中國儲能網(wǎng)訊：當(dāng)托馬斯·愛迪生在1882年建成他的第一個直流微電網(wǎng)時，他或許不會想到微網(wǎng)的概念在百年后的今天再一次火熱起來。
早在十九世紀末，電氣化方興未艾之時，相較于爭執(zhí)不休的交直流，電網(wǎng)在規(guī)模上“越大越好” 這一定律便從未改變過。無論是從經(jīng)濟性還是安全性的角度上來分析，電網(wǎng)的互聯(lián)都可以降低建設(shè)成本，且一定程度上增加系統(tǒng)的慣性，并相互分享系統(tǒng)的靈活度，使其能夠更加從容的面對大大小小的故障，快速恢復(fù)原狀 。
從英國已經(jīng)給出的十幾吉瓦高壓直流輸電(HVDC)建設(shè)計劃，到歐洲連接亞洲和北非的2050超級電網(wǎng)(SuperGrid)構(gòu)想，再聯(lián)想到國內(nèi)火熱的全球互聯(lián)網(wǎng)概念，“電網(wǎng)互聯(lián)”這一概念一直為電氣工程師們所推崇。然而，就像曾經(jīng)一敗涂地的直流輸電成功翻身一樣，曾被貼上“難堪大用”的標(biāo)簽的微電網(wǎng)(以下簡稱“微網(wǎng)”)也開始火熱起來。在分析微網(wǎng)的利弊之前，讓我們先看一下美國能源部對微網(wǎng)的定義：
“A groupof interconnected loads and distributed energy resources (DERs) with clearlydefined electrical boundaries that acts as a single controllable entity withrespect to the grid and can connect and disconnect from the grid to enable itto operate in both grid-connected or island modes.”
簡要翻譯就是：
“微網(wǎng)是由一組互聯(lián)的負載和分布式能源組成的。相對于電網(wǎng)來說，其具有單一可控的特征，使得它既可以在與電網(wǎng)相連的條件下工作，又可斷開連接，單一運行?！?
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光伏蜜糖
以此我們可以注意到微網(wǎng)的主要特征就是其能夠在「孤島模式」運行。這也是微網(wǎng)早期最主要的應(yīng)用，對于島嶼或是山區(qū)甚至極地等經(jīng)濟性上或技術(shù)性上無法與主電網(wǎng)相連的地區(qū)，微網(wǎng)的建設(shè)能夠給當(dāng)?shù)鼐用駧矸€(wěn)定的供電。但是這種場景下的需求畢竟有限，那么為什么最近微網(wǎng)的建設(shè)又突然進入快車道了呢(如下圖預(yù)測)?
主要原因有三點：
「電網(wǎng)可靠性的區(qū)別化」
「峰谷電價的差異化」
「接光伏的鍋」
首先我們來談?wù)効煽啃浴?
近年來全球極端天氣增多，造成了不同程度的停電事故，給電網(wǎng)的運行造成了極大的挑戰(zhàn)。全網(wǎng)統(tǒng)一的可靠性標(biāo)準(zhǔn)或許已不再適用。電網(wǎng)需分清輕重緩急，讓醫(yī)院消防等公共事業(yè)的供電需求在大范圍故障的情況下優(yōu)先得到保障(當(dāng)然不是說你家就該斷電，只是救死扶傷的供電應(yīng)優(yōu)先保障)。
與此同時，微網(wǎng)可不僅僅指代的是幾個備用發(fā)電機。首先它需要有足夠并“可靠”的發(fā)電容量來實時滿足網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的非彈性的用電需求，也就是在隨時斷開的前提下實現(xiàn)穩(wěn)定運行。其次它需幫助建立彈性電網(wǎng)，提高其恢復(fù)力(resilience)，保證斷電后的快速重啟。 最后，在不斷接入新負載的前提下，微網(wǎng)也可以通過控制降低區(qū)域用電峰值，從新排組用戶的電力需求，從而減緩電網(wǎng)更新設(shè)備的需求，也意味著更少的硬件擴容投資。
第二條則是能源交易。
