對于現(xiàn)代能源體系來說,傳統(tǒng)電力系統(tǒng)好比一條條寬闊的“主動(dòng)脈”,能源單向流動(dòng),穩(wěn)定卻稍顯笨重。一旦遇到極端天氣、設(shè)備故障,可能會(huì)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”,引發(fā)大面積停電事故。
同時(shí),隨著新能源快速發(fā)展,大量風(fēng)光分布式新能源涌入電網(wǎng),從而導(dǎo)致傳統(tǒng)電網(wǎng)“消化不良”,這就促使微電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生,它是一種集成了分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng),主要著眼于局部區(qū)域的電力自給自足和可靠供電,具有明確的物理邊界和相對獨(dú)立的運(yùn)行管理體系。
對于電網(wǎng)來說,微電網(wǎng)可視為電網(wǎng)中的一個(gè)可控元件,既能作為可控電源向電網(wǎng)提供電能,又可作為一般電力負(fù)荷從電網(wǎng)吸收功率。對于用戶來說,微電網(wǎng)是一個(gè)具有較高靈活性和可靠性的供配電系統(tǒng),能夠滿足用戶多樣性的供電需求。
微電網(wǎng)的四大重要作用
一、保供作用。微電網(wǎng)能夠在特定區(qū)域內(nèi)提供可靠的電力供應(yīng),特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)或電力供應(yīng)薄弱的區(qū)域,有效彌補(bǔ)主電網(wǎng)的不足。在主電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí),微電網(wǎng)的孤島運(yùn)行能力可以確保關(guān)鍵設(shè)施的電力供應(yīng),減少停電帶來的損失。
二、消納作用。微電網(wǎng)可以充分利用本地的太陽能、風(fēng)能等可再生能源,提高可再生能源的利用率,推動(dòng)清潔能源的發(fā)展,并通過智能控制系統(tǒng)優(yōu)化可再生能源的發(fā)電和消納過程。
三、成本效益。微電網(wǎng)通過智能化的能源管理系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測和優(yōu)化能源使用情況,通過優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和提高能效,能夠顯著降低能源消耗和運(yùn)行成本,實(shí)現(xiàn)更加經(jīng)濟(jì)的電力供應(yīng)。
四、減排效果。微電網(wǎng)的應(yīng)用有助于減少對化石燃料的依賴,減少溫室氣體排放,推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,實(shí)現(xiàn)環(huán)保和減碳目標(biāo)。通過配置光伏儲能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的園區(qū)自發(fā)自用電量皆為清潔能源,具有顯著的減排效益。
在傳統(tǒng)模式下,電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)需針對微電網(wǎng)內(nèi)的所有主體,包括新能源和用戶分別進(jìn)行調(diào)度管理,各主體均參與交易中心的工作,交易出清和調(diào)度管理繁雜。而借助智能微電網(wǎng),其以新型經(jīng)營主體的身份參與整個(gè)交易和調(diào)度管理,不僅簡化了交易流程,還提高了電力系統(tǒng)調(diào)度的效率,使得電力資源的調(diào)配更加靈活高效。
需要注意的是,在對供電可靠性有重要要求的特定場景中,智能微電網(wǎng)的設(shè)計(jì)可以滿足孤網(wǎng)運(yùn)行的技術(shù)能力;而對于其他場景,孤網(wǎng)運(yùn)行的技術(shù)能力不作為強(qiáng)制性要求,可根據(jù)實(shí)際情況和需求進(jìn)行靈活配置。
政策賦能加速發(fā)展
作為新型電力系統(tǒng)的重要組成部分,新能源微電網(wǎng)得到了國家和地方政府的高度重視和支持,出臺了一系列政策來推動(dòng)微電網(wǎng)發(fā)展。
2015年7月,國家能源局在《關(guān)于推進(jìn)新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目建設(shè)的指導(dǎo)意見》中明確,探索適應(yīng)新能源發(fā)展的微電網(wǎng)技術(shù)及運(yùn)營管理體制,推動(dòng)電力市場化創(chuàng)新發(fā)展,并形成完善的新能源微電網(wǎng)技術(shù)體系和管理體制。
