的利益。目前我國大電網(wǎng)足夠堅強(qiáng),供電可靠性高。但長遠(yuǎn)來看,隨著新型電力系統(tǒng)演進(jìn)與能源結(jié)構(gòu)巨變,微電網(wǎng)在保供方面的作用也將日益凸顯。
首先,微電網(wǎng)以自平衡單元的形式有序接入電網(wǎng)并參與調(diào)節(jié),有效避免了眾多分散的分布式能源無序接入對電網(wǎng)帶來的沖擊。其次,微電網(wǎng)的存在讓大電網(wǎng)有了觸達(dá)底層資源的通道。電網(wǎng)不可能將細(xì)枝末節(jié)的資源都接進(jìn)來,而微電網(wǎng)可以由小到大,逐步擴(kuò)大資源涵蓋范圍,形成微網(wǎng)群,接入電網(wǎng)管理,平時提升源荷匹配能力,緊急情況下保障區(qū)域供電。
與虛擬電廠不同的是,微電網(wǎng)能與當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)深度融合,共同構(gòu)成一個區(qū)域性電力系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)分層分區(qū)管理,確保電網(wǎng)調(diào)度責(zé)權(quán)統(tǒng)一,從而使地方電網(wǎng)達(dá)到更優(yōu)的運(yùn)行方式。
微電網(wǎng)規(guī)模化發(fā)展尚未實(shí)現(xiàn),動力不足是關(guān)鍵制約
最早在我國“973計劃”(國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃)和“863計劃”(國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃)等大力支持下,眾多高校和科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)在微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域取得一定研究成果。從政策層面看,微電網(wǎng)發(fā)展受到持續(xù)關(guān)注,自2015年起,國家發(fā)改委、能源局陸續(xù)出臺系列文件,引導(dǎo)和支持微電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展,部分“雙碳”和“綠色發(fā)展”等相關(guān)政策中綠色微電網(wǎng)也被頻繁提及,至2022年,《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》更將智能微電網(wǎng)定位為新能源消納的重要載體,強(qiáng)調(diào)其與大電網(wǎng)兼容互補(bǔ),從頂層設(shè)計定位上體現(xiàn)了我國電網(wǎng)對微電網(wǎng)建設(shè)的重視程度。
近年來,一些集光伏、儲能、柔性負(fù)荷等多要素于一體的微網(wǎng)項(xiàng)目紛紛涌現(xiàn),以“源網(wǎng)荷儲一體化”運(yùn)行為宣傳亮點(diǎn)。在肯定這些項(xiàng)目創(chuàng)新的同時,也應(yīng)理性認(rèn)識到微電網(wǎng)的規(guī)模化發(fā)展仍面臨多重挑戰(zhàn)。部分項(xiàng)目資源俱全,但彼此獨(dú)立,光伏自發(fā)自用,余電上網(wǎng),儲能做峰谷套利,未能實(shí)現(xiàn)真正的系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制與能量優(yōu)化。這類微網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)踐與《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動方案(2024—2027年)》要求的源網(wǎng)荷儲協(xié)同智能微電網(wǎng)尚有差距,還需增強(qiáng)微網(wǎng)自調(diào)峰、自平衡能力,提高新能源自發(fā)自用比例,以減輕大電網(wǎng)負(fù)擔(dān)。
此外,不同主體看微電網(wǎng)的視角也不盡相同,各界尚未達(dá)成統(tǒng)一共識。
對電網(wǎng)來說,安全問題是第一位的。并網(wǎng)型微電網(wǎng)占用電網(wǎng)網(wǎng)架、備用容量,但目前電網(wǎng)還尚未形成一套針對微電網(wǎng)的有效調(diào)控手段,威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時,運(yùn)營和市場機(jī)制不清晰又會導(dǎo)致微網(wǎng)無序發(fā)展,管理難度大,暫無可推廣的機(jī)制保障電網(wǎng)利益。
對于投資商和用戶而言,看重微電網(wǎng)能否給自己帶來盈利,微電網(wǎng)內(nèi)投建的儲能和分布式電源千差萬別,其運(yùn)行控制模式也大有不同,安全穩(wěn)定運(yùn)行和運(yùn)維的成本開支不容小覷,投資成本相對較高。此外,電力現(xiàn)貨市場不完善、輔助服務(wù)市場和需求響應(yīng)機(jī)制啟動頻率低,微電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)的作用難以有效變現(xiàn),微網(wǎng)多元化收益渠道也尚未形成。
“動力不足”——筆者認(rèn)為這是制約微電網(wǎng)發(fā)展的核心卡點(diǎn)。當(dāng)前階段,微電網(wǎng)建設(shè)的緊迫性尚未被廣泛認(rèn)知,微電網(wǎng)的大規(guī)模推廣與發(fā)展仍面臨挑戰(zhàn)。
循道而行,筑微網(wǎng)發(fā)展之路
“大勢不可擋”——微電網(wǎng)規(guī)?;茝V暫遇挑戰(zhàn),但未來發(fā)展方向清晰堅定,順勢而為方能搶占先機(jī)。
隨著能源安全問題日益凸顯以及雙碳目標(biāo)持續(xù)推進(jìn),我國能源結(jié)構(gòu)將發(fā)生根本性變革,大電網(wǎng)與分布式能源的矛盾會愈加突出,而微電網(wǎng)作為一種高效集成、清潔智能的能源供給形式,能有效緩解這一矛盾,提升電網(wǎng)對清潔能源的接納、配置和調(diào)控能力,成為新型電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。目前,海量的分布式能源已經(jīng)讓部分地區(qū)大電網(wǎng)捉襟見肘,未來,一定是主配微網(wǎng)協(xié)同運(yùn)行的時代!
