微電網(wǎng)已然面臨發(fā)展的十字路口
吳俊宏
（華東電力設(shè)計院智慧能源室主任）
微電網(wǎng)分為離網(wǎng)型微電網(wǎng)與并網(wǎng)型微電網(wǎng)。離網(wǎng)型微電網(wǎng)一般用于解決偏遠(yuǎn)地區(qū)或海島地區(qū)的供電需求，就技術(shù)經(jīng)濟性而言，它是主網(wǎng)延伸不得已的選擇，其發(fā)展具有必然性；而并網(wǎng)型微電網(wǎng)則不同，它只是局部地區(qū)供電方式中可供選擇的一種解決方案，而非唯一的解決方案。因此相比離網(wǎng)型微電網(wǎng)，并網(wǎng)型微電網(wǎng)如何發(fā)展更加值得思考。以下討論均指并網(wǎng)型微電網(wǎng)，簡稱微電網(wǎng)。
并網(wǎng)型微電網(wǎng)具備微型、清潔、自平衡、孤網(wǎng)運行等主要技術(shù)特征。近幾年，無論是指導(dǎo)文件還是示范項目，均在鼓勵并網(wǎng)型微電網(wǎng)商業(yè)化發(fā)展，然而實際效果卻不盡如人意。業(yè)內(nèi)比較一致的看法是，微電網(wǎng)陷入困境主要是由于壟斷體制與市場機制的改革不到位，無法發(fā)揮微電網(wǎng)就近供電與售電的成本優(yōu)勢，以及支援系統(tǒng)的靈活性優(yōu)勢。但業(yè)內(nèi)同時認(rèn)為，只要未來有合適的市場機制，微電網(wǎng)的發(fā)展一定會有廣闊空間。然而，市場機制的本質(zhì)是資源的稀缺性和必要性，如果在未來電力系統(tǒng)中并不需要微電網(wǎng)這類資源，那么有利于微電網(wǎng)商業(yè)化發(fā)展的市場機制也許永遠(yuǎn)不會到來。
“十四五”電力系統(tǒng)格局的走向?qū)ξ㈦娋W(wǎng)發(fā)展將有至關(guān)重要的影響?！笆奈濉彪娏ω?fù)荷增速大概率會比過往進一步放緩，在此負(fù)荷增速的背景下，若仍然只重視大型電站、網(wǎng)架建設(shè)等傳統(tǒng)電力解決方案，那么微電網(wǎng)是否需要發(fā)展、怎么發(fā)展是該產(chǎn)業(yè)值得深思的問題。
一、從技術(shù)角度而言，我們是否需要微電網(wǎng)
從并網(wǎng)型微電網(wǎng)的技術(shù)特征分析，它能通過配電設(shè)施建立與用戶的直接供電關(guān)系，提高分布式清潔能源消納比例與利用效率；通過有效管理局部區(qū)域的分布式清潔能源，減少局部分布式清潔能源并網(wǎng)比例較高情況下對電網(wǎng)的沖擊；通過孤網(wǎng)運行能力，提升大電網(wǎng)故障下微電網(wǎng)內(nèi)部負(fù)荷的供電安全；通過“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同響應(yīng)，提升對外部電網(wǎng)的有功功率和無功功率的支援能力。
從上述角度分析，微電網(wǎng)是未來電力系統(tǒng)非常先進的一種解決方案，我們似乎是需要微電網(wǎng)的。然而，上述分析均是基于這些假設(shè)：
（一）系統(tǒng)主力電源（包括新能源電站）裝機容量距離負(fù)荷發(fā)展有較大缺口，且缺口主要通過分布式清潔能源的發(fā)展解決；
（二）系統(tǒng)較為薄弱，較難承受大規(guī)模分布式清潔能源并網(wǎng)的波動；
（三）電網(wǎng)可靠性較差，用戶需要通過一種技術(shù)革新提升供電可靠性并且保證經(jīng)濟性；
（四）系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻、無功功率資源不足，需要更加靈活的資源維持系統(tǒng)安全穩(wěn)定。
當(dāng)“假設(shè)條件（一）”不滿足時，從宏觀發(fā)展和電力平衡角度看，分布式清潔能源不會有大規(guī)模發(fā)展的基礎(chǔ)，那么為解決大規(guī)模分布式清潔能源消納與管理而誕生的微電網(wǎng)自然不會有廣闊的市場空間。
當(dāng)“假設(shè)條件（二）”不滿足時，即便分布式清潔能源能夠得到大規(guī)模發(fā)展，那么因為系統(tǒng)資源（包括電網(wǎng)容量資源與輔助服務(wù)資源）足夠強大，也不需要通過微電網(wǎng)減少分布式清潔能源對電網(wǎng)的沖擊。
當(dāng)“假設(shè)條件（三）”不滿足時，在供電可靠性已經(jīng)滿足用戶基本需求的情況下，微電網(wǎng)從“并網(wǎng)”到“孤網(wǎng)”無縫切換的技術(shù)成本，很難讓用戶愿意為之買單。