2017年7月,國家發(fā)展改革委、國家能源局在《推進(jìn)并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》中提出,推進(jìn)能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,促進(jìn)微電網(wǎng)健康發(fā)展,引導(dǎo)分布式電源和可再生能源的就地消納,建立多元融合、供需互動(dòng)、高效可靠的能源系統(tǒng)。
2022年1月,國家發(fā)展改革委、國家能源局在《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》明確提出,積極發(fā)展以消納新能源為主的智能微電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)兼容互補(bǔ)。
2022年2月,國家發(fā)展改革委、國家能源局在《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見》中明確,鼓勵(lì)建設(shè)綠色用能產(chǎn)業(yè)園區(qū)和企業(yè),發(fā)展工業(yè)綠色微電網(wǎng)。
2022年11月,國家發(fā)展改革委、能源局發(fā)布《電力現(xiàn)貨市場基本規(guī)則(征求意見稿)》,提出推動(dòng)儲能、分布式發(fā)電、負(fù)荷聚合商、虛擬電廠和新能源微電網(wǎng)等新興市場主體參與交易。
2023年1月,國家能源局在《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》提出,提升分布式能源、電動(dòng)汽車和微電網(wǎng)接入互動(dòng)能力,推動(dòng)源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動(dòng)、柔性控制。
2023年3月,國家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》,明確提出:推動(dòng)新能源微網(wǎng)和高可靠性數(shù)字配電系統(tǒng)的發(fā)展。
2024年3月,工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委等7部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推動(dòng)制造業(yè)綠色化發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出,鼓勵(lì)具備條件的企業(yè)、園區(qū)建設(shè)工業(yè)綠色微電網(wǎng),推進(jìn)多能高效互補(bǔ)利用,就近大規(guī)模高比例利用可再生能源。
2024年3月,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》,推動(dòng)微電網(wǎng)建設(shè),明確物理邊界,合理配比源荷儲容量,強(qiáng)化自主調(diào)峰、自我平衡能力。
2024年5月,國務(wù)院發(fā)布《2024—2025年節(jié)能降碳行動(dòng)方案》,明確提出大力發(fā)展微電網(wǎng)、虛擬電廠、車網(wǎng)互動(dòng)等新技術(shù)新模式。
2024年7月,國家發(fā)展改革委、國家能源局、國家數(shù)據(jù)局印發(fā)《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案(2024—2027年)》提出,鼓勵(lì)各地結(jié)合應(yīng)用場景,因地制宜建設(shè)智能微電網(wǎng)項(xiàng)目。
2024年8月,中共中央、國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加快經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見》,要求建設(shè)智能電網(wǎng),加快微電網(wǎng)、虛擬電廠、源網(wǎng)荷儲一體化項(xiàng)目建設(shè)。這些政策為微電網(wǎng)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的政策保障。
2024年11月,國家能源局發(fā)布《關(guān)于支持電力領(lǐng)域新型經(jīng)營主體創(chuàng)新發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出,支持具備條件的工業(yè)企業(yè)、工業(yè)園區(qū)等開展智能微電網(wǎng)建設(shè),提高新能源就地消納水平。探索建立通過新能源直連增加企業(yè)綠電供給的機(jī)制。新型經(jīng)營主體原則上可豁免申領(lǐng)電力業(yè)務(wù)許可證,另有規(guī)定除外。
