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万亿配电红利:微电网如何借势起飞?

时间:2018-7-26 17:38:26点击:

  介:最近,配电网建设改造行动计划成为了能源市场领域讨论的热点,2万亿的大蛋糕惹得整个市场都虎视眈眈,群雄逐鹿,市场必定也是一番厮杀,当然吃得消的才称得上是英雄。与配电网建设改造市场空间密切相关,却又存在差...
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  最近,配电网建设改造行动计划成为了能源市场领域讨论的热点,2万亿的大蛋糕惹得整个市场都虎视眈眈,群雄逐鹿,市场必定也是一番厮杀,当然吃得消的才称得上是英雄。与配电网建设改造市场空间密切相关,却又存在差异化的市场空间,就是目前国家能源局正在推动的微电网建设。密切相关体现在新能源微电网需要与大力推进的配电网建设改造渗透,差异化体现在现在的配电网市场产品标准存在一定的稳定性,而微电网相关的产品规范和技术标准还没有真正确立下来。
  前一段时间,国家能源局发布了《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》,如果从整体上看待新能源微电网的发展,下一步将可能出台的新能源微电网设计规范和标准等,也将成为新能源微电网政策中的有机组成部分,如果从大的方面看待新能源微电网,新能源微电网从概念诞生到技术落地,有关其一系列的政策则是不可分割的有机整体,至于其效果如何,还需要辩证的去看待。
  目前,我国的新能源微电网技术整体上尚处于探索研究阶段,在理论方面的研究方面虽然取得了不少成果,但新能源微电网在我国的发展仍然属于工程示范阶段,且示范项目建设现况与市场期望存在不小落差,其中除了技术方面的原因,或许存在更多的是不同利益间的博弈。
  微电网是在分布式发电技术基础之上诞生的概念,并付诸了实践,而分布式发电技术是集中式发电的有效补充。分布式发电虽然使得能源利用进一步多样化,但在技术上呈现出了“不可控”或“不易控”的特征,微电网在技术实际上解决的就是这种“不可控”或“不易控”的特征,将其变为“可控”或“易控”。研究过程中,新能源微电网在拓扑结构上可以理解为是由分布式电源、能量转换系统、负荷以及监控、保护装置等汇集而成的,是一个自治系统。
  我国新能源微电网技术现状及存在的不足
  大量新能源发电以微电网的形式接入到配电系统中,相互作用的机理十分复杂,对原有配电网系统的稳定性构成了一定的挑战。目前国内在这一方面还是以理论研究为主,实践方面还有诸多不足。不过在实践过程中,也有人提出,如果保证端口标准满足,至于微电网内部如何,不应当过多限制,目前的情况是电网对于接入其中的微电网的内容电源依然有相当的要求,从这一点也可以看出来,我们的配电网没有想象的那么“坚强”。
  其次就是储能在新能源微电网系统中的应用,储能环节本身就是一个很大的课题。目前,储能装置由常规的铅酸蓄电池储能发展到全钒液储能、锂电池储能等,但蓄电池储能目前在微电网系统中还是主流。储能环节最大的技术难题来源于不同的储能系统对于微电网外部的扰动所变现的响应特性不一样。国内已经有厂商针对储能技术领域开发了能量管理方面的软件、硬件产品,如EMS管理系统、储能蓄电池在线监测装置等。
  再者就是含有新能源微电网系统的配电系统的保护以及微电网协调控制方面研究。原因在于新能源微电网系统接入到配电网系统后,改变了原有的能流单向流动的输电方式,能流的双向流动改变了配电系统的故障特征,在故障后电气量的复杂程度上以及检测方法上都与传统的配电网系统有非常大的差异。这些差异对于新能源微电网协调控制提出了新的要求,对于故障定位或者切除故障,确保主网安全运行也是新的技术难题。国内厂商在这一领域已经开发出了能流双向流动控制器方面的设备,不过一些工程实践上看,还需要进一步升级。
  有关新能源微电网技术的其它问题,比如微电网电能质量问题、系统仿真分析、微电网建设规划等,都存在着技术方面的不足。事实上,新能源微电网,如同传统电力系统一样,站在未来的角度看,实际上是一个庞大的系统,因此,就技术方面而言,呈现出的是已经解决的、正在解决的和尚未解决的技术难题。
  为何说新能源微电网代表了未来能源发展趋势?
  在《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》中提到新能源微电网代表了未来能源发展趋势,对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。在《意见》中也提到了优先发展新能源微电网,这对于一些以太阳能、风能、海洋能、潮汐能、生物质能等战略行的新兴产业而言,是利好的,新一轮的投资驱动值得期待。业界人士曾就未来能源趋势问题有过争论,有人提出要发展核能,关于这一点的技术争论暂且不提,单就目前的新能源产业结构及其发展现状可知,这里所说的未来能源趋势问题,其中一部分原因是为了引领新能源的发展,应该从这种引领作用对于我国新能源行业健康发展方面作为着眼点,从另一个建立市场公平竞争机制的角度而言,应当说哪些能源发展能够惠及大众、利在大众,也就代表了引领意义下的发展趋势。
