彭勇：園區(qū)微電網(wǎng)構(gòu)建綜合能源服務(wù)設(shè)計與研究

編者按：2018年8月9～10日，以“分布式能源新時代?變革創(chuàng)新融合”為主題的“2018（第十四屆）中國分布式能源國際論壇”在武漢召開，本次會議由中國能源研究會分布式能源專業(yè)委員會、中國能源網(wǎng)研究中心共同主辦。會上，中國電力工程顧問集團中南電力設(shè)計院高級工程師彭勇發(fā)表了《園區(qū)微電網(wǎng)構(gòu)建綜合能源服務(wù)》的主旨演講。

本文根據(jù)論壇演講實錄進行整理。

很榮幸在這里和大家交流一下，關(guān)于園區(qū)微電網(wǎng)構(gòu)建綜合能源服務(wù)的話題，我說的有四個方面的內(nèi)容，第一是建設(shè)園區(qū)微電網(wǎng)的目的，我們?yōu)槭裁匆鰣@區(qū)的微電網(wǎng)，第二談一下微電網(wǎng)的建設(shè)目標，達到一個怎樣的效果，第三是園區(qū)微電網(wǎng)的能源服務(wù)形式，第四園區(qū)微電網(wǎng)綜合能源服務(wù)和其他能源系統(tǒng)的設(shè)計。

國家發(fā)改委和國家能源局在2017年發(fā)布了一個《推進并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》，這個對微電網(wǎng)進行了重新的定義，首先構(gòu)成元素是分布式電源、負荷、配電、控制保護裝置等等。以前很火的一個元素這一次沒有明確的標出來，就是儲能，又規(guī)定了微電網(wǎng)的四項基本特征，一個是微型、清潔、自治的、友好的，這是微電網(wǎng)設(shè)置的基本條件，微型是要求在電壓35千伏以下，最大用電負荷不大于20兆，清潔要求可再生能源裝機50%以上，能源利用效率在70%以上，自治有兩個方面，一是要求具備兩小時的獨立保供電能力，年交換電量要小于年用電量的50%。不是說不符合這個特征的微電網(wǎng)就不是微電網(wǎng)，不符合這個特征的微電網(wǎng)就得不到這個文件的認可，這個文件后面提出的一些支持性的政策不能夠享受，所以構(gòu)建園區(qū)微電網(wǎng)的時候，還是盡量符合這些特征，后面我們談了幾項政策還是挺不錯的。

以前看微電網(wǎng)建設(shè)的報告，都會談到微電網(wǎng)建設(shè)的目的，主要是提高供電可靠性和安全性，提高分布式能源的接入能力，可再生能源的就地消納，現(xiàn)在看這些目的沒有什么問題，這些不是微電網(wǎng)的專用屬性，比如說大電網(wǎng)，特別是城市電網(wǎng)可靠性已經(jīng)非常高了，在輔助一些特殊用戶要求，我們輔助一些柴油發(fā)電機和UPS，安全性和供電可靠性是可以做到的。

對于分布式電源的接入，目前沒有表現(xiàn)出力所不能及的情況，可再生能源的就地消納采用自發(fā)自用余電上網(wǎng)和分布式發(fā)電市場交易試點，可以實現(xiàn)可再生能源的就地消納問題，這些不是微電網(wǎng)專有的屬性。

微電網(wǎng)的天然稟賦，只要做出來的微電網(wǎng)運行的時候，自然而然就具備這些效果，所以這并不是建設(shè)微電網(wǎng)的一個充分條件，我們認為在限定的能源形式下，園區(qū)微電網(wǎng)是一種適應(yīng)能源需求與生產(chǎn)相互匹配的一種能源組織形式和運營模式。我們微電網(wǎng)的組成有分布式電源、負荷、配電系統(tǒng)，這都不是微電網(wǎng)的成分，沒有微電網(wǎng)他們照樣可以存在，微電網(wǎng)的作用是將他們組織起來，形成一種特定的運營模式。

園區(qū)微電網(wǎng)監(jiān)測的目的，把這些元素組織起來目的有四點，第一是通過這種形式，獲得園區(qū)的功能權(quán)，獲得能源服務(wù)業(yè)務(wù)的途徑，我們想在一個園區(qū)里做能源供應(yīng)，必須要采取一定的建設(shè)模式，比如說分布式能源，微電網(wǎng)也是其中一種。

