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新形势下电力系统新业态发展趋势展望
栏目:市场分析 编辑:梅子  2019-05-15 16:36
    近年来,新能源技术、云计算、大数据、移动通讯和人工智能等创新技术的发展,不断推动着能源行电力行业的转型升级,带来电网形态功能的改变,也带来电力新业态不断涌现,为电网的创新发展带来新的机遇和挑战。2018年电力新业态发展亮点纷呈,成为推动能源电网转型发展和能源电力管理变革的重要力量。
 
    电力新业态
 
    分布式能源、微网以及综合能源系统
 
    从早期的分布式天然气多联供到近期的新能源供能系统,再到微电网、多能互补和综合能源系统,通过先进信息技术、能量管理技术与能源产业深度融合,推动能源电力新业态的兴起。这些新的供能系统从“离网型”独立供能系统开始起步,以“并网型”实现广泛应用,既是电源又是负荷,成为电力系统中区别于传统电源和负荷的电力新业态。
 
    分布式能源:是利用小型设备就近向用户提供能源供应的能源利用方式,从20世纪70年代开始发展。客观来看,大系统比小系统更具有规模效应,能源效率相对较高,但由于分布式能源系统能够实现热电联供,提高能源利用效率,因此也得到了广泛关注。早期分布式能源应用形式主要以天然气热电联供为主,通常接入电网,只“上网”不“下网”;或者只“下网”不“上网”,对电网而言作为负荷的形态存在,因此也谈不上电力新业态。近些年来,随着可再生能源发电技术的成熟和广泛应用,同时由于风电、太阳能光伏发电能量密度低,更适合就近、以小系统方式利用,风电、太阳能光伏发电已成为分布式能源发展的主要形式。由于风电、太阳能光伏发电出力特性的波动性,主要以并网实现风电、光伏发电的经济高效利用,这种类型分布式能源既“上网”又“下网”,对电网而言既是电源又是负荷,成为电力新业态。
 
    微网:早期主要指微电网,电源以本地可再生能源发电为主,通过增加储能单元和控制单元,成为高渗透率风电、太阳能等分布式新能源应用的高级形式。微电网是由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统,主要特点是电压等级低,一般在35千伏及以下;系统规模小,系统容量(最大用电负荷)原则上不大于20兆瓦。后来随着微网内电源的多样化,以及能源输出形式的多样化(由单一供电向供电、供热、供冷等多元供能),微电网发展成为微能源网。尽管微网早期以离网型为主,但从应用和发展趋势来看,并网型微网是主要应用形式,与电网双向互动,成为电力新业态。
 
    多能互补综合能源系统:又称综合能源系统,既是微网的升级版,又是能源互联网(“互联网+”智慧能源系统)的重要单元。2016年7月,国家发展改革委国家能源局推出《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》,首次提出多能互补集成优化示范工程的两种模式,其中终端一体化集成供能系统也就是综合能源系统,其特点是面向终端用户电、热、冷、气等多种用能需求,互补利用传统能源和新能源,构建一体化集成供能基础设施,通过天然气热电冷三联供、分布式可再生能源和智能微网等方式,实现多能协同供应和能源综合梯级利用,是构建能源互联网的基础。
 
    储能系统
 
    这里主要指非抽蓄储电系统。早期的储能系统是微网和综合能源系统的组成部分。近年来,随着电化学储能技术的快速发展和成本的大幅下降,用户侧储能系统、电源侧储能系统,特别是电网侧储能系统快速发展,成为一种电力新业态。电网侧储能是指直接接入公用电网、接受电网调度的储能系统。
 
    新业态发展现状
 
    分布式能源、微网及综合能源系统
 
    分布式电源:近年来,技术进步带动分布式电源经济性持续提升,加上新能源布局调整、电力改革深化、新城镇新农村建设等政策措施持续推进,各方参与分布式电源的积极性进一步提高,分布式电源呈现高速发展态势。我国分布式电源尚未建立统一的全国范围统计口径,根据相关统计数据,到2018年底,我国分布式电源1装机约为7500万千瓦,占电源总装机的3.8%。我国分布式电源以新能源为主,其中分布式光伏占比达67%。分布式电源集中在东中部和南方地区,其中浙江、山东、江苏、安徽四省合计约占60%
 