2025年4月,國家能源局發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)能源領(lǐng)域民營經(jīng)濟(jì)發(fā)展若干舉措的通知》,其中提出支持發(fā)展能源新業(yè)態(tài)新模式:加快發(fā)展虛擬電廠,有序推動(dòng)發(fā)展綠電直連模式,研究出臺支持智能微電網(wǎng)健康發(fā)展的意見,制定推動(dòng)大功率充電、提升充電基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量等政策,支持民營企業(yè)積極投資新型儲能、虛擬電廠、充電基礎(chǔ)設(shè)施、智能微電網(wǎng)等能源新技術(shù)新業(yè)態(tài)新模式。
同時(shí),地方政府也積極響應(yīng)國家號召,出臺了一系列地方性政策促進(jìn)微電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展。例如,《關(guān)于推動(dòng)雄安新區(qū)建設(shè)綠色發(fā)展城市典范的意見》《重慶市新能源汽車便捷超充行動(dòng)計(jì)劃》等,不僅明確了微電網(wǎng)的發(fā)展方向,還鼓勵(lì)了“光儲直柔”、智能微電網(wǎng)等新技術(shù)的應(yīng)用,為行業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
國家與地方政策的積極推動(dòng)對微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了決定性作用。一方面,政策明確了微電網(wǎng)的發(fā)展方向,為產(chǎn)業(yè)提供了清晰的發(fā)展路徑;另一方面,政策通過財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等措施,降低了微電網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)營成本,提高了行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
2024年微電網(wǎng)新增裝機(jī)項(xiàng)目超1284MWh
雖然中國的微電網(wǎng)起步較晚,但近年來中國分布式光伏及光儲充業(yè)務(wù)的高速發(fā)展卻加快了微電網(wǎng)市場規(guī)模的擴(kuò)大,目前,微電網(wǎng)的應(yīng)用場景已經(jīng)從初期階段的偏遠(yuǎn)地區(qū)供電、海島供電等應(yīng)用場景,逐漸擴(kuò)展到城市配電網(wǎng)擴(kuò)容和升級、工業(yè)園區(qū)能源管理、電動(dòng)汽車充電站等領(lǐng)域,并在智能化進(jìn)程推動(dòng)下加速向城市社區(qū)滲透。
在城市配電網(wǎng)升級中,微電網(wǎng)將承擔(dān)“最后一公里”供電責(zé)任,解決高密度負(fù)荷區(qū)的可靠性問題,如杭州雙花瓣網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為數(shù)據(jù)中心提供雙倍供電保障。在工業(yè)園區(qū)(如江西吉安木林森工業(yè)園),可通過定制化微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)能效優(yōu)化,預(yù)計(jì)到2030年,50%以上工業(yè)園區(qū)將標(biāo)配智能微電網(wǎng)系統(tǒng)。
據(jù)CESA儲能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì),2024年至2025年一季度,國內(nèi)共有210個(gè)微電網(wǎng)項(xiàng)目并網(wǎng),并網(wǎng)總規(guī)模為599.6MW/1597.54MWh。其中,2024年共174個(gè)光儲充/分布式光伏配儲等微電網(wǎng)新增裝機(jī)項(xiàng)目,裝機(jī)規(guī)模共485.01MW/1284.62MWh,總投資超27.13億元。隨著用戶對清潔能源需求的不斷增長,以及技術(shù)進(jìn)步和成本下降的推動(dòng),預(yù)計(jì)2025年全年,中國微電網(wǎng)市場仍將繼續(xù)保持高速增長態(tài)勢。
一、省份分布
就省份分析,2024年內(nèi)蒙古光儲充/分布式光伏配儲等微電網(wǎng)儲能項(xiàng)目新增裝機(jī)規(guī)模最大,達(dá)94.05MW/371.1MWh,容量占比28.89%。新疆新增裝機(jī)規(guī)模87.7MW/275.43MWh,容量占比21.44%。江蘇新增裝機(jī)項(xiàng)目24個(gè),共46.79MW/97.07MWh,容量占比7.56%。此外,廣東新增裝機(jī)31個(gè),數(shù)量在全國排第一。
