中國微電網應需而生誰來引領創新應對挑戰

2014-08-09 21:07:09 能源網-中國能源報　點擊量：評論 (0)

里夫金在《第三次工業革命》中提出能源互聯網的概念：電力輸送網絡將變成智能型能源網絡，使數以百萬計的自助生產能源的人們能夠通過網絡的方式分享彼此的剩余能源。根據我們的研究，未來的能源互聯網仿佛一個

里夫金在《第三次工業革命》中提出“能源互聯網”的概念：電力輸送網絡將變成智能型能源網絡，使數以百萬計的自助生產能源的人們能夠通過網絡的方式分享彼此的剩余能源。根據我們的研究，未來的能源互聯網仿佛一個生命體：特高壓輸電網是主動脈，智能化大電網是血管，微電網則是不可或缺的毛細末梢，使電網能夠大量消納可再生分布式能源，從而促進綠色能源的高效利用。中國的微電網應以能源互聯網的發展為導向，以“堅強智能電網”的建設為依托，鼓勵用戶參與和綜合利用能源為手段，實現能源供應的高效率、多元化目標。

微電網為何成為明星

從海外經驗看，2003年美國和加拿大都曾發生大規模的停電事故，高達300億美元的經濟損失引發了人們對大電網安全性的深刻反思。同時，以歐盟為代表的地區出于環保考慮，分布式風能、光伏發電系統越來越多，但這類可再生能源的發電輸出難以準確預測，反而對電網的可靠運行產生威脅。

電力用戶的基本需求，依然是希望享受更高的供電質量和可靠性，且與綠色低碳的清潔能源二者得兼。

為應對這些挑戰，微電網作為一種解決方案應運而生。相對傳統大電網，微電網是一組分布式微電源、負荷、儲能系統和控制裝置構成的系統單元，具備安全、可靠、高效、經濟等特點，因而作為最佳的實用型解決方案受到各國關注。2012到2016年間，全球微電網市場投資年復合增長率將達到25.7%。

電力用戶的開支約半數來自制冷與加熱。微電網的一個突出優勢是可以充分利用可再生能源以及能源的梯級利用技術進行冷熱電一體化生產、計劃和調度，幫助用戶選擇更經濟的電源。例如GE公司與綜合能源公司PowerStream合作的微電網試點項目，利用微電網提供電能的同時，還能進行照明、空調系統運轉、制冷和電動汽車充電。此外，它還可以自行在微電網和大電網之間切換，自動選擇更加省錢的電源。

中國需要怎樣的微電網

世界各國的能源發展動因不同，對微電網的研究側重點各異。在中國，發展微電網的最大動力是充分利用可再生能源滿足未來能源多元需求，最大化接納分布式電源，提高能效。中國已經啟動的100座新能源示范城市申報將促進微電網快速發展。我們也希望通過長期跟蹤和研究國內外微電網的發展，對中國建設微電網的路線圖提出建議。

首先，由于城鎮化、智能城市的建設使多樣化、低成本、靈活可靠的用能需求以更快的速度增長，中國微電網應在城鎮、園區中優先發展。其次，微電網建設應能協助用能需求大的企業通過大量可再生能源的綜合利用降低用能成本，同時滿足國家越來越嚴格的環境監管和大氣治理政策。最后，微電網解決方案一定要體現經濟性，使其在可接受成本內獲得大范圍應用。具體而言，中國重點發展的微電網應能實現三大效益：

第一，與電網緊密互聯，實現電網與用戶雙贏。微電網可以充分利用電網的分時電價、可再生能源的“免費”優勢、多種能源儲存技術，發揮其優化調度功能，最大限度地降低用戶的能源消耗總成本。接入微電網后，智能電網就能真正為用戶提供電力安全雙保險。電網故障后，微電網能實現孤島運行模式，避免給用戶帶來損失。而電網用電需求激增時，微電網也可發揮調節作用，為電網送電。最后，微電網自帶的發電設備能夠提供電網所需的調頻、調峰、電壓支持能力，從而降低了電網的運行成本。

第二，滿足綜合供能需求，實現綠色成長。大企業、園區不僅需要降低用電成本、實現不間斷供電，還希望用新技術滿足供電的其它可靠性指標，解決綜合能源需求，同時保證減排。微電網解決方案應面對這些企業需求，提升園區基礎設施的硬實力，從而增加招商引資的吸引力，有利于地方經濟與環境的和諧發展。

第三，保障電網安全運行的同時，提升可再生能源利用率。由于電網消納問題，中國一直存在大量棄風現象，而微電網作為可控的電源/負荷系統，可就地消納分布式的可再生能源發電。大電網將接入可觀、可控的微電網，而不是成千上萬難以直接調控的分布電源。此外，微電網能通過規劃調度和內部多樣化的能源組件實現可再生能源優化配置，既可實現用戶在不同時間段內對冷熱電的不同需求，也能保證能源綜合利用的成本最小化和能源利用效率的最大化。

誰來引領創新應對挑戰

實際上，社會、電網、用戶對能源以及微電網發展的需求并不完全相同甚至相反：用戶的最根本需求是綜合能源消費支出的最小化；電網公司的需求是希望微電網對電網本身的規劃、運行給予最大支持，并對電網安全、經濟利益的影響最小化；全社會的訴求，則是能效和環保。

電力難以儲存，供需平衡依靠實時完成。因此，建設能夠平衡多方訴求的微電網，最主要的挑戰是微電網的規劃、目前計劃和實時運行。在微電網發展中，中國電網企業應扮演引領者角色，它們從專業的規劃設計、建設和運營人才到微電網核心技術的研發都具有先天優勢。電網企業可從微電網規劃、建設、運營一體化服務方面挖掘和獲取高端價值。尤其是微電網規劃設計，這一階段既是微電網成功建設運營的關鍵，也是少有其他競爭對手的市場。在建設運營階段，為實現微電網價值最大化，商業模式可以非常多樣：電網公司可自己出資經營，也可與其他優勢企業合資共同經營，或電網公司以專業服務的形式進行投資并參與運營。如果電網企業面對客戶需求改變自身的保守形象，還將更進一步通過靈活利用微電網系統，成為能源管理服務專家。

（周勤為埃森哲技術研究院智能電網部主任；王靖為埃森哲資源事業部董事總經理；童華為埃森哲亞太區公用事業研究部經理）