我國(guó)新能源應(yīng)用市場(chǎng)大規(guī)模啟動(dòng)在即，智能微網(wǎng)受到來自政府、行業(yè)前所未有的關(guān)注。許洪華說：“我國(guó)在‘十二五’可再生能源發(fā)展規(guī)劃中已經(jīng)提出了于2015年建成30個(gè)新能源微網(wǎng)示范工程，盡管項(xiàng)目總規(guī)模不大，但意義深遠(yuǎn)。未來我國(guó)智能微網(wǎng)發(fā)展?jié)摿薮?，目前至少有?00多個(gè)原來依靠柴油、小水電供電的住人島嶼和700多個(gè)獨(dú)立的光伏電站急需建設(shè)智能微網(wǎng)。”
“智能微網(wǎng)”辨析
近年來不斷出現(xiàn)的“智能電網(wǎng)”、“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”、“智能微電網(wǎng)”等新興詞匯，一定程度上造成了人們對(duì)智能電網(wǎng)的認(rèn)識(shí)不清及混淆。事實(shí)上，智能電網(wǎng)的概念在2006年由美國(guó)率先提出，其目的是把最新的信息化、通訊、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和原有的輸、配電基礎(chǔ)設(shè)施高度結(jié)合，形成一個(gè)新型電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化，從而提高能源效率、減少對(duì)環(huán)境的影響、提高供電的安全性和可靠性、減少輸電網(wǎng)的電能損耗。智能電網(wǎng)的建設(shè)是為了適用分布式能源發(fā)展，在用戶側(cè)興起的電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)模式，也被視為“第三次工業(yè)革命”的題中議。
目前，美國(guó)這一“智能電網(wǎng)”的提法逐漸得到了各國(guó)的共識(shí)，我國(guó)也不例外。但值得注意的是，美國(guó)電力市場(chǎng)至少擁有3000家以上的電力公司共存，與我國(guó)電網(wǎng)“大一統(tǒng)”的模式存在本質(zhì)上的差別。為區(qū)別于美國(guó)提出的“智能電網(wǎng)”，國(guó)家電網(wǎng)在其堅(jiān)持發(fā)展“全國(guó)上下一張網(wǎng)、堅(jiān)決發(fā)展特高壓”的背景下，提出了“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”概念——即建設(shè)從上到下的堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)，同時(shí)將智能微網(wǎng)視為“大一統(tǒng)”電網(wǎng)中的一個(gè)可控單元。
但從全世界的智能微電網(wǎng)發(fā)展方向來看，我國(guó)提出的智能微電網(wǎng)的概念與世界通行的“智能電網(wǎng)”概念更為接近，因此可以看出，國(guó)網(wǎng)提出的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”與國(guó)際上通行的“智能電網(wǎng)”在概念上存在著明顯區(qū)別。
通常情況下，可以將智能微電網(wǎng)看成是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既能與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。目前，從類型上分，智能微網(wǎng)分為聯(lián)網(wǎng)型微網(wǎng)和獨(dú)立型微網(wǎng)。其中，聯(lián)網(wǎng)型微網(wǎng)又分并網(wǎng)和獨(dú)立兩種工作運(yùn)行模式。在并網(wǎng)工作模式下，智能微網(wǎng)與大電網(wǎng)中、低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，互為支撐，實(shí)現(xiàn)能量的雙向交換。在外部電網(wǎng)故障情況下，可實(shí)現(xiàn)無縫切換到獨(dú)立運(yùn)行模式，滿足自身系統(tǒng)的用電需求。另一種獨(dú)立型微網(wǎng)則更加適合在海島、邊遠(yuǎn)地區(qū)等地為用戶供電，不用考慮和常規(guī)電網(wǎng)連接，僅利用自身的分布式電源與儲(chǔ)能設(shè)備滿足微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷的需求。
