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分布式能源与智能电网渐成趋势
点击次数:592 发布时间:2017-10-10

12月6日,第七期能源微论坛“分布式能源与智能电网”在上海电力学院举行。论坛邀请了相关学术界的专家、政府部门的负责人和能源企业的高管,以及上海电力学院的专家学者。与会代表们就分布式能源与微电网的国际形势、产业政策、企业面临的问题与出路等进行了探讨。现将论坛的精彩发言整理编发,以飨读者。

分布式发电还有很长的路要走

分布式发电是将发电系统以小规模、分散式的方式布置在用户附近,可独立地输出电、热或冷能的系统。它具有节能减排、损耗低、效率高、系统可靠性高、能源种类多等优点,因此成为21世纪电力工业发展的方向之一

随着我国政府2012年底与2013年的一系列政策的推出,分布式发电在中国受到了极大的重视,正迎来的发展机遇,但也应该看到,尽管政策红利频出,体制性障碍逐一破除,但中国推广分布式发电依然有很长的道路。而分布式发电存在的诸多问题,如影响电网运行安全、成本回收时间长、发电收益不稳定等问题还需要深入研究。我们应当借鉴国际有益经验,结合国情,努力在补贴政策完善、规划信息引导、标准体系建设、运营管理机制创新等方面下功夫。

同时,上海电力学院也建设了一个覆盖整个校区的智能微电网示范平台,该平台是一个集示范、应用、科研、教学、对外服务的综合性示范性工程,集成了风电、光伏、复合储能、微网、微型燃气轮机、燃料电池、智能用电与电动汽车等多项智能电网关键技术,将成为国内高校的分布式发电与微网示范平台。

发展模式和商业模式主导行业发展

分布式能源与光伏产业是未来能源发展的方向之一。11月,国家能源局在无锡召开了关于促进光伏产业发展的会议。会上讨论了光伏产业一定要以市场化为取向,坚持分布式和集中式相结合的模式,坚持可持续发展为原则。

同时,分布式能源的发展模式和商业模式怎么确立,怎么样把政府推动转化成企业的自主行为,这一直是行业发展的关键问题。在实际操作中,补贴方式和标准规范需要进一步探讨完善。还有用户普遍反映的并网时间比较长、比较难的问题,与电网结算方式也需要创新。

我国的电力结构发展不均衡,是长期困扰电力发展的问题之一。从政府到企业,都希望发展大机组,但是像上海这样的特大型城市,电力需求量大,但是峰谷差也很大。这就给分布式能源的发展带来了机会,它可以作为大电网的有力补充。上海只是一个缩影,从全国来看,各省市有不同的特点,有不同的电源结构,分布式能源也有不同的发展空间和模式。

并网经济效益分析是分布式电源大发展的关键

做好分布式电源并网的经济效益分析,是分布式电源规模化发展的关键之一。如何通过建立科学合理的多目标规划模型,利用有效的方法计算各方利益主体都能接受的上网电价、并网费、系统使用费等相关费用,结合我国新能源分布的实际情况,根据各地区新能源的转换效率分别制定不同地区不同种类的新能源电源接入系统的政策,给出对于电网公司和项目所有者都有利的政策机制,如分布式电源上网的价格补偿机制、电网投资建设扶持和保障服务收益等政策来有效地提高分布式电源并网的经济效益。未来的分布式电源发展一定是组合多种分布式电源形成微网,如何通过多种电源的组合,协同多种目标之间的关系,有效降低发电成本,提高微网发电效率。做好分布式电源并网与微网的经济效益分析,是未来一个重要研究课题,也是分布式电源与微网大规模利用发展的重要环节和有效途径。

分布式能源是智能电网建设的需要

为了应对未来能源电力发展的形势,世界许多国家制定了建设智能电网的规划与蓝图。在美国、欧洲和日本,发展智能电网有一个坚实的基础和实实在在的市场,这就是从上世纪70年代“石油危机”以来逐步发展起来的分布式能源系统。

我国的智能电网建设是以“坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化”为主要的发展方向。“坚强、自愈”主要是从集中式供电系统自身着手,通过信息技术、自动控制手段的运用来提高电网的安全性和稳定性、实现电力传输效率的提升。而“兼容、经济、集成和优化”则需要将电网从一个有限封闭系统逐渐转变为一个安全开放系统,允许更多分布式、间歇式电力的接入、实现需求侧、供应侧数据的互通和反馈,提高全网的经济、技术、环境效率。

智能电网是高度信息化的下一代电网,是一个集信息技术、新能源技术、分布式发电技术等众多发展趋势为一体的未来电网发展重要方式。智能电网相较传统电网的优点在于可以针对网络中的各供电节点进行实时的电力调节,对于现在大力提倡并推广的分布式能源来说无疑是个好消息。规模化分布式能源电力的安全利用是智能电网建设的核心内容与基本目标。

