深度丨如何實現(xiàn)園區(qū)微網(wǎng)的商業(yè)運營和投資回報？

2018-03-15 14:14:41 電網(wǎng)技術　點擊量：評論 (0)

摘要園區(qū)微網(wǎng)是多能互補、能源互聯(lián)網(wǎng)等能源新業(yè)態(tài)的重要落地點。但是目前我國微網(wǎng)運營缺乏成熟的運營模式和合理的投資回報途徑。立足于我國

微網(wǎng)優(yōu)勢之一是促進分布式能源的就地消納,目前微網(wǎng)內(nèi)風光等分布式能源主要采取“自發(fā)自用,余量上網(wǎng)”的運營模式,富余或不足部分電量由外部電網(wǎng)接收或提供。

微網(wǎng)運營主體掌握園區(qū)微網(wǎng)內(nèi)能源供需和市場價格信息,通過構建計及電、熱、氣等多種能源的微平衡市場交易平臺,組織園區(qū)微網(wǎng)內(nèi)工業(yè)、商業(yè)、居民等各類型用戶和分布式光伏、分散式風電、燃氣三聯(lián)供系統(tǒng)等分布式能源及儲能資源,通過微平衡市場進行局部自主交易[11 ]。購售雙方通過自主協(xié)商,確定交易量、結算價格等信息;分布式能源和用戶可委托微網(wǎng)運營主體,代理參與微平衡市場交易,簽訂轉(zhuǎn)購售能源合同。同時,微網(wǎng)運營主體收取一定微網(wǎng)內(nèi)部能源輸配“過網(wǎng)費”,三方共同簽訂供用能合同。

相比于“自發(fā)自用,余量上網(wǎng)”模式,微平衡市場交易將減少與外部電網(wǎng)之間的不平衡能量交換,盡可能實現(xiàn)在微網(wǎng)內(nèi)部范圍的就近利用。微平衡市場交易下微網(wǎng)的電量安排如圖6所示。

圖6 微平衡市場交易下微網(wǎng)的電量安排

Fig. 6 Arrangement of electricity in microgrid under micro balance market trading

3.3 內(nèi)外兩級購售電

未參與電力市場前,微網(wǎng)內(nèi)部分布式能源上網(wǎng)電量以當?shù)厝济喊l(fā)電機組標桿上網(wǎng)電價結算,外購電量以目錄銷售電價(考慮峰谷分時)結算。

隨著發(fā)用電計劃不斷放開,以及中長期電力交易開展,微網(wǎng)運營主體通過集成微網(wǎng)范圍內(nèi)富余的發(fā)電量和不平衡的用電量,達到市場準入條件,以“售電公司”身份,代理微網(wǎng)內(nèi)部分布式能源和用戶參與外部電力市場購售電交易。在電力市場中,微網(wǎng)運營主體和傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)和用戶具有相同市場地位,通過制定合理的交易策略,獲得購售電價差額的收益。

3.4 網(wǎng)對網(wǎng)輔助服務

外部電網(wǎng)調(diào)度中心根據(jù)電力系統(tǒng)運行需要,確定系統(tǒng)調(diào)峰、備用等多種輔助服務需求量,微網(wǎng)運營主體以獨立輔助服務提供者的市場主體身份,通過遠期雙邊合同或者短期輔助服務市場競價的方式,為外部電網(wǎng)提供輔助服務,并獲得相應的輔助服務補償。

微網(wǎng)內(nèi)部擁有多種分布式能源,具有供需自我平衡運行的能力,能夠為外部電網(wǎng)提供黑啟動(black start,BS)輔助服務;微網(wǎng)運營主體可利用儲能設備,為外部電網(wǎng)提供可中斷負荷(interruptible load,IL)輔助服務。與燃煤火電機組等傳統(tǒng)的輔助服務提供者相比,微網(wǎng)響應速率更快,靈活性更強,更易于負荷匹配[14 ]。

微網(wǎng)和外部電網(wǎng)之間的關系,不再是傳統(tǒng)“電網(wǎng)-用戶”單向服務的關系,將是一種網(wǎng)對網(wǎng)相對獨立且平等的關系。外部電網(wǎng)為微網(wǎng)平衡富余或不足電量,提供兜底服務;微網(wǎng)為外部電網(wǎng)提供輔助服務。微網(wǎng)和外部電網(wǎng)之間互為備用,雙向服務。

3.5 內(nèi)外兩級需求側響應

內(nèi)外兩級需求側響應是指：在微網(wǎng)內(nèi)部,微網(wǎng)運營主體發(fā)布微網(wǎng)內(nèi)部需求側管理措施,主動引導用戶削峰填谷,優(yōu)化微網(wǎng)自身的負荷特性;在微網(wǎng)外部,微網(wǎng)作為一個整體參與所在地區(qū)的需求側響應政策。

以峰谷分時電價(time-of-use,TOU)為例,外部電網(wǎng)的峰谷分時電價政策比較粗獷,微網(wǎng)運營主體可根據(jù)微網(wǎng)內(nèi)部用戶的負荷曲線及需求側響應特性,精細化制定微網(wǎng)內(nèi)部的高峰/低谷電價時段和峰/谷/平電價之比,減少微網(wǎng)與外部電網(wǎng)不平衡電量交換曲線的峰谷差,內(nèi)外峰谷分時電價的差價即為微網(wǎng)運營主體在微網(wǎng)內(nèi)部實施需求側管理措施的投資回報。

內(nèi)外兩級需求側響應機制能夠有效協(xié)調(diào)微網(wǎng)內(nèi)外資源,實現(xiàn)大系統(tǒng)從局部到整體的多級最優(yōu)化目標,從而提升系統(tǒng)整體的能源利用效率。

3.6 新型備用容量機制

傳統(tǒng)運營模式下微網(wǎng)并網(wǎng)點變壓器按容量申報;微網(wǎng)運營主體通過儲能、主動控制等技術或經(jīng)濟手段,在一定范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)微網(wǎng)和和外部電網(wǎng)之間的不平衡電量交換曲線,并與電網(wǎng)企業(yè)開展自主協(xié)商,變壓器容量根據(jù)微網(wǎng)自平衡情況按最大需量進行申報,統(tǒng)一繳納相應的備用容量費用。

新型備用容量機制是對微網(wǎng)能量精準優(yōu)化控制技術的考驗,微網(wǎng)自平衡能力越強,繳納的備用容量費用越少。傳統(tǒng)微網(wǎng)內(nèi)儲能的收益主要來自于移峰填谷后購電成本的減少。新型備用容量機制將為儲能在微網(wǎng)中的應用提供嶄新的投資回報模式,將極大促進儲能設備的發(fā)展。

4 微網(wǎng)運營模式經(jīng)濟性分析

傳統(tǒng)運營模式成本包括投資建設成本、運維成本、外購電成本以及容量成本,收益包括自發(fā)自用收益、上網(wǎng)電量收益、內(nèi)部售電收益和補貼收益。

一體化運營模式成本包括投資建設成本、運維成本、外購電成本以及自主申報的容量成本,收益包括自發(fā)自用收益、外部售電收益、內(nèi)部售電收益、“過網(wǎng)費”收益、輔助服務補償收益和補貼收益。

4.1 傳統(tǒng)運營模式成本收益分析

1)傳統(tǒng)運營模式的成本。

①投資建設成本。主要分布式能源、能源輸配網(wǎng)絡、儲能、控制和保護設備的投資建設成本。