新能源發(fā)展造就巨大市場(chǎng)
新能源應(yīng)用大規(guī)模應(yīng)用市場(chǎng)的啟動(dòng)在即，各省對(duì)智能微網(wǎng)嘗試性建設(shè)的熱情高漲。盡管國(guó)內(nèi)市場(chǎng)目前仍面臨電力體制改革進(jìn)展緩慢的問題，但地方政府試水智能微網(wǎng)建設(shè)的熱情依舊不退。也正是通過政府、行業(yè)、企業(yè)多方努力，目前，國(guó)內(nèi)智能微電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)取得了里程碑式的進(jìn)展。
以剛剛建成、年底準(zhǔn)備投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的新疆吐魯番新能源城市微電網(wǎng)示范項(xiàng)目為例，這一項(xiàng)目在獲得國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局和國(guó)家電監(jiān)會(huì)三部委的聯(lián)合批復(fù)下得以順利開展，不僅是我國(guó)首個(gè)大型微電網(wǎng)示范工程，也是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、涉及用戶范圍最廣、技術(shù)整合最全面的微電網(wǎng)項(xiàng)目。目前，該項(xiàng)目裝機(jī)容量13.4兆瓦，可以為吐魯番新區(qū)7千余戶家庭、2萬多居民提供優(yōu)質(zhì)電能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)利用鋪設(shè)在建筑屋頂?shù)墓夥M件發(fā)電并直接供給用戶、汽車充電站，富余電量上地區(qū)電網(wǎng)；在光伏發(fā)電電量不足時(shí)，由地區(qū)電網(wǎng)向微電網(wǎng)用戶供電。該項(xiàng)目對(duì)我國(guó)啟動(dòng)智能微網(wǎng)建設(shè)具有重大意義，在結(jié)合光伏、儲(chǔ)能、用戶和高級(jí)控制理念和建設(shè)運(yùn)營(yíng)方式的基礎(chǔ)上，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、能源的可持續(xù)利用提供借鑒。
另一個(gè)具有代表性的智能微網(wǎng)項(xiàng)目落戶中新天津生態(tài)城。生態(tài)城的智能微網(wǎng)系統(tǒng)以30千瓦光伏發(fā)電和6千瓦風(fēng)力發(fā)電作為分布式電源，采用15千瓦×4小時(shí)的鋰離子電池作為儲(chǔ)能設(shè)施，以照明和電動(dòng)汽車充電樁等15千瓦負(fù)荷作為微網(wǎng)負(fù)荷，配以監(jiān)控設(shè)備也構(gòu)成了低壓交流智能微網(wǎng)。根據(jù)中新天津生態(tài)城總體規(guī)劃要求，該項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)可再生能源利用比例將不低于20%，該項(xiàng)目的風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電及生物質(zhì)能發(fā)電三種可再生能源總裝機(jī)容量將達(dá)到175兆瓦，建成后，預(yù)計(jì)年發(fā)電量為3.9億千瓦時(shí)左右，可以滿足約13萬戶普通家庭的用電需求。
對(duì)此，許洪華說：“當(dāng)前我國(guó)面臨著供電緊張與節(jié)能減排巨大壓力，這為智能微網(wǎng)建設(shè)創(chuàng)造了發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)光伏、風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步和成本下降，也為智能微網(wǎng)建設(shè)提供了前提條件；隨著智能電網(wǎng)及未來電力市場(chǎng)的演進(jìn)以及可再生能源發(fā)電激勵(lì)政策的實(shí)施與完善，不僅為智能微網(wǎng)建設(shè)打開了市場(chǎng)空間，也為其提供了政策準(zhǔn)備。目前，從實(shí)際效果來看，新能源微網(wǎng)示范工程對(duì)提高供電質(zhì)量起到很大作用，降低電網(wǎng)損耗的同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)、梯級(jí)利用，未來市場(chǎng)前景將非常廣闊。”