第二建設(shè)符合文件規(guī)定的微電網(wǎng)，可以獲得相應(yīng)的政策權(quán)利和政策支持，比如說債權(quán)融資、綠色信貸。

第三相對其他形式的能源系統(tǒng)，由于微電網(wǎng)容量小技術(shù)限制多要求高，取得支持性協(xié)議及項目審批相對容易，這是針對分布式能源和智能電網(wǎng)來說。

第四提高能源服務(wù)的經(jīng)濟性，這是微電網(wǎng)技術(shù)本身所產(chǎn)生的效率，通過微電網(wǎng)技術(shù)，對多種能源生產(chǎn)進行協(xié)同，提高整體能效，實現(xiàn)整體上的清潔運行，提高能源服務(wù)的經(jīng)濟性。簡單來說就是有組織比沒有組織好。

微電網(wǎng)建成以后，要達到一個效果，就是我們建設(shè)的目標，在建設(shè)微電網(wǎng)的時候，可以采用很多先進的理念和技術(shù)，不管采用多少，天花亂墜的技術(shù)，最終的表現(xiàn)應(yīng)該是體現(xiàn)出良好的節(jié)能減排效果和可靠經(jīng)濟的能源服務(wù)，先說節(jié)能減排，剛才我們說了節(jié)能減排是一個永恒的話題，現(xiàn)在這種能源形式下，任何一個新型能源系統(tǒng)，節(jié)能減排必須是要重視的，從小的角度來說，從投資者的角度來說，我們項目突出節(jié)能減排效果，就可以得到政府和園區(qū)管委會的支持，我們可以幫助他們完成節(jié)能減排指標，否則他們憑什么同意我們在園區(qū)里搞一個不夠節(jié)能環(huán)保的項目呢？第二向園區(qū)用戶提供可靠經(jīng)濟具有品質(zhì)保障的能源服務(wù)，是政府和社會歡迎的，比如我們提供價格較低的供電、供熱、供冷服務(wù)有助于提升園區(qū)的招商引資，我們項目比較容易審批，獲得能源供應(yīng)的業(yè)務(wù)。

另一方面可以穩(wěn)定相關(guān)的客戶源，保證能源系統(tǒng)的持久生命力，如果供電價格比市場電價高，用戶就不會從這個系統(tǒng)購買能源服務(wù)。

從現(xiàn)階段來看，按照我們的工程設(shè)計經(jīng)驗，園區(qū)微電網(wǎng)電冷熱綜合能源服務(wù)的可行性優(yōu)于單純的電能服務(wù)，首先是取決于城市園區(qū)里頭能源生產(chǎn)設(shè)施的配置，一般城市和園區(qū)，裝屋頂光伏或者中小型的燃氣機組，也有一些其他的能源，一般不帶有普遍性，燃機的余熱利用是經(jīng)濟性和節(jié)能環(huán)保的雙重要求，多維業(yè)務(wù)的開展有助于提高能源系統(tǒng)的經(jīng)濟性。能源基礎(chǔ)設(shè)施投資大、收益慢，不存在暴利，我們建設(shè)一個符合國家政策的微電網(wǎng)，有很多條件作用限制，這些條件分析一下不難發(fā)現(xiàn)，他們都是使我們的項目走向經(jīng)濟性不易的一面，要么增加投資，要么增加運行成本，要么降低銷售收益，如果不能充分的利用這些資源，就很難達到可以接受的收益率，這是從中衍生出一個復(fù)雜能源系統(tǒng)中，能源生產(chǎn)、供應(yīng)系統(tǒng)的問題。具體措施體現(xiàn)在后面要講述的統(tǒng)一能量管理這一塊。

