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中电联:浅析微电网发展方向

北极星售电网  来源:电力系统自动化  作者:徐亮  2017/9/11 9:16:03  我要投稿  

北极星售电网讯:自2016年3月《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》发布以来,国家先后推动了多能互补集成优化、“互联网+”智慧能源等各类示范项目。2017年7月《推进并网型微电网建设试行办法》(以下简称《办法》)发布,国家以园区微网为落脚点,推进建设多能互补、集中与分布式协同、多元融合、供需互动的新型能源生产与消费体系。目前我国推动能源互联网和各类园区微电网建设过程中,缺乏相关商业模式、市场机制及关键技术支持。本公众号特邀华北电力大学能源互联网研究中心刘敦楠副主任担任特约编辑,邀请来自国家能源局电力司、中电联技经中心、华北电力大学、中国电科院等各位专家,对《办法》中以下关键问题进行解读:

①微电网的发展方向;②当前我国微电网发展问题及整体解决思路;③并网型微电网的认定标准及管理流程;④并网型微电网的“源—网—荷”一体化运营模式;⑤并网型微电网的内外两级售电模式;⑥并网型微电网内分布式、储能、需求侧响应的运营模式;⑦并网型微电网的应用场景、财务性能及核心技术。

通过对上述问题解读,希望为我国各类园区微网试点工程的建设和运营提供理论支撑和技术参考。

浅析微电网发展方向

中电联电力发展研究院

微电网最早由美国威斯康辛大学BobLasster等学者于2001年正式提出,此后,作为协调电网与分布式发电之间矛盾的重要手段,引发世界各国专家的广泛关注和深入研究。长期以来,由于缺少统一标准和定义,各界对微电网的理解不尽相同,对其系统容量和结构型式存在较大争议。2017年7月24日,国家发展改革委、国家能源局关于印发《推进并网型微电网建设试行办法》的通知(发改能源〔2017〕1339号),以下简称《试行办法》,明确了微电网的定义和界定,对于统一发展理念、指引发展方向具有重要意义。

一、发展微电网的背景

在世界各国大规模发展可再生能源、快速推进智能电网建设的背景下,微电网以其能源利用的多元化、并网接入的友好化、运行控制的智能化、负荷需求的定制化等典型特征,将在能源结构转型与供给侧改革中发挥重要作用。

2016年11月,李克强总理在主持审议“十三五”能源规划时就曾强调,要集中力量在微电网技术上取得突破。2017年1月正式印发的《能源发展“十三五”规划》中,鼓励具备条件地区开展多能互补集成优化的微电网示范应用。《可再生能源发展“十三五”规划》中,鼓励在需求较大和资源条件好的地区,建设可再生能源为主、天然气等互补的联网型微电网,实现区域内冷热电负荷的动态平衡及与大电网的灵活互动。

二、为什么要发展微电网

(一)我国能源形势

一是我国能源与用电需求分布极不均衡,电力流主要由西北、西南煤电、水电基地流向东部负荷中心,输电距离长、输送容量大。

二是随着“巴黎协定”的签署及应对气候变化的承诺,节能减排任务艰巨。

三是可再生能源发电装机容量迅猛增长,但平均发电小时呈下降趋势,部分地区弃风弃光严重。

(二)电网面临的新问题

面对我国能源形势和特点,电网也将迎来新的问题。

①电网日益复杂,负荷增长迅速,负荷中心的外受电比例逐步加大,安全稳定问题日益突出,如何防范大面积停电,确保电网安全稳定运行?

②面对大规模可再生能源和大范围分布式电源的接入;电网如何处理各类可再生电源、间歇性电源和负荷大量接入后的协调运行?

③如何满足客户日益提高的对供电可靠性、电能质量等电力服务需求?

(三)发展微电网的意义

①发展并网型微电网,有利于促进清洁能源就地生产、就近消纳,减少负荷中心对外部电能的需求。

②微电网的削峰填谷、平衡负荷的作用,有利于现有发电输电设备的备用减少,提高可再生能源的利用率。

③作为大电网的一部分,与大电网互为补充,在大电网故障时提高供电可靠性。

④通过控制系统和能量管理系统提升电能质量,满足用户个性化用电需求。

(四)“四个革命”与微电网发展

能源消费革命:发展并网型微电网,以多联供等形式提升能源综合利用效率,利用能量管理系统实现负荷监控与节能售电,通过内部自主协商定价机制鼓励用户参与负荷管理和需求侧响应,有利于改善用能习惯,构建节能、高效的能源消费体系。

能源供给革命:发展以可再生能源为主的微电网,促进能源就地清洁生产和就近高效利用,有助于当地可再生能源最大化利用,降低对化石能源的依赖,推动构建绿色低碳、安全可靠、多元持续的能源供给体系。