政策瓶頸阻礙現(xiàn)代電力市場(chǎng)建設(shè)
毋庸置疑，智能微網(wǎng)是世界各國(guó)未來電力市場(chǎng)一個(gè)重要的發(fā)展方向，但我國(guó)行業(yè)內(nèi)對(duì)智能微網(wǎng)在國(guó)內(nèi)的推廣進(jìn)程深懷憂慮。
“智能微電網(wǎng)在西方可以蓬勃發(fā)展，但是在中國(guó)絕非易事。”這一觀點(diǎn)成為當(dāng)前行業(yè)內(nèi)普遍共識(shí)。
這一憂慮主要因?yàn)閲?guó)內(nèi)現(xiàn)行的《電力法》難以獲得實(shí)質(zhì)改變。“推動(dòng)國(guó)內(nèi)智能微網(wǎng)發(fā)展，政策扶持至關(guān)重要，但在現(xiàn)行的《電力法》環(huán)境下，智能微網(wǎng)建設(shè)面臨難以獲得獨(dú)立電力生產(chǎn)商身份的尷尬，也要面臨當(dāng)?shù)嘏潆姽彩聵I(yè)公司或運(yùn)營(yíng)商是否允許并網(wǎng)的問題。另外，當(dāng)前智能電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)成本還高于傳統(tǒng)能源系統(tǒng)，當(dāng)主網(wǎng)缺電時(shí)，智能微網(wǎng)減少負(fù)荷向主網(wǎng)售電的情況下，政策是否給予智能微網(wǎng)售電以分時(shí)定價(jià)、凈計(jì)量、調(diào)整上網(wǎng)電價(jià)等方面的激勵(lì)措施，也是智能微網(wǎng)能否得以大發(fā)展的關(guān)鍵因素。”業(yè)內(nèi)專家在接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示，“近幾年，西方國(guó)家在智能電網(wǎng)、分布式電源方面發(fā)展迅速，與其成熟的現(xiàn)代電力市場(chǎng)條件不無關(guān)系。與西方相比，國(guó)內(nèi)在現(xiàn)代電力市場(chǎng)步伐稍顯遲緩，也沒有大力建設(shè)發(fā)展新能源的環(huán)境，卻將與發(fā)達(dá)國(guó)家同時(shí)進(jìn)行第三次工業(yè)革命，智能微網(wǎng)的推廣難度是可想而知的。”
本報(bào)記者發(fā)現(xiàn)，在國(guó)內(nèi)推動(dòng)智能微網(wǎng)建設(shè)的過程中，矛盾的焦點(diǎn)再次聚焦在《電力法》上，盡管國(guó)家電網(wǎng)公司在支持新能源發(fā)展的態(tài)度上發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，但《電力法》規(guī)定的“一個(gè)供電營(yíng)業(yè)區(qū)內(nèi),只設(shè)立一個(gè)供電營(yíng)業(yè)機(jī)構(gòu)”的相關(guān)規(guī)定與智能微網(wǎng)要求建設(shè)多個(gè)獨(dú)立電力運(yùn)營(yíng)商出現(xiàn)不可調(diào)和的矛盾。
業(yè)內(nèi)專家對(duì)本報(bào)記者表示：“國(guó)家電網(wǎng)對(duì)發(fā)展智能微網(wǎng)的態(tài)度是積極的，并不排斥在國(guó)內(nèi)推廣智能微電網(wǎng)，但卻希望智能微網(wǎng)由國(guó)家電網(wǎng)公司來發(fā)展，依然要將發(fā)輸配售權(quán)力掌握在自己手里，以保證電網(wǎng)企業(yè)的收益。現(xiàn)階段，讓電網(wǎng)放手智能微網(wǎng)的建設(shè)還很困難，國(guó)內(nèi)要想建成真正的智能微網(wǎng)市場(chǎng)依然舉步維艱。”
上述業(yè)內(nèi)也人士表示：“真正的改革阻力并不在壟斷企業(yè)，而在政府。如果政府將電網(wǎng)企業(yè)的性質(zhì)定位準(zhǔn)確，將其僅定位為一個(gè)提供公共服務(wù)的平臺(tái)，改變對(duì)其考核方式，我國(guó)建設(shè)現(xiàn)代電力市場(chǎng)的進(jìn)程會(huì)順暢些。”