2024年各省新增光儲充/分布式光伏配儲等微電網(wǎng)項(xiàng)目新增裝機(jī)規(guī)模及數(shù)量
二、地區(qū)分布
據(jù)CESA儲能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì),2024年華北地區(qū)共18個(gè)光儲充/分布式光伏配儲等微電網(wǎng)儲能項(xiàng)目新增裝機(jī),規(guī)模達(dá)116.44MW/428.78MWh,容量規(guī)模居全國首位,容量占比33.38%。西北地區(qū)共10個(gè)微電網(wǎng)儲能項(xiàng)目新增裝機(jī),其中4個(gè)超30MWh,包括1個(gè)百兆瓦時(shí)級項(xiàng)目。新增裝機(jī)總規(guī)模125.16MW/351.24MWh,功率規(guī)模居全國第一,容量規(guī)模排第二,容量占比18.55%。華東地區(qū)新增裝機(jī)83個(gè)光儲充/分布式光伏配儲等微電網(wǎng)儲能項(xiàng)目,數(shù)量排第一,總規(guī)模116.15MW/238.34MWh,容量占比18.55%。
圖2024年各地區(qū)光儲充/分布式光伏配儲/微電網(wǎng)等項(xiàng)目新增裝機(jī)規(guī)模及數(shù)量
此外,華中地區(qū)新增裝機(jī)74.27MW/149.53MWh,容量占比11.64%。華南地區(qū)新增裝機(jī)34個(gè),數(shù)量居全國第二,規(guī)模37.96MW/78.50MWh,容量占比6.11%。西南地區(qū)新增裝機(jī)16個(gè),總規(guī)模14.94MW/37.95MWh,容量占比2.95%。
圖2024年各地區(qū)光儲充/分布式光伏配儲等微電網(wǎng)項(xiàng)目新增裝機(jī)容量占比
三、容量分布
據(jù)CESA儲能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計(jì),2024年光儲充/分布式光伏配儲/微電網(wǎng)等新增裝機(jī)項(xiàng)目中,有155個(gè)項(xiàng)目容量規(guī)模明確,近半數(shù)項(xiàng)目容量規(guī)模在1MWh以下。容量規(guī)模在0.1MWh-0.5MWh區(qū)間內(nèi)的項(xiàng)目數(shù)量最多,達(dá)56個(gè),數(shù)量占比36.13%。容量在1MWh-5MWh區(qū)間內(nèi)的項(xiàng)目達(dá)45個(gè),數(shù)量占比29.03%。5MWh以上的項(xiàng)目共34個(gè),數(shù)量占比21.94%。
2024年新增裝機(jī)的光儲充/分布式光伏配儲等微電網(wǎng)項(xiàng)目容量分布
四、離網(wǎng)型微電網(wǎng)
2024年,CESA儲能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫共追蹤到7個(gè)新增投運(yùn)離網(wǎng)型微電網(wǎng)儲能項(xiàng)目,總規(guī)模11.165MW/28.524MWh,其中包含1個(gè)“磷酸鐵鋰+全釩液流”混合儲能離網(wǎng)型微電網(wǎng),1個(gè)鐵鉻液流儲能電站。
表2024年新增投運(yùn)的部分離網(wǎng)型微電網(wǎng)儲能項(xiàng)目
2024年,共追蹤到83個(gè)光儲充新增裝機(jī)項(xiàng)目,新增裝機(jī)115.08MW/227.87MWh,廣東省數(shù)量最多,湖南省裝機(jī)規(guī)模最大。51個(gè)為2h儲能項(xiàng)目,容量占光儲充新增裝機(jī)的86%。
就規(guī)模來說,2024年新增投運(yùn)規(guī)模最大的是兩個(gè)30MW/60MWh光儲充項(xiàng)目。
就技術(shù)路線來看,2024年新增投運(yùn)的光儲充項(xiàng)目中,有一個(gè)“磷酸鐵鋰+鈉離子電池”混合儲能光儲充一體化項(xiàng)目,兩個(gè)全釩液流電池光儲充項(xiàng)目,其余皆為磷酸鐵鋰電池儲能項(xiàng)目。
表2024年新增并網(wǎng)的部分光儲充項(xiàng)目
六、分布式光伏/風(fēng)電配儲微電網(wǎng)項(xiàng)目
2024年,CESA儲能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫共追蹤到75個(gè)分布式光伏/風(fēng)電配儲微電網(wǎng)并網(wǎng)項(xiàng)目,新增裝機(jī)規(guī)模320.675MW/946.765MWh,總投資超26.76億元。