能源技术革命:微电网作为平抑间歇性和波动性、提高新能源接纳比的重要手段,作为多种新技术融合的重要载体,其规模化发展势必带动分布式电源、智能控制、储能等技术革新与产业升级。

能源体制革命:微电网采用一体化运营模式开展发、配、售电业务,其多元融合的特点将促进运营模式和交易机制的创新;同时《试行办法》鼓励多元化资本投资微电网的建设和运营,使电力市场参与者大大增加,竞争更加激烈,配、售电环节更加开放。

三、发展什么样的微电网

针对国内能源形势和电网面临的新问题,如何探索符合我国能源战略的微电网发展方向,《试行办法》从以下要点给出了答案。

(一)并网型

《试行办法》旨在实现微电网与并入电网备用、调峰、需求侧响应等双向服务,因此政策支持仅适用于并网型微电网。独立型微电网可由省级能源管理部门根据当地电网情况,因地制宜、自行管理,若独立型微电网因发展需要并入电网,则须符合《试行办法》中的相关规定后,才能享受金融、财税及机制等相关政策。

(二)基本特征

为明确界定微电网、分布式电源与局域网,《办法》对微电网提出“微型、清洁、自治、友好“四个基本特征并明确量化指标。该四个特征是界定微电网的判定标尺,是能否享有相关权利与政策支持的重要依据。

其中:

①电压等级限制在35kV及以下,一是通过电压等级控制供电范围,有效促进能源就地消纳;二是电压等级的逐级降低,符合输电网-配电网-微电网的电力网架设置。

②系统容量限制在20MW,同时规定年交换电量不超过年用电量的50%,可以避免以微电网名义建设大容量电源或是分布式电源打捆并网,同时防止以大电网供电为主的用电负荷套取微电网政策。

③“可再生能源装机容量占比在50%以上,或天然气多联供系统综合能源利用效率在70%以上”的规定,一是符合“构建清洁低碳、安全高效的现代化能源体系”的战略目标,二是对于发展初期,并未制定过于苛刻的量化指标,以鼓励微电网多样化发展。另外,《试行办法》还要求“建立健全考评机制,加强对微电网可再生能源就地消纳、能源综合利用效率、节能减排效益等考核与评估”。由此笔者认为,可再生能源占比及能源利用效率作为评估的重要依据,随着微电网的不断推进,其要求将逐步提高。

四、如何促进微电网发展

(一)政策支持方面

《试行办法》指出,微电网除按照现有政策享有可再生能源基金补贴及绿色信贷支持外,鼓励各地政府对微电网发展给予配套政策支持。据悉,江苏省发改委已结合《试行办法》精神,制定完成了相关省内指导意见,拟上报省政府批复。其他各省从资金、价格、金融以及电力体制改革等方面,也在积极制定推动微电网建设的相关实施细则。

研究制定微电网所在地区需求侧管理政策,探索建立微电网可作为市场主体参与的可中断负荷调峰、电储能调峰、黑启动等服务补偿机制,鼓励微电网作为独立辅助服务提供者参与辅助服务交易。

研究新型备用容量定价机制,采取自主申报备用容量并缴纳相应费用的方式,为微电网运营主体减负。

(二)并网服务方面

对于微电网并网,《试行办法》中规定:“电网企业应为微电网提供公平无歧视的接入服务”,“微电网接入公用配电网及由此引起的公用配电网建设与改造由电网企业承担”,“国家能源局派出能源监管机构会同省级能源管理部门建立并网争议协调机制,切实保障各方权益”。由此可见,微电网作为平抑波动性、提供辅助服务、实现主动式配电网的有效方式,相对分布式电源理应更受欢迎,享有更好并网服务。

(三)后续工作方面

一是做好《试行办法》的宣贯与培训。为进一步促进《试行办法》落实,切实推动微电网健康发展,国家能源局近期将召开宣贯会议,同时通过中国电力企业联合会组织技术论坛、培训交流等系列活动,持续加强各界对微电网的认识和理解,深入把握微电网的发展政策和鼓励方向,全面提升行业管理和技术水平。

二是加快构建微电网标准体系。为配套支撑《试行办法》落实,促进微电网建设有规可依,国建能源局正在组织开展“并网型微电网中电联标准专项计划”,涉及微电网工程设计、接入系统、并网调度、运行调试等方面的12项中电联标准正在抓紧编制,力争年底前发布。

有理由相信,随着《试行办法》的出台及后续一系列活动的开展,未来微电网技术和建设必将呈现加速发展态势。

主要作者介绍

徐亮,中电联电力发展研究院电网咨询部线路室主任,高级工程师。从事输电线路设计及设计评审工作十五年,全程参与了《推进并网型微电网建设试行办法》的起草工作。

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