有分析人士指出，無論是美國(guó)提出的綠色經(jīng)濟(jì)，還是我國(guó)提出的低碳經(jīng)濟(jì)，都足以明確新能源是未來能源發(fā)展的最重要的方向，但我國(guó)新能源的發(fā)展過程也是一個(gè)社會(huì)利益再分配的過程，依然面臨著多方協(xié)調(diào)與多方博弈的不確定因素。
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我國(guó)智能微電網(wǎng)項(xiàng)目一覽
浙江舟山東福山島
由浙江省電力試驗(yàn)研究院設(shè)計(jì)的浙江東福山島風(fēng)光柴海水淡化綜合系統(tǒng)，安裝7臺(tái)單機(jī)容量30千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、100千瓦的光伏發(fā)電系統(tǒng)及一套50噸/天海水淡化系統(tǒng)，總裝機(jī)容量300千瓦，并裝設(shè)有蓄電池組進(jìn)行調(diào)節(jié)，是目前國(guó)內(nèi)最大的離網(wǎng)型綜合微網(wǎng)系統(tǒng)。
工程提出了交直流混合微網(wǎng)，綜合考慮最大化利用可再生能源減少柴油發(fā)電，同時(shí)兼顧蓄電池使用特性最大化延長(zhǎng)使用壽命的運(yùn)行策略。
浙江溫州南麂島
由浙江省電力公司電力試驗(yàn)研究院與平陽(yáng)電力有限責(zé)任公司合作，將在溫州市平陽(yáng)縣南麂島內(nèi)建設(shè)風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能、柴油發(fā)電和蓄電池儲(chǔ)能相結(jié)合的風(fēng)光柴儲(chǔ)“分布式發(fā)電”綜合系統(tǒng)，既解決電力供應(yīng)不足問題，又保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
2012年5月，該項(xiàng)目動(dòng)工，項(xiàng)目總投資1.5億元，由10臺(tái)100千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、545千瓦光伏發(fā)電系統(tǒng)、30千瓦波浪能發(fā)電系統(tǒng)、300千瓦蓄電池及1600千瓦備用柴油發(fā)電機(jī)組成。該工程還要引入電動(dòng)汽車儲(chǔ)能系統(tǒng)，將島上現(xiàn)有的燃油汽車全部換成電動(dòng)汽車。其儲(chǔ)能電池可以利用儲(chǔ)能的電能向電網(wǎng)供電，減少柴油發(fā)電運(yùn)行時(shí)間，也可以作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池，使多余可再生能源得以充分利用。
南京供電公司
由浙江省電力試驗(yàn)研究院設(shè)計(jì)，位于南京供電公司科技綜合樓的微網(wǎng)控制風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)，包含50千瓦光伏發(fā)電、2×5千瓦屋頂風(fēng)電、50千瓦1小時(shí)的鉛酸蓄電池儲(chǔ)能。
中新天津生態(tài)城
2011年9月5日，中新天津生態(tài)城智能電網(wǎng)綜合示范工程微網(wǎng)系統(tǒng)完成全部調(diào)試。
中新生態(tài)城微網(wǎng)系統(tǒng)是由智能營(yíng)業(yè)廳屋頂30千瓦光伏發(fā)電、6千瓦風(fēng)機(jī)發(fā)電、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、營(yíng)業(yè)廳10千瓦照明及5千瓦充電樁負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。
河南財(cái)專