當(dāng)“假設(shè)條件（四）”不滿足時，系統(tǒng)對微電網(wǎng)的輔助服務(wù)容量需求并不強，通過微電網(wǎng)“源網(wǎng)荷儲”統(tǒng)一控制手段而提升的靈活性資源，很難因為資源稀缺性而發(fā)揮市場價值。
事實上，通過近幾十年電力系統(tǒng)的快速建設(shè)，目前我國大部分地區(qū)電源是足夠的、電網(wǎng)是較為堅強的，這也是造成現(xiàn)在微電網(wǎng)應(yīng)用價值并不太高最本質(zhì)的原因。
二、未來電力系統(tǒng)格局決定了微電網(wǎng)發(fā)展空間
未來電力系統(tǒng)是否需要微電網(wǎng)呢？電力負(fù)荷的發(fā)展說明電力缺口終究會出現(xiàn)，這意味著系統(tǒng)會有滿足新增負(fù)荷供電安全可靠性的需求，也意味著系統(tǒng)會有更多輔助服務(wù)容量的需求。那么這些缺口與需求是通過大電源建設(shè)、遠(yuǎn)距離輸電、加強電網(wǎng)冗余度解決？還是通過大力發(fā)展分布式能源就近供電、加強局部區(qū)域“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同管理解決？兩種不同的發(fā)展思路決定了未來微電網(wǎng)真正的市場空間與價值。
一個很簡單的邏輯是，以微電網(wǎng)為代表的配電網(wǎng)有源化發(fā)展與輸電網(wǎng)堅強化發(fā)展，相互間具有明顯的排斥性。配電網(wǎng)的有源化程度越高，輸電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模就越??；反之，輸電網(wǎng)的輸電容量規(guī)劃越大，配電網(wǎng)的接入電源容量就越少。資金究竟是用于輸電網(wǎng)及大電源等傳統(tǒng)電力設(shè)施的建設(shè)，還是用于分布式電源及微電網(wǎng)等新型電力設(shè)施的建設(shè)？兩者同時發(fā)展的冗余結(jié)果要么就是這兩者投資都沒有經(jīng)濟性，要么就是推升用戶用電成本。
因此從發(fā)展的眼光來看，未來負(fù)荷的增量提供了重構(gòu)電力系統(tǒng)格局的契機。雖然微電網(wǎng)是未來更加高效、更加綠色、更加安全的能源生產(chǎn)與供應(yīng)解決方案，但是如果未來電力系統(tǒng)格局并沒有顛覆性的發(fā)展，那么隨著電源容量、電網(wǎng)容量等其他替代模式進一步發(fā)展，完整意義上的并網(wǎng)型微電網(wǎng)在未來也很難有廣闊需求。
三、電改效果決定了當(dāng)下微電網(wǎng)突破可能性
當(dāng)然，無論是未來還是現(xiàn)在，微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)未必需要與傳統(tǒng)模式分庭抗禮。重視分布式清潔能源大規(guī)模發(fā)展與就地平衡的電力系統(tǒng)發(fā)展思路的確有利于微電網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用，但是即便電力系統(tǒng)格局沒有顛覆性變化，在負(fù)荷仍然主要靠大型電站和電網(wǎng)供電解決的基本面下，微電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)技術(shù)模式的有效補充，對于微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)有足夠空間。
在這種情況下，支撐微電網(wǎng)發(fā)展的不是宏觀需求，而是可落地操作的微觀解決方案。把分布式清潔能源電力就近供售給用戶是微電網(wǎng)主要的生產(chǎn)經(jīng)營模式，這種模式對于提升清潔能源利用率、降低用電成本具有積極作用。但這種模式能否運行通暢，恰是當(dāng)下微電網(wǎng)發(fā)展的主要問題。簡而言之，配售電改革的開放性與包容性、電力市場交易機制的合理性與公平性決定了微電網(wǎng)解決方案能否突破。
《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》（發(fā)改能源〔2017〕1339號）將并網(wǎng)型微電網(wǎng)運營主體定位為擁有配電網(wǎng)經(jīng)營權(quán)的第二類售電公司，賦予了微電網(wǎng)合法的市場主體身份。然而，恰是這種嚴(yán)謹(jǐn)定位，意外地將微電網(wǎng)和增量配電改革交織在一起。因此在增量配電項目落地還并不順利的情況下，微電網(wǎng)項目落地也更加困難。
四、微電網(wǎng)監(jiān)管模式可以更加靈活