就技術(shù)路線來看,其中包括1個(gè)液流電池儲能項(xiàng)目,還有一個(gè)鉛炭電池儲能項(xiàng)目。
就省份分析,江蘇、浙江、山東、廣東新增裝機(jī)項(xiàng)目數(shù)量較多,內(nèi)蒙古、新疆新增裝機(jī)規(guī)模較大。
表2024年新增并網(wǎng)的分布式光伏/風(fēng)電配儲微電網(wǎng)項(xiàng)目(部分)
微電網(wǎng)儲能項(xiàng)目盈利模式
微電網(wǎng)中的儲能項(xiàng)目可以依據(jù)特定項(xiàng)目條件,如當(dāng)?shù)仉妰r(jià)與產(chǎn)業(yè)促進(jìn)政策、電力系統(tǒng)特點(diǎn)與發(fā)展需求、企業(yè)用電系統(tǒng)與負(fù)荷特性等,以靈活可靠的運(yùn)行策略,為項(xiàng)目相關(guān)方創(chuàng)造多元化價(jià)值。目前,微電網(wǎng)中的儲能項(xiàng)目的運(yùn)行策略及盈利模式包括峰谷套利、需求響應(yīng)、分布式能源消納、虛擬電廠和配電增容等。
一、峰谷套利
分時(shí)電價(jià)政策下,儲能系統(tǒng)在電價(jià)低谷時(shí)段充電、電價(jià)高峰時(shí)段放電,通過充放電價(jià)差實(shí)現(xiàn)套利。該策略可以降低用戶電費(fèi),也有助于促進(jìn)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)供需平衡,收益較穩(wěn)定且便于測算,是目前儲能項(xiàng)目的主要盈利來源。微電網(wǎng)的儲能的盈利模式主要是“峰谷套利”——即在用電低谷時(shí)利用低電價(jià)充電,在用電高峰放電供給微電網(wǎng)的用戶。由于各省的峰谷價(jià)差不同,微電網(wǎng)的儲能經(jīng)濟(jì)效益差異也較大。
二、需求響應(yīng)
作為優(yōu)質(zhì)的電力靈活性資源,儲能系統(tǒng)可在電力市場價(jià)格明顯變化或系統(tǒng)安全可靠性存在風(fēng)險(xiǎn)時(shí),靈活調(diào)整充放電功率以執(zhí)行電力需求側(cè)響應(yīng),電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)放電、負(fù)荷低谷時(shí)充電,從而促進(jìn)電力供需平衡、保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、抑制電價(jià)上升,企業(yè)獲得需求響應(yīng)補(bǔ)貼。電力需求響應(yīng),即企業(yè)在電力用電緊張時(shí),主動(dòng)減少用電,通過削峰等方式,響應(yīng)供電平衡,并由此獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。以廣東省印發(fā)《廣東省市場化需求響應(yīng)實(shí)施細(xì)則(試行)》的通知為例,廣東對用戶側(cè)儲能給出鼓勵(lì)價(jià)可到3.5元/kWh,按照廣東省往年歷史數(shù)據(jù)得出一年響應(yīng)需求約60次左右,投資回收期可縮短一年。
三、分布式能源消納
與分布式新能源聯(lián)合,平滑新能源出力,在新能源發(fā)電過剩時(shí)充電,在發(fā)電不足時(shí)放電以補(bǔ)充電力供應(yīng),解決其發(fā)電間歇性、隨機(jī)性、波動(dòng)性的問題。此模式綜合收益較好但結(jié)算復(fù)雜,當(dāng)儲能資產(chǎn)與新能源資產(chǎn)由相同運(yùn)營方持有時(shí)可行性較高。目前,微電網(wǎng)儲能市場中光伏+儲能的應(yīng)用比例不斷提高。蘇州、珠海等地區(qū)已經(jīng)提出了關(guān)于分布式光伏+儲能的補(bǔ)貼鼓勵(lì)政策。
光伏發(fā)電具有很強(qiáng)的間歇性和波動(dòng)性,自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的光伏電站發(fā)電量超出企業(yè)用戶所需電量時(shí),多余的電以較低價(jià)格送入電網(wǎng)。當(dāng)發(fā)電量不足以覆蓋用戶所需電力時(shí),用戶不得不向電網(wǎng)購買電能作為補(bǔ)充。因此,在僅配備光伏發(fā)電的情況下,企業(yè)用戶的用電成本并沒有得到最大化的降低。而配置儲能系統(tǒng)后,光伏電量將優(yōu)先存在儲能系統(tǒng)中,余電供應(yīng)負(fù)荷,待光伏電量不足時(shí),由儲能向負(fù)荷供電,通過儲能系統(tǒng)平滑發(fā)電量和用電量,提升光伏發(fā)電的消納率,最大程度上實(shí)現(xiàn)用電利益最大化。
四、虛擬電廠