綜合來看,微電網(wǎng)更多致力于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和靈活性提升。誰受益,誰最花心思去推動建設(shè)——電網(wǎng)一定是排頭兵。但是光靠電網(wǎng)也不行,分布式能源大規(guī)模接入已經(jīng)讓電網(wǎng)顧不暇接,其他主體也需要貢獻(xiàn)力量。
不同主體對微電網(wǎng)各有訴求,長久的生存需要合理的機(jī)制和市場環(huán)境。
筆者認(rèn)為有以下五個發(fā)力點(diǎn):
(一)推動微網(wǎng)政策標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,促進(jìn)各界形成共識
現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于從技術(shù)和物理層面定義微電網(wǎng),概念清晰明確,但相關(guān)政策在微網(wǎng)指標(biāo)要求等方面并未與國家標(biāo)準(zhǔn)保持一致,一定程度上阻礙了微電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展。且微電網(wǎng)內(nèi)涵隨著時代更迭不斷演變,社會各界包括政府、電網(wǎng)企業(yè)、投資商、用戶等多方主體,對微電網(wǎng)的內(nèi)涵定位、技術(shù)方案、重要程度認(rèn)知需達(dá)成一致,凝聚更大發(fā)展合力。
(二)強(qiáng)化微網(wǎng)金融、財稅和產(chǎn)業(yè)政策支持,降低項(xiàng)目投資門檻
推動政策不僅停留在“鼓勵”層面,而是給予實(shí)質(zhì)性補(bǔ)償和激勵。促請政府對微網(wǎng)主體提供補(bǔ)貼、低息貸款以及“零碳”認(rèn)證等服務(wù),正向激勵用戶減碳降耗、提升能效、參與電網(wǎng)友好互動。同時建議政府積極培育微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài),打造一批微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基地與示范工程,在用地規(guī)劃、財政稅收等方面予以支持政策,以點(diǎn)帶面推動行業(yè)發(fā)展。
(三)明確微網(wǎng)運(yùn)營和市場機(jī)制,拓寬多元收益渠道
規(guī)范微電網(wǎng)的接入、調(diào)度、運(yùn)行和退出流程,建立健全微電網(wǎng)監(jiān)管體系,確保微電網(wǎng)有序發(fā)展,降低電網(wǎng)管理難度。同時,提高電力現(xiàn)貨市場活躍度,增加輔助服務(wù)市場和需求響應(yīng)機(jī)制的啟動頻率,使微電網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)作用實(shí)現(xiàn)價值變現(xiàn)。
(四)完善微網(wǎng)和主網(wǎng)運(yùn)行、運(yùn)營協(xié)同機(jī)制,提升電網(wǎng)管理水平
微電網(wǎng)用戶為主網(wǎng)提供支撐服務(wù),并作為獨(dú)立主體進(jìn)行交易與結(jié)算。如微網(wǎng)用戶和調(diào)度簽定運(yùn)行控制協(xié)議,內(nèi)容包括可中斷時間、調(diào)控指令下發(fā)時間、支撐電網(wǎng)方式等,電網(wǎng)也要提供相應(yīng)的電價優(yōu)惠、提早并網(wǎng)、支持早點(diǎn)開建等有利政策。進(jìn)一步地,電網(wǎng)還可考慮在省級虛擬電廠平臺搭建微網(wǎng)聚合運(yùn)營管理模塊,單個微電網(wǎng)運(yùn)營商注冊用戶賬號,參與日前計劃性需求響應(yīng),輔助服務(wù)交易、現(xiàn)貨交易等業(yè)務(wù),模塊內(nèi)同步完成微網(wǎng)運(yùn)營補(bǔ)貼計算,提升運(yùn)營效率。
(五)微網(wǎng)系統(tǒng)模塊化和預(yù)制化,縮減生產(chǎn)運(yùn)維成本
微網(wǎng)系統(tǒng)采用模塊化、預(yù)制化,去定制化和工程化,縮減生產(chǎn)運(yùn)維成本。制定微電網(wǎng)模塊化和預(yù)制化設(shè)計方案,提升微電網(wǎng)設(shè)備的通用性、可靠性和擴(kuò)展性,加速部署過程、縮短項(xiàng)目周期、降低生產(chǎn)和運(yùn)維成本,提高微電網(wǎng)市場接受度,為微電網(wǎng)系統(tǒng)商業(yè)化、規(guī)模化和可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
結(jié)語
一個事物的發(fā)展,必然伴隨時間的沉淀和檢驗(yàn)。未來,新型電力系統(tǒng)一定會呈現(xiàn)出輸配電網(wǎng)與微電網(wǎng)雙向互動、深度融合的全新格局。因?yàn)橄嘈哦匆姡强匆姸嘈?。筆者作為微電網(wǎng)發(fā)展浪潮中的一員,將持續(xù)關(guān)注其成長與變革,以期為讀者呈現(xiàn)一個更加全面、深入的微電網(wǎng)發(fā)展圖景!