微电网作为智能电网的重要组成部分,它能为可再生能源多点分散接入配电网提供技术支撑,可以实现中低压层面上分布式电源的灵活、应用,解决分布式电源并网运行问题,提高分布式能源的利用率。随着分布式能源快速发展,接入管理政策和电网升级改造不断发力,将给智能电网分布式能源设备市场带来发展良机。

分布式电源发展需要调动用户的积极性

目前,国家密集出台了一系列的相关的以光伏发电为代表的分布式发电的政策,上海市也相应地在光伏、燃气等领域出台了具体的实施方案与相关政策。但目前,要推动分布式发电的发展,关键是要调动用户与企业的积极性,一方面,要积极借鉴国外的成熟经验,形成一个完善的分布式发电的商业模式,包括光伏发电项目目前存在的融资困难,居民屋顶光伏利用方面物业与业主之间如何协调,同一供电区域内用户之间自发自用如何协调等问题,都需要深入研究予以解决;另一方面,针对不同地区、不同类型的用户,能否在补贴政策、管理方式等方面进一步明确与细分,如东西部地区光照资源条件差别较大,所以适用于各地的光伏发电模式也不一样——西部地区比较适合发展大型商业性光伏发电站,而东部地区则更适合发展小型分布式光伏发电站。

zui后,分布式发电接入对电网的影响也不容忽视,在目前分布式发电占比极小的情况下,这方面问题尚不突出,但一旦大量的风电、光伏等间歇式分布式能源接入配电网,将对配电网的调度、运行、维护等带来极大的影响,这方面在国外部分发达国家已有体现。如德国2012年风电光伏与生物质能发电量已超过总发电量的1/4,风电光伏zui大出力已经占到总负荷的一半,给电网调度运行带来了很大的问题,这方面需要未雨绸缪,加大研究力度,并指导分布式发电的科学、可持续的发展。

城市的新能源规划要有区域特色

发展有区域特色的分布式发电模式,发挥各类资金的作用,政府要对城市的新能源发展做出创新性规划,我有以下几条建议:

1.中国区域太大,南北东西发展水平、资源禀赋、支付能力不均衡,各地区要有自己的新能源发展规划。

2.上海作为中国经济发展水平的城市,要有在新能源应用全国的心态,敢于作为,目标向德国、美国加州看齐。

3.上海的光伏产业有一定规模,新应用模式的探索可以推进上海光伏产业链的应用。

4.上海年投入2亿元的补贴就可以支撑1GW的装机,带动100亿的投入。

5.分布式能源的发展以目前的模式很难进一步推进,长期盈利性很难保持。小规模的装机形式一定要鼓励居民尤其是农村居民参与。城市建筑的光伏应用可以鼓励居民小区用维修基金投入,物业公司维护,维修基金可以获取比银行利息更高的收入。农村发展庭院、屋顶光伏,增加收入。

智能电网使终端与大电网实现互动

互动是智能电网的基本特征之一,它要求用户的参与。国外智能电网对用户参与比较重视,相关的研究成果、技术和产业发展较快。国内由于各种因素的制约,现阶段受到的重视还不够,但也在不断进行尝试和实际项目的推进。zui终来看,用户参与是智能电网必不可少的机制和功能。

用户参与增强了电网的可控性,丰富了电网的可控资源。电网可控性增强的受益是深远的。由于增加了可控负荷,相当于增加了电源的备用容量,使电网运行的安全性提高,并为波动、间歇的新能源接入提供良好的条件;同样重要的是,电网获得了负荷高峰平移的可能性,能够实现移峰填谷,降低峰谷差,降低电网的冗余和备用。

要有效地实现用户参与,就需要在硬件和软件两个方面做工作。一方面,要建立起物理的、硬件的平台。包括正确、适当的系统架构设计,系统关键设备的研发和部署。需要结合资源状况,进行不同地区、不同场合下多种典型方案的研究。另一方面,要有健全的政策、机制。为确保与电网双方利益的均衡和社会效益的优化,应设计合理的用户参与互动机制,使用户在参与负荷控制的过程中,保持便利性与舒适性,并获得节能的效果和效益。硬件和软件两个方面的工作应该相互借鉴,共同发展。

集中式供应与分散式就地利用相结合

燃气、太阳能、风能等是现今主要的分布式发电所采用的能源形式,这样的发展现状,是基于三者发电技术发展到一定成熟程度,引起了社会对于该产业链中包括金融在内的所有环节的兴趣。在可以预见的未来,随着技术的不断进步与成熟,更具节能降耗能力的“能源基”并适用于分布式发电的能源类型将进入人们的视野,并不断实现成本合理化,zui终成为分布式发电的主要能源形式。