儲能既可作為獨(dú)立電力靈活性資源,也可與分布式新能源或可控負(fù)荷組合,并通過虛擬電廠平臺聚合與調(diào)度,形成虛擬電廠,通過參與電力現(xiàn)貨交易或提供電力輔助服務(wù)并獲得相應(yīng)收益。目前,虛擬電廠已經(jīng)在部分地區(qū)試點(diǎn)運(yùn)行。
五、配電增容
隨著企業(yè)用電需求的不斷擴(kuò)大,原申請使用的用電容量(通常按照變壓器的容量來計(jì)算)已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)經(jīng)營需要,必須在原有的基礎(chǔ)上申請?jiān)黾尤萘俊?/span>
若微電網(wǎng)系統(tǒng)中配置一定儲能系統(tǒng),當(dāng)用戶原有配電容量不足時(shí),儲能系統(tǒng)在短期用電功率大于變壓器容量時(shí),可以繼續(xù)快速充電,滿足負(fù)荷電能需量要求。降低變壓器使用成本、減少變壓器投資及擴(kuò)容周期。
智能微電網(wǎng)的九大應(yīng)用場景
一、虛擬電廠
虛擬電廠是一種通過先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)分布式能源、儲能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車等分布式能源資源的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化,以作為一個(gè)特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)運(yùn)行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。在未來,智能微電網(wǎng)將與虛擬電廠深度融合,實(shí)現(xiàn)更高效、更靈活的能源調(diào)度和管理。
二、偏遠(yuǎn)地區(qū)智能微電網(wǎng)
在偏遠(yuǎn)山區(qū)、草原牧區(qū)、邊疆海島等電網(wǎng)末端地區(qū),以及大電網(wǎng)暫時(shí)無法覆蓋的村落,通過智能微電網(wǎng)建設(shè),不僅能提高當(dāng)?shù)鼐用裆钯|(zhì)量,還能為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力支持。
三、公共設(shè)施智能微電網(wǎng)
學(xué)校、醫(yī)院、車站等公共設(shè)施作為社會(huì)公共服務(wù)的重要組成部分,對穩(wěn)定可靠的能源供應(yīng)有著極高的要求。智能微電網(wǎng)能夠?yàn)檫@些公共設(shè)施提供高效、清潔的能源供應(yīng),同時(shí)降低運(yùn)營成本,提升社會(huì)責(zé)任感。
四、交通領(lǐng)域智能微電網(wǎng)
隨著電動(dòng)汽車的普及和交通基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善,交通領(lǐng)域?qū)δ茉吹男枨蟛粩嘣黾?。智能微電網(wǎng)將在停車場、充電站、加油站等場所發(fā)揮重要作用,為電動(dòng)汽車提供綠色電力,推動(dòng)交通領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。如通過在加油站的屋頂、停車區(qū)、便利店等場所安裝高效光伏組件,提供穩(wěn)定的清潔能源供應(yīng),降低運(yùn)營成本,提升能源利用效率。此外,光伏系統(tǒng)還可以為加油站的電動(dòng)汽車充電設(shè)施提供綠色電力,推動(dòng)交通領(lǐng)域的綠色轉(zhuǎn)型。
五、園區(qū)智能微電網(wǎng)
園區(qū)作為能源消耗的大戶,具有安裝分布式能源系統(tǒng)的天然優(yōu)勢。智能微電網(wǎng)將為工業(yè)園區(qū)提供定制化的能源解決方案,實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)能源的優(yōu)化配置和高效利用,同時(shí)降低運(yùn)營成本,提升園區(qū)的整體競爭力。
六、物流、廠庫中心智能微電網(wǎng)
針對物流中心和廠庫中心的特殊需求,智能微電網(wǎng)可提供定制化的能源解決方案。通過在倉庫屋頂、停車場等場所安裝高效光伏組件和儲能設(shè)備,實(shí)現(xiàn)能源的優(yōu)化配置和高效利用,降低運(yùn)營成本。
七、建筑一體化智能微電網(wǎng)
建筑一體化智能微電網(wǎng)將光伏技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合,不僅提高建筑的能源自給率,還能降低建筑的綜合運(yùn)營成本。此外,通過與建筑內(nèi)其他系統(tǒng)的互聯(lián)互通,實(shí)現(xiàn)建筑的智能化管理。