    微电网:根据已掌握的项目并网信息,国内已投运的微电网工程项目超过35个。这些微电网工程大致可分为三类:偏远地区微电网、海岛微电网和城市微电网。
 
    偏远地区微电网:我国已在西藏、青海、新疆、内蒙古等省的边远地区建设了一批微网工程,共计11个,以并网型微电网为主,包括:西藏措勤县微电网、蒙东陈巴尔胡旗微电网、青海玉树微电网等;
 
    海岛地区微电网:利用海岛新能源、建设海岛微网是解决我国海岛供电问题的最佳选择,目前共建成10个,主要是离网型微电网,包括:浙江南麂岛微电网试点、广东珠海东澳岛微电网试点、海南三沙市永兴岛微电网等。
 
    城市微电网:多集成新能源、提供高质量及多样性的供电可靠性服务、冷热电综合利用等,已建成13个,以并网型微电网为主,包括:天津生态城公屋展示中心微电网、佛山冷热电联供微电网、江苏南京供电公司微电网等。
 
    多能互补、综合能源系统示范项目:“十三五”以来,国家已批复“互联网+”智慧能源等试点示范项目55个,其中城市能源互联网综合示范项目12个、园区能源互联网综合示范项目12个、其它及跨地区多能协同示范项目5个、基于电动汽车的能源互联网示范项目6个、基于灵活性资源的能源互联网示范项目2个、基于绿色能源灵活交易的能源互联网示范项目3个、基于行业融合的能源互联网示范项目4个、能源大数据与第三方服务示范项目8个、智能化能源基础设施示范项目3个。批复多能互补终端一体化集成供能系统17个;新能源微电网示范项目28个,这些示范项目成为各利益主体争相抢占的技术和市场领域。
 
    储能
 
    截至2018年底,我国已投运的电化学储能的累计装机规模为101万千瓦,同比增长159%。从我国己投运的电化学储能项目的技术分布上看,主要以锂离子、铅蓄电池为主。其中锂离子电池累计装机68.7万千瓦,占68%;铅蓄电池位列第二,累计装机规模29.3万千瓦,占29%。2018年,电网侧储能成为中国储能市场最大的亮点,全年新投运电网侧储能规模20.68万千瓦,占全国新投运项目总规模的36%,首次超过用户侧,跃居第一位。
 
    河南、江苏、湖南、甘肃等地陆续开展了百兆瓦级别的电网侧储能项目建设。2018年6月,总规模为101兆瓦/101兆瓦时的河南分布式电池储能示范工程首批示范工程投运,该示范工程采用“分布式布置、模块化设计、标准化接入、集中式调控”技术方案分布在9个地区的16座变电站;2018年7月,我国目前容量最大的电网侧储能项目——江苏镇江电网侧储能电站并网运行,该项目分等8个储能电站,采用“分散布置,统一调度”技术方案,总容量为101兆瓦/202兆瓦时;2018年底,湖南省电网侧电池储能示范工程项目一期工程建设规模60兆瓦/120兆瓦时顺利并网,该项目总规模为120兆瓦/240兆瓦时;2018年底,甘肃省首个国家网域大规模电池储能电站试验示范项目获批,一期建设规模180兆瓦/720兆瓦时,有望2019年投运。
 
    政策环境与发展趋势展望
 
    已发布的政策和相关支持文件
 
    2015年以来,国家陆续出台的《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》、《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》、《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》、《推进并网型微电网建设试行办法》、《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》、《分布式发电管理办法(征求意见稿)》等文件。为顺应电力新业态的发展,国家电网公司2017年进入综合能源服务领域,成立了26家省级综合能源服务公司,2019年初印发了《国家电网有限公司关于推进综合能源服务业务发展2019-2020年行动计划》;南方电网也于2019年初印发《关于明确公司综合能源服务发展有关事项的通知》。
 