未来,我国能源生产和供应方式将从集中式大规模生产为主的模式逐步向“集中式供应与分散式就地利用相结合”发展,规模因地制宜。分布式发电采用的一次能源以天然气和可再生能源为主,间歇性可再生能源的持续规模化发展,要求传统能源的协调配合,不断提高能源系统的灵活性和接纳能力,各类能源间的互补、替代、耦合和协调将日益深化,一次能源的多能互补将是我国能源供给方式的重要特征。

因此,对于分布式发电系统,以节能降耗为目标建设时,需要根据当地一次能源的饱有特征,充分分析地理位置,二次能源的用能特性,以充分利用可再生能源为前提下,合理配套多类型能源互补,实现分布式能源性、经济性。以满足社会经济发展需求为目标,考虑投资建设的影响因素时,则要充分考虑现有技术发展程度、公共环境政策、电能质量可靠性与稳定新以及电力市场影响等。

储能技术是分布式能源发展的有力支撑

电化学储能电池由于具有可模块化组装、能源转换效率较高等优势,正成为储能家族新兴的一员,有代表性的储能电池有锂离子电池、钠硫电池、全钒液流电池等。然而,在电池储能技术示范和商业运行的过程中,也有储能电池系统建造成本较高、深充放电条件下循环次数较少的问题。如何在现有的电池储能技术条件下促进电池储能产业的可持续发展,提出以下几点建议:

(1)储能与可再生能源同步规划、同步发展。由于可再生能源发电不稳定,具有间歇性的特点,通过储能电池的浅充放电可实现对可再生能源出力的平滑输出,减少可再生能源接入对电网的冲击,大大增加接入电网的可再生能源发电量,而浅充放电可大大延长储能电池的循环寿命。因此,在规划新能源发电和电网输送线路的同时,应配套相应的储能解决方案,促进储能与可再生能源同步发展。

(2)拉大峰谷电价差和分时电价差,推行储能电价政策。拉大峰谷电价差和分时电价差,实现电力资源合理配置,同时创造储能投资价值。推行储能电价政策,通过成本效益核算,形成含储能配套的可再生能源上网电价。

(3)探索新的储能产业商业模式。储能产业是一个新兴产业,推动新兴产业离不开商业模式的创新,建议相关政府管理部门和科技单位根据经济规律,探索清洁发展机制、金融租赁、能源合同管理等商业模式或市场机制来促进储能产业的可持续发展。

(4)推进分布式光储电站市场化运行。在国家大力支持分布式光伏发电的政策激励下,应积极推进配置储能系统的屋顶光伏电站的研究与示范运行,挖掘社区储能系统的潜在市场需求,将多余电力直接销售给用电大户,而不是卖给电力公司,探索“自发自用、自发他用”的分布式光储电站的市场化运行机制,实现储能产业的可持续发展。

制约分布式光伏发电发展的三大瓶颈

对分布式光伏发电来说,光伏发电市场能否上规模取决于三个关键问题:

一、光伏发电盈利模式问题

目前按照1元/度的发电成本计算,加上政府0.42元/度的补贴,对于工业和商业用电已经有10%左右的率,因此,很多地区出现了抢占商业屋顶的局面,商业企业或工业园区成为zui主要的投资对象。居民与事业单位的电价较低(0.60元/度+0.42元/度=1.02元/度),除非政府加大补贴力度,否则完全没有投资价值。鉴于此,未来上海地区分布式发电的投资主体应该还是以工业园区和商业用房为主。居民一家一户的投资分散,管理难度较大,除非政府出台力度更大的居民投资补贴政策,否则居民也缺乏投资积极性。

二、光伏电价补贴的差异化问题

高成本是制约分布式光伏发电规模化发展的主要因素,目前要解决这一问题的关键之处在于制定差异化的电价补贴政策:

1.电价补贴的地区差异问题。在江浙沪三地的分布式发电成本比西部高,那么1元钱的上网电价是无法盈利的,因此,不同地区的地方政府应该在全国统一电价补贴的基础上制定差异化的电价补贴政策。

2.电价补贴的用户差异问题。当前光伏发电的电价补贴是一样的,由于居民和事业单位电价和企业电价不同,也必须制定差异化的电价补贴,否则,在居民和事业单位很难发展光伏分布式发电。

三、光伏发电并网问题

2013年国家电网公司发布《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》(下称“并网意见”),标志着光伏探路内需市场迈出实质性一步。从宏观角度看,国网是在将自己的一部分利益转给国内光伏行业。如果希望光伏分布式发电长期持续发展下去,还必须考虑国网公司的利益,否则很难顺利实施。

 

文章来源: 中国电器工业协会网

 

安科瑞 蔡舒韬

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