八、農(nóng)業(yè)智能微電網(wǎng)
農(nóng)業(yè)智能微電網(wǎng)是光伏技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的完美結(jié)合。通過開發(fā)適用于農(nóng)業(yè)場景的光伏系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效化和節(jié)能減排,助力農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。
九、家庭智能微電網(wǎng)
隨著智能家居的普及,家庭智能微電網(wǎng)將成為未來家庭能源管理的重要組成部分。通過集成光伏發(fā)電、儲能設(shè)備和智能控制系統(tǒng),家庭智能微電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)能源的自給自足和優(yōu)化配置,降低能源成本,提高能源利用效率。
制約中國微電網(wǎng)與大電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的三大難題
有專家認(rèn)為,在制約中國微電網(wǎng)與大電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的三大難題當(dāng)中,首先是社會(huì)各界對微電網(wǎng)認(rèn)識不統(tǒng)一,導(dǎo)致對微網(wǎng)與大電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的核心工作認(rèn)知不同。雖然自2015年以來,國家頒布了一系列政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)引領(lǐng)微電網(wǎng)發(fā)展,現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重從技術(shù)和物理層面進(jìn)行定義,概念清晰明確。但相關(guān)政策沒有嚴(yán)格與國家標(biāo)準(zhǔn)保持一致,對微電網(wǎng)電壓等級和指標(biāo)要求不統(tǒng)一,難以有效指導(dǎo)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的協(xié)同運(yùn)行。
其次是微電網(wǎng)政策指引不明晰,影響微電網(wǎng)規(guī)范發(fā)展。其一,嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的微電網(wǎng),因?yàn)檩^高自治能力要求,建設(shè)成本高于同等條件下的輸配電網(wǎng),目前電價(jià)政策和市場交易方面的支持細(xì)則和機(jī)制尚未落實(shí),難以通過參與電力輔助服務(wù)等方式獲取更多收益。其二,并網(wǎng)型微電網(wǎng)享受與輸配電網(wǎng)連接的諸多紅利,但后者為此提供的備用容量缺乏合理的補(bǔ)償機(jī)制,增加了輸配電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。其三,微電網(wǎng)項(xiàng)目在“源網(wǎng)荷儲”各環(huán)節(jié)可能存在多個(gè)投資主體,利益訴求不盡一致,管理模式復(fù)雜多樣,全流程管理規(guī)則缺失,安全職責(zé)界定相對模糊,增加了大電網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和壓力。
最后是微電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)成熟度和穩(wěn)定性還未完全滿足大電網(wǎng)的要求?,F(xiàn)階段,微電網(wǎng)多為示范項(xiàng)目,方案定制化程度高,相關(guān)技術(shù)的成熟度、穩(wěn)定性和“含金量”需要進(jìn)一步提升。目前,由于微電網(wǎng)對建設(shè)運(yùn)行成本尚未實(shí)現(xiàn)優(yōu)化管理,運(yùn)行效率效益還存在一定的提升空間,在系統(tǒng)控制、能量管理、運(yùn)維等方面經(jīng)驗(yàn)不足,未形成完整成熟的與大電網(wǎng)協(xié)同運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行方式。而儲能作為微電網(wǎng)的重要組成部分,其安全性和經(jīng)濟(jì)性也有待進(jìn)一步提高。
未來十年展望