微電網(wǎng)出現(xiàn)的初衷是為了管理大規(guī)模并網(wǎng)的分布式清潔能源，其發(fā)展重點也應(yīng)是解決分布式清潔能源的就地消納與安全管理，而非是與配電網(wǎng)形成“標(biāo)尺競爭”的發(fā)展。對于微電網(wǎng)而言，面向用戶供售電并不是目的，而是解決分布式能源消納、提高分布式能源利用效率的手段。因此從這個角度出發(fā)，微電網(wǎng)監(jiān)管模式上可以創(chuàng)新與突破，不以供電效果作為其主要監(jiān)管目標(biāo)，而是以分布式能源消納效果和綜合能效提升作為支撐微電網(wǎng)業(yè)務(wù)存在的依據(jù)。
一方面，對于較大規(guī)模的微電網(wǎng)，仍然可以將其定位為第二類售電公司，但在增量配電網(wǎng)遇到的區(qū)域劃分、重復(fù)供電等難題上需要創(chuàng)新管理與突破。微電網(wǎng)存在的必要性和取得經(jīng)營主體身份的合法性，應(yīng)重點考慮分布式清潔能源、供電設(shè)施、用戶負(fù)荷的匹配，以及從電氣物理層面作為電力系統(tǒng)的一個可控響應(yīng)單元的能力，而非空間層面供電區(qū)域的劃分?；谂潆娫O(shè)施電氣物理層面的供電對象劃分，對于分布式清潔能源就地消納以及靈活性資源提升的意義更大，更加符合微電網(wǎng)這一形態(tài)出現(xiàn)的初衷。
另一方面，對于更小規(guī)模的微電網(wǎng)，可以將其定位為公共配電網(wǎng)末端環(huán)節(jié)的技術(shù)補充，服務(wù)于寫字樓、商業(yè)綜合體等轉(zhuǎn)供電環(huán)節(jié)的綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)，利用微電網(wǎng)模式賦予這類主體合法供電身份并優(yōu)化其供電管理，既能夠幫助解決我國轉(zhuǎn)供電環(huán)節(jié)合法服務(wù)主體缺失的問題，又能夠助力用戶側(cè)綜合能源服務(wù)業(yè)態(tài)的發(fā)展。同時，微電網(wǎng)“源網(wǎng)荷儲”統(tǒng)一管理思路更有助于這類負(fù)荷聚集單元的可控可響應(yīng)，相比一般意義上的轉(zhuǎn)供電，更有助于提升電力系統(tǒng)的靈活性。
五、微電網(wǎng)技術(shù)特征發(fā)展應(yīng)圍繞市場需求
如前所述，只有在特定條件下，完全技術(shù)特征意義上的微電網(wǎng)才是被系統(tǒng)完全需要的。在系統(tǒng)宏觀基本面還無法給予微電網(wǎng)所有技術(shù)特征價值實現(xiàn)時，它的一些技術(shù)要求就顯得有些雞肋，比如可再生能源占比要求，再比如具備自我平衡運行能力和孤網(wǎng)運行能力技術(shù)要求。
可再生能源應(yīng)占比多少，這更多取決于資源條件、場地條件、經(jīng)濟性條件以及微電網(wǎng)的經(jīng)營方式；微電網(wǎng)能否自我平衡，歸根結(jié)底應(yīng)取決于市場需求，一方面是內(nèi)部電源開發(fā)的技術(shù)及經(jīng)濟性，另一方面是與外部電力市場交易的成本以及與外部電網(wǎng)結(jié)算的輸配電費（含容量費）成本；孤網(wǎng)運行能力同樣如此，從“并網(wǎng)”到“孤網(wǎng)”無縫切換的技術(shù)成本并不低，能否通過孤網(wǎng)運行產(chǎn)生收益就很關(guān)鍵，它取決于用戶是否需要該項目提供孤網(wǎng)運行服務(wù)并且愿意為之買單，或者市場能否為這個單元提供了可中斷負(fù)荷能力而買單。
因此就鼓勵微電網(wǎng)業(yè)態(tài)發(fā)展而言，除一些基本技術(shù)要求外，并不需要用統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)完全限制微電網(wǎng)項目的技術(shù)形態(tài)。
六、結(jié)語
毫無疑問，微電網(wǎng)是一種更先進、更高效、更綠色的能源生產(chǎn)與消費模式，但支撐其發(fā)展的既不是空中樓閣的技術(shù)優(yōu)勢，也不是紅頭文件的鼓勵，而是真正的市場需求。微電網(wǎng)市場空間取決于未來電力系統(tǒng)的發(fā)展格局，微電網(wǎng)能否落地取決于體制機制改革效果，微電網(wǎng)是否具備市場活力則與監(jiān)管方式靈活性相關(guān)。
總之，微電網(wǎng)雖然還處于試點示范階段，還沒有體現(xiàn)出太多商業(yè)投資價值，但是若只在電力系統(tǒng)容量發(fā)展以及體制機制改革的既定軌跡下，微電網(wǎng)已然面臨能否發(fā)展、如何發(fā)展的抉擇。
原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年8月7日第31期