    2017年,国家发改委、国家能源局等五部委发布的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》(发改能源〔2017〕1701号)。2019年年初,两大电网公司相继出台促进电化学储能发展指导意见,推进电化学储能的发展。南方电网公司率先发布《关于促进电化学储能发展的指导意见》征求意见稿,紧接着,国家电网公司办公厅印发《国家电网公司关于促进电化学储能健康发展的指导意见(试行)》。
 
    政策要义分析及发展趋势
 
    能源电力新业态、新模式的发展势不可挡,已成为国家推动能源消费革命、供给革命和技术革命的重要抓手。能源电力新业态、新模式是全球新一轮科技革命和产业变革中,互联网理念、先进信息技术与能源电力产业深度融合的产物,是构建绿色低碳、安全高效的现代能源体系的必然要求,对于提高清洁能源比重,提升能源综合效率,推动能源市场开放和产业升级,形成新的经济增长点具有重要意义。从两大电网公司向综合能源服务商转型和跨界之后,又不约而同发文促进储能的发展,从国家电网公司提出“三型两网”、加快建设世界一流能源互联网企业的发展战略来看,新业态、新模式的发展势不可挡,目前先进物联网技术在电力系统中的应用才刚刚起步,未来电力新业态/新模式还将不断涌现。
 
    告别补贴思维,结合能源电力体制改革,通过构建有效竞争的市场结构和市场体系,促进新业态在市场中实现价值。从国家已出台的相关支持文件来看,都不再提专项财政补贴,主要鼓励结合能源电力体制机制改革,激发市场活力,鼓励新业态通过市场的方式实现盈利和良性发展。对于综合能源系统,鼓励组建综合能源服务公司从事市场化供能、售电等业务,积极推行合同能源管理、综合节能服务等市场化机制;对于储能,鼓励建立与电力市场化运营服务相配套的储能服务补偿机制;建立储能等灵活性资源市场化交易机制和价格形成机制,鼓励储能直接参与市场交易,通过市场机制实现盈利;对于分布式发电,鼓励开展分布式发电市场化交易试点,也是尝试推动由过去对风电、光伏发电的度电补贴向市场化交易转变。
 
    新业态必将带来能源电力管理体制机制的变革。电力新业态的出现,将带来电网形态功能的改变。如,分布式发电与电改融合,将催生大量局部发售一体化或发配售一体化模式,带来配电网规划管理体制机制的改变;分布式发电市场化交易,将带来电力营销管理、交易管理的变革,对于综合能源系统,需要结合电力、油气体制改革工作,创新终端一体化集成供能系统管理和运行模式,推进售电业务放开改革和油气管网放开改革。又如,大量储能系统接入电网,带来电网规划管理和电力统计管理的变革。需要适应电力系统的发展,适时推进能源电力管理体制机制的变革。
 
    新业态必将推动能源电力商业模式的创新。新商业模式的出现是推动新业态发展重要引擎,新业态实现突破发展的关键在于商业模式创新,以服务创造价值。对于分布式能源以及综合能源系统,需要创新商业模式,鼓励采取电网、燃气、热力公司控股或参股等方式组建综合能源服务公司从事市场化供能、售电等业务,积极推行合同能源管理、综合节能服务等市场化机制;加快构建基于互联网的智慧用能信息化服务平台,为用户提供开放共享、灵活智能的综合能源供应及增值服务。对于储能,需要营造开放包容的创新环境,鼓励各种形式的商业模式创新,探索一批可推广的商业模式,形成基于电力与能源市场的多种储能商业模式。
 
    注1:这里分布式电源仅指分散风电、分布式光伏和燃气分布式电源。
 
    本文刊载于《中国电力企业管理》2019年03期,作者何永胜、李琼慧、李娜娜
 
    就职于国网能源研究院有限公司新能源与统计研究所。
来源:未知
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