國際能源署(IEA)表示,微電網(wǎng)是解決全球7億無電人口供電問題的關(guān)鍵方案,尤其在偏遠(yuǎn)地區(qū)和發(fā)展中國家具有顯著社會(huì)價(jià)值。如神州智電在非洲的離網(wǎng)項(xiàng)目已解決“電力最后一公里”問題,未來十年此類項(xiàng)目覆蓋率有望提升至30%,又如贊比亞瑞達(dá)礦山光儲柴微電網(wǎng)項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)非洲首個(gè)大規(guī)模離網(wǎng)供電,業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)此類項(xiàng)目未來十年將增長5倍以上。
隨著新能源發(fā)電滲透率的持續(xù)提升,微電網(wǎng)市場勢必迎來更大的發(fā)展機(jī)遇。而物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和AI算法將深度融入微電網(wǎng)的預(yù)測、調(diào)度與優(yōu)化中,促使微電網(wǎng)變得越來越智能化,能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的智能監(jiān)測、調(diào)度和管理,提高能源分配的效率,增強(qiáng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。例如通過數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)時(shí)模擬電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài),提升故障預(yù)警和能源調(diào)度效率。目前,蘇州試點(diǎn)項(xiàng)目已通過數(shù)字孿生平臺實(shí)現(xiàn)充電樁遠(yuǎn)程監(jiān)控,未來此類技術(shù)將覆蓋更多場景。
有機(jī)構(gòu)預(yù)測,2025年全球微電網(wǎng)市場規(guī)模將達(dá)395億美元,年復(fù)合增長率超20%,而中國作為亞太地區(qū)的主力市場,預(yù)計(jì)2025年微電網(wǎng)滲透率將達(dá)18%,累計(jì)市場空間或突破1440億元。到2035年,微電網(wǎng)可提升可再生能源就地消納率至40%,減少輸電損耗15%-20%,助力全球減少碳排放超10億噸。
業(yè)內(nèi)人士分析認(rèn)為,未來十年,微電網(wǎng)建設(shè)將重點(diǎn)聚焦三大場景:
一、在電網(wǎng)末端和大電網(wǎng)未覆蓋地區(qū),建設(shè)一批風(fēng)光儲互補(bǔ)的智能微電網(wǎng)項(xiàng)目,提高當(dāng)?shù)仉娏?yīng)水平。在偏遠(yuǎn)山區(qū)、草原牧區(qū)、邊疆海島等電網(wǎng)末端地區(qū),以及大電網(wǎng)暫時(shí)無法覆蓋的村落,電力供應(yīng)常常是個(gè)難題。通過智能微電網(wǎng)建設(shè),偏遠(yuǎn)地區(qū)也能用上充足、穩(wěn)定的電力,不僅能提高當(dāng)?shù)鼐用裆钯|(zhì)量,還能為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力支持。
二、在新能源資源條件較好的地區(qū),建設(shè)一批源網(wǎng)荷儲協(xié)同的智能微電網(wǎng)項(xiàng)目。當(dāng)前一些區(qū)域新能源占比快速提升,電力系統(tǒng)消納新能源的壓力越來越大。通過提高微電網(wǎng)自調(diào)峰、自平衡能力,提升新能源發(fā)電自發(fā)自用比例,可有效緩解大電網(wǎng)調(diào)節(jié)和消納壓力,也為新的能源利用方式和商業(yè)模式提供了發(fā)展空間。
三、在具備條件的工業(yè)企業(yè)、工業(yè)園區(qū)等開展智能微電網(wǎng)建設(shè),提高新能源就地消納水平。零碳園區(qū)、零碳工廠是重要發(fā)展方向,智能微電網(wǎng)通過多能源組合和智能管理,在故障時(shí)自動(dòng)切換備用能源,可提高園區(qū)供電可靠性。通過高效利用新能源,并根據(jù)市場價(jià)格和需求智能調(diào)整能源使用,不僅能降低企業(yè)用能成本,也能大幅減少碳排放量。
可以說,未來十年,智能微電網(wǎng)將從技術(shù)試點(diǎn)邁向規(guī)?;瘧?yīng)用的黃金十年發(fā)展期,并成為能源系統(tǒng)“去中心化”與“智能化”的核心載體。其發(fā)展需依賴技術(shù)迭代、政策協(xié)同、市場機(jī)制完善及全球合作,最終實(shí)現(xiàn)能源安全、經(jīng)濟(jì)性與可持續(xù)性的三重目標(biāo)。因此,政府、企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)更需形成合力,加快推動(dòng)微電網(wǎng)從“關(guān)鍵拼圖”升級為“能源革命主力軍”。