河南財(cái)專分布式光伏發(fā)電及微網(wǎng)控制工程是國(guó)家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)微電網(wǎng)領(lǐng)域2010年唯一的試點(diǎn)工程，包括350千瓦光伏系統(tǒng)、200千伏安/200千瓦時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)和微網(wǎng)控制管理系統(tǒng)，于2010年12月31日聯(lián)調(diào)成功。其中的光伏發(fā)電系統(tǒng)就是設(shè)置在7棟宿舍樓樓頂上的光伏發(fā)電板，每月可有3.6萬-4.5萬千瓦時(shí)的發(fā)電量，基本可以滿足學(xué)校7棟宿舍樓和學(xué)生食堂的日常用電。
廣東珠海
2010年12月，珠海建成國(guó)內(nèi)海島智能微電網(wǎng)。東澳島智能微電網(wǎng)項(xiàng)目根據(jù)海島獨(dú)特的自然條件，整合了太陽(yáng)能、風(fēng)能和柴油新舊能源發(fā)電單元，建設(shè)成包括1000千瓦的光伏發(fā)電、50千瓦的風(fēng)力發(fā)電和蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在內(nèi)的分布式供電系統(tǒng)，使全島可再生能源發(fā)電比例達(dá)到 70%，海島旅游淡季更無需柴油發(fā)電。
河北承德
2011年7月9日，河北承德分布式發(fā)電/儲(chǔ)能及微電網(wǎng)接入控制試點(diǎn)建設(shè)工程進(jìn)入實(shí)施階段。項(xiàng)目實(shí)施后，風(fēng)力發(fā)電規(guī)模60千瓦、光伏發(fā)電50千瓦、儲(chǔ)能80千瓦/128千瓦時(shí)，將為該地區(qū)廣大農(nóng)戶提供堅(jiān)強(qiáng)電源保障，實(shí)現(xiàn)雙電源供電，提高客戶電壓質(zhì)量。
吐魯番新能源示范區(qū)
國(guó)家能源局會(huì)同國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家電監(jiān)會(huì)共同推動(dòng)的全國(guó)首個(gè)商業(yè)化運(yùn)行的微電網(wǎng)示范項(xiàng)目。自2010年建設(shè)至今，一期工程已基本完成，建設(shè)面積達(dá)到85萬平方米，已成為目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)應(yīng)用最全面的太陽(yáng)能利用與建筑一體化項(xiàng)目。
這是龍?jiān)措娏ㄔO(shè)的首個(gè)微電網(wǎng)項(xiàng)目、全國(guó)首個(gè)微電網(wǎng)示范工程項(xiàng)目，也是目前國(guó)內(nèi)裝機(jī)容量最大、涉及用戶范圍最廣的微電網(wǎng)項(xiàng)目，該項(xiàng)目屋頂光伏電站裝機(jī)容量13.4兆瓦，為近6萬名維吾爾族人民的保障性住房提供優(yōu)質(zhì)電能。
海南三沙
2012年8月28日，海南電網(wǎng)公司三沙供電局在西沙永興島正式揭牌成立。三沙市下轄西沙、中沙、南沙諸群島及海域，由260多個(gè)島、礁、沙、灘組成。永興島是南海諸島中面積最大的島嶼，目前，三沙市的用電負(fù)荷主要集中在西沙永興島，預(yù)計(jì)“十二五”最大用電負(fù)荷年均增長(zhǎng)率56.9%，用電量年均增長(zhǎng)率180%。
南方電網(wǎng)將以建設(shè)“智能、高效、可靠、綠色”的島嶼型多能互補(bǔ)微型電網(wǎng)為目標(biāo)，高起點(diǎn)規(guī)劃永興島智能微網(wǎng)。針對(duì)三沙氣候具有“三強(qiáng)”（日照強(qiáng)、臺(tái)風(fēng)強(qiáng)、降雨強(qiáng)）、“三高”（高溫、高濕、高鹽）的特點(diǎn)，電力設(shè)施將按高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)，永興島將建成以配電站和環(huán)網(wǎng)柜為網(wǎng)絡(luò)樞紐點(diǎn)的10千伏單環(huán)網(wǎng)主干輸電網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)充分利用太陽(yáng)能等新能源，綜合利用柴油或LNG的發(fā)電余熱實(shí)現(xiàn)冷、熱聯(lián)供，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)供電與供能的可持續(xù)發(fā)展，最大限度地促進(jìn)能源資源綜合利用，保障三沙用電。