隨著新能源發(fā)電的不斷增加，其發(fā)電的不穩(wěn)定性也會造成電力市場清算價格的變化越來越大。比如英國在去年九月就曾出現(xiàn)過比日常價格高24倍，清算電價達到?999/MWh的情況。由于微網(wǎng)一般配有儲能裝置，所以其也可以實現(xiàn)對“峰谷電價”的利用，從而節(jié)省用戶的購電成本。此外，這類儲能裝置也能幫助電網(wǎng)/售電公司吸納更多的可再生能源發(fā)電，達到其所被分配的「可再生能源配額要求」(例如綠證等)。
最后一個關(guān)鍵點就是電能質(zhì)量的提升。
一方面頻率或電壓敏感類的負載在電網(wǎng)中的比重逐漸增加，另外一方面分布式發(fā)電(尤其是光伏)不斷接入居民側(cè)，加劇了電壓和電網(wǎng)頻率的不穩(wěn)定，所以在電網(wǎng)公司急需提升局部調(diào)節(jié)能力。而微網(wǎng)能通過它所配備的各類發(fā)電和儲能資源，以及相應(yīng)的電力電子元件，對電能質(zhì)量進行調(diào)節(jié)，并限制以及緩解區(qū)域電網(wǎng)運行不穩(wěn)定對主電網(wǎng)的影響。此外這些分布式的發(fā)電和儲能也能為電網(wǎng)和調(diào)度提供 “輔助服務(wù)”，支撐電網(wǎng)運行。
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電網(wǎng)砒霜
以上說了一堆微網(wǎng)的“好話”。但是為什么電網(wǎng)公司有可能視微網(wǎng)為砒霜呢?可概括為兩點：
可靠性標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別很難被貨幣化
當(dāng)前電網(wǎng)的盈利模式過于單一
像上文中提到的，微網(wǎng)的重要貢獻就是可靠性和電能質(zhì)量提升。但是這兩個標(biāo)準(zhǔn)都很難被直觀的從投資回報比中反映出來，而客戶也未必愿意為此買單(甚至有人會說電網(wǎng)在畫大餅，你也沒轍)，所以電網(wǎng)不愿做出改變也是可以理解的。
此外電網(wǎng)企業(yè)的利潤來源一般是“輸配固定電價 ”。這一價格的制定是根據(jù)居民購電量以及電網(wǎng)設(shè)備折舊計算的。而且由于輸配電天然壟斷的特性，定價機制受到政府監(jiān)管?？紤]到電氣設(shè)備較長的運行壽命(一般可達到20-30年)，電網(wǎng)公司一般是不希望看到設(shè)備因為“用戶需求改變 ”而過早被更換的。而我這里所說的用戶需求改變就是指光伏，儲能，還有電氣化供冷暖以及電動車充電等不同活動在無協(xié)調(diào)控制的前提下加入。
但是科技發(fā)展如此迅猛，光伏和儲能組件價格不斷降低，用電側(cè)對于自發(fā)電設(shè)備的利用率只會越來越高，而這也使得未來電網(wǎng)所可能需要面對一個重大問題：“負載叛逃”(load defection)。這種情況下，如果電網(wǎng)企業(yè)愿意擁抱這種變化，建設(shè)微網(wǎng)，幫助優(yōu)化分布式資源的運營，恐怕只會加速負載叛逃的進程，這對依靠輸配電費這單一收入源的他們來說無異于飲鴆止渴。但電網(wǎng)公司若想通過一己之力(例如取消Net Metering政策)限制光伏發(fā)電的接入，恐怕只能延緩負載叛逃的到來，無助于解決電網(wǎng)利潤來源的問題，造成用戶和電網(wǎng)公司兩敗俱傷的局面。所以不得不說電網(wǎng)公司站在了一個按常規(guī)套路出牌都是死路的岔路口。
那么對于這一問題，作為既得利益者的Tesla和Solar City 公司的CEO—埃隆·馬斯克又是怎么評價的呢?
首先他在之前收購SolarCity問題上就表示他就是為了布局“光伏+儲能+電動車”的微網(wǎng)一站式服務(wù)。
他曾認為人類終極能源來源是分布式發(fā)電，但在最近卻發(fā)出了不同的聲音，安撫電網(wǎng)公司。他認為未來分布式和集中式發(fā)電比例可以達到1：2。這也就是說電網(wǎng)公司仍能分到一塊很大的蛋糕。當(dāng)然這一假設(shè)是建立在供暖和通勤需求都被大量電氣化的前提上。讓人不得不為此打上一個大大的問號。
至于馬斯克為什么要做出這樣的評價，因為他預(yù)測到特斯拉未來在儲能市場上的銷售額百分之八十到九十是來自于大容量的Powerpack 電池，而不是面向居民的Powerwall，而電力事業(yè)公司這一大客戶必將成為儲能銷售企業(yè)眼里的一塊大肥肉。
新能源技術(shù)的爆發(fā)已然不可阻擋，而站在路中間的電網(wǎng)公司們，如若不求變，不想方設(shè)法找到“解毒劑”，恐怕只會落到個湮滅在歷史洪流中的下場了。