  其次,究竟如何看待新能源微电网对于实现能源行业的可持续发展起到怎样的促进作用,我个人觉得首先要从我国的能源现状为出发点进行分析。我国目前化石能源资源仍以煤炭为主,石油、天然气等资源相对来说比较匮乏,根据权威资料显示,化石能源剩余探明可采储能总计约896亿吨标准煤,其中煤炭占91.2%、石油占3.9%、天然气占4.9%,储采比大概是31年、12年和28年(数据来源于《全球能源互联网》,刘振亚著)。能源匮乏与能源危机意识实际上就是新能源微电网得以成为未来能源发展趋势的内在推动力,中国如果不发展新能源,未来将面临能源危机。
  新能源微电网主要供电电源属于清洁能源,发展清洁能源实际上就是走低碳绿色发展之路,发展新能源微电网实际上就是为了从根本上寻求解决我国传统能源供应中面临的资源匮乏和环境问题的道路。《电改》确立了“管住中间、放开两端”的政策导向之后,以光伏、风力发电为主的新能源微电网的机遇明显增加了,但是从电力供应模式上,能源行业一直处于迷茫期。《意见》发布后,意味着涵盖了光伏、风力、天然气等多种能源类型的微电网接入到配电网系统成为了可能,而且《意见》中对新能源微电网的特点也提出明确的要求就是要有“较高新能源电力接入比例”,这一导向的新能源微电网的发展政策对于目前出现的“弃光”、“弃电”现象会有所缓解。
  新能源微电网示范工程补贴政策难产?
  在《意见》中没有提到示范工程补贴,一方面,从文件的性质以及它发文所针对的目标单位看,不太可能明确补贴相关政策,即便未来有补贴的政策,但在《意见》里不太可能明确对于微电网示范工程项目的具体补贴方案。《意见》里虽然没有提出补贴政策,但是提倡创新的管理模式和商业模式,整合各类政策等,实际上允许各地方因地制宜,给予政策方面的优惠,允许以新能源微电网为内容的业务企业有更多方面的融资尝试、运行模式尝试等,实际上也变相划出了新能源微电网的发展空间。
  补贴政策是否还存在,抑或怎么的一种补贴方式?很有可能在电价上给予补贴支持,在项目建设资金给予直接的补贴的可能小比较小,其实补贴是把双刃剑,补贴的难以公平性造成了市场的不规范化,反而会制约新能源微电网的落地实施,不利行业发展。
  关于补贴政策的难产,业界人士有人提出是否会对新能源微电网的推广不利的疑问。在《可再生能源发展“十二五”规划》中曾提到,到2015年,我国将建成30个新能源微电网示范工程的目标,要达到这一目标,目前来看,能够保质保量的满足新能源微电网研究的示范工程,难度有些大。而《意见》中鼓励2015年各省申报一到两个微电网示范工程项目,应该说从能源政策决策层看,对这一目标的完成还是具有较大信心的。我个人觉得,目标的本身对于市场不具有太多的现实意义,很多示范项目不是谁都能拿到的,喊着补贴的,存在得了便宜还卖乖的现象,其实新能源微电网推广最不利的因素不是补贴的有无,而是政策导向有没有得到有效的执行,确保电网有效的接纳新能源微电网才是推广取得成效的关键。
  新能源微电网示范项目的两种模式示范的意义何在?
  在《意见》中明确提出了新能源微电网的两种模式,一种是联网型新能源微电网,一种是独立型新能源微电网,常规意义下的微电网一般是指联网型微电网,联网型微电网分为并网和独立运行两种模式,联网型微电网在并网时实现的是能流的双向流动,而在独立运行模式下,可以向网内重要负荷供电,因此提高了重要负荷的供电可靠性。《意见》中提出了,联网型新能源微电网优先选择在分布式可再生能源渗透率较高或具备多能互补条件的地区建设。
  建设过程应当注意的是当地已有的供电资源以及电能消纳水平,最好的方式就是能够就地消纳,利用率最高;其次就是要考虑重要负荷,优先保证重要负荷的供电安全、可靠;再者就是在微电网规划用地、对周围环境的影响上着眼于将来,避免新能源微电网建设带来二次破坏;还有就是要考虑到目前新能源微电网的经济性与常规电网相比的现实劣势问题,比如可以尝试以新能源微电网向工业用电企业供电着手,解决电价劣势问题等。
  独立型新能源微电网实际上新能源微电网的一种特例,一种特殊形式,主要就是利用自身的新能源类型的分布式电源满足自身负荷的供电需求,而弱联型新能源微电网主要目标和独立性新能源微电网有着一致性。目前,针对我国一些电网未覆盖的偏远地区、海岛,以及仅靠小水电供电地区,甚至是无电地区或者电力供应不足的村,电力供应覆盖能力不足多年得不到解决的事实,在当前依靠独立型(或弱联型)新能源微电网建设实现最经济的电力供应,应当说,是解决无电、缺电地区的供电的有效方式之一。
  发展新能源微电网是多重选择的结果
  新能源微电网代表了未来能源发展的趋势,不仅是技术选择的结果,也是市场选择和人类能源利用选择的结果。未来将呈现以特高压为骨干电网的输电系统,多种形式的能源接入配电系统的现象,在能源匮乏和环境持续恶化的情况下,无论是人类发展的需要还是国家能源危机意识的觉醒,抑或是出于对生存环境的担忧,新能源微电网,理论上都是符合能源发展的必然趋势,重要的还是要看接下来国家在电力改革上以及发展清洁能源道路上的具体执行力如何。《意见》发布前,包括电网公司、微电网发电企业对于《电改》的“放开两端”都处于迷茫状态,《意见》的发布可以认为是《电改》后的关于新能源接入到大电网的政策文件,有能力的新能源微电网投资者将可能卖电给大电网,实际上就是是电力改革的尝试。最近又发布的《配电网建设改造行动计划(2015-2020)》,进一步提高了现有的配电网自动化水平,实际上从技术角度也为新能源微电网的广泛接入提供了可能性,并且配电网建设改造和发展新能源微电网并不矛盾,前者是从电力输送上开展的,后者是从电能的产生、利用上作为重要的切入点的,而究竟新能源微电网未来几年的发展能否抓住配电网发展机遇,借势起飞,依然是个未知数。

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