下面我們說一下園區(qū)微電網(wǎng)構(gòu)建綜合能源服務(wù)，和其他能源系統(tǒng)在建設(shè)設(shè)計和規(guī)劃中的一些不同要點，第一項是能源需求和特性的分析，我們設(shè)計的第一步是對能源需求及其特性進行分析，除了要了解每種能源的負荷需求情況以外，還應(yīng)該分析各種能源，比如說冷熱電負荷，曲線趨勢變化的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，比如電負荷什么時候是高峰，什么時候是低谷，冷熱負荷什么時候是高峰和低谷，時間是否有重疊，這都對我們的設(shè)計和建設(shè)有影響，這是進行能源生產(chǎn)設(shè)施配置、儲能配置和統(tǒng)一能源的基礎(chǔ)。

第二冷熱電聯(lián)供機組的配置，除了應(yīng)該考慮負荷需求以外，還應(yīng)該考慮電、冷、熱負荷曲線趨勢變化的關(guān)聯(lián)，以及電、冷、熱生產(chǎn)的耦合性關(guān)系，冷熱電我們是按照供冷和供熱的需求進行配置，當冷熱負荷高峰和用電負荷高峰時間不重疊，可能導(dǎo)致電能生產(chǎn)過剩，我們是不是在機組選型的時候，可以考慮選用較小一點型號的機組，適當增加一點點冷熱調(diào)風(fēng)設(shè)備，比如熱泵。

第三是儲能，蓄熱蓄冷或者儲電，儲電儲能的造價目前太高，當我們可以細心的觀察一下，沒有一家儲能電站靠純商業(yè)模式運行，要么獲得額外的經(jīng)濟性風(fēng)險和政策支持，要么給你一個固定收益率，算出儲能服務(wù)價格，沒有一個說利用峰谷電價差和服務(wù)費，利用國家給的各省補貼，目前只有南方地區(qū)有，調(diào)度一度電有5毛錢，沒有一家實現(xiàn)純商業(yè)化的運行，有人說儲能和電池價格在不停的下降，應(yīng)該很快可以大規(guī)模應(yīng)用了，不論是鋰離子電池還是什么電池，價格都在持續(xù)下降，我們不要忘記儲能電站的單位造價和電池的單位成本，不是一回事，儲能電站除了有電池以外，還有變速器、變壓器等設(shè)備，還有控制系統(tǒng)，還有占地，占地規(guī)劃還不小，所以儲能電站的單位造價是比電池的單位成本高很多的。至少在目前階段來看，還是很貴的。蓄熱和蓄冷裝置，相對造價低很多，損耗很小，我們最普遍最低級的蓄熱水箱，這個沒有什么技術(shù)含量，放熱水在里面24小時，損耗很小2%到3%。

我們把熱蓄冷裝置通過用電低谷實現(xiàn)蓄能，供電高峰釋放，可以起到平衡電量，降低峰谷差的效果。

第四統(tǒng)一的電冷熱量管理是提高能量，經(jīng)濟管理的關(guān)鍵措施，微電網(wǎng)綜合能源服務(wù)的能源生產(chǎn)和能源消費非常復(fù)雜，根本原因就是電冷熱之間的耦合，我們不能想要多少熱和電沒有關(guān)系，反過來想要多少電和熱生產(chǎn)沒有多少關(guān)系，因此這個統(tǒng)一的電冷熱管理，是提高能效經(jīng)濟運行的關(guān)鍵措施，比如說現(xiàn)在需要增加供冷，這時候要考慮電能需求，如果電能需求和供給有不足，能把機組加大，如果電力和供應(yīng)過剩，就不能夠增加機組，要考慮別的措施，現(xiàn)在如果是高峰電價時段，就應(yīng)該用蓄冷裝置蓄能，如果是平價時代，可以調(diào)風(fēng)空調(diào)機組等等，就這一個需求，要采取的措施有很多種，只有一種是最合適的。

我們能量管理系統(tǒng)應(yīng)該是綜合考慮，要研究妥善的策略，獲得整體上的清潔性?？偟膩碚f建設(shè)微電網(wǎng)是我們?nèi)〉脠@區(qū)供冷業(yè)務(wù)的有效方式，園區(qū)微電網(wǎng)應(yīng)該是一個提供綜合能源服務(wù)的綜合能源網(wǎng)，通過合理的設(shè)施配置和統(tǒng)一的能源管理，達到節(jié)能減排和經(jīng)濟可靠的能源服務(wù)這兩個外在的目的，謝謝各位。