深度丨如何實(shí)現(xiàn)園區(qū)微網(wǎng)的商業(yè)運(yùn)營(yíng)和投資回報(bào)？

2018-03-15 14:14:41 電網(wǎng)技術(shù) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

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

2 微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)一體化和投資多元化

目前我國(guó)已投資建設(shè)大量微網(wǎng)項(xiàng)目,其中大部分微網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)能源設(shè)施由單一主體投資建設(shè)運(yùn)營(yíng)。但是分布式能源、傳輸網(wǎng)絡(luò)、儲(chǔ)能等能源設(shè)施投資規(guī)模大,缺乏合理投資回報(bào)模式,微網(wǎng)項(xiàng)目主體將承擔(dān)較大投資風(fēng)險(xiǎn)。因此,本文提出微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)一體化和投資多元化的模式框架。

2.1 運(yùn)營(yíng)主體一體化

能源的供需實(shí)時(shí)平衡、規(guī)模經(jīng)濟(jì)性決定微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體應(yīng)當(dāng)唯一。

微網(wǎng)一體化運(yùn)營(yíng)主體(簡(jiǎn)稱微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體)可視為特殊目的公司(special purpose vehicle,SPV),公司股東由微網(wǎng)多元化投資主體和社會(huì)資本組成。社會(huì)資本可與地方政府開(kāi)展資本合作(public-private-partnership,PPP),以特許經(jīng)營(yíng)權(quán)的方式建設(shè)并運(yùn)營(yíng)微網(wǎng)項(xiàng)目。微網(wǎng)采取一體化運(yùn)營(yíng),但是風(fēng)險(xiǎn)不再由單一主體承擔(dān),微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體的股權(quán)多元化將實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)和收益共享。

微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體一體化要求微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體與微網(wǎng)內(nèi)部“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)能源設(shè)施簽訂長(zhǎng)期統(tǒng)一的委托運(yùn)營(yíng)協(xié)議,與用戶達(dá)成長(zhǎng)期的用能協(xié)議,形成委托-代理關(guān)系,保障微網(wǎng)內(nèi)部的垂直一體化。

2.2 投資主體多元化

微網(wǎng)多元化投資,發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、供熱企業(yè)、燃?xì)馄髽I(yè)、能源設(shè)備制造企業(yè)、專業(yè)化能源服務(wù)企業(yè)(energy service company,ESCO)、用戶等均可通過(guò)市場(chǎng)準(zhǔn)入,參與投資建設(shè)微網(wǎng)“源-網(wǎng)- 荷-儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)能源設(shè)施。微網(wǎng)內(nèi)分布式能源可由發(fā)電企業(yè)、能源設(shè)備制造企業(yè)等投資,也可由用戶自投;配電變電設(shè)施所有權(quán)依然可屬于電網(wǎng)企業(yè);熱/ 氣網(wǎng)絡(luò)、儲(chǔ)能設(shè)備、智能用能及監(jiān)測(cè)設(shè)備等也可由不同主體投資建設(shè)[13 ]。

微網(wǎng)投資主體多元化,將有利于實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)內(nèi)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)能源設(shè)施投資建設(shè)主體的專業(yè)化,降低投資風(fēng)險(xiǎn);促進(jìn)微網(wǎng)資本所有權(quán)與經(jīng)營(yíng)權(quán)相分離,形成自負(fù)盈虧、自我約束的投資運(yùn)營(yíng)機(jī)制;突破能源基礎(chǔ)設(shè)施的行業(yè)和市場(chǎng)壁壘,降低準(zhǔn)入門(mén)檻,激發(fā)社會(huì)資本活力,開(kāi)辟微網(wǎng)全新投資空間,營(yíng)造平等良好的投資環(huán)境。

圖3說(shuō)明了微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體一體化和投資主體多元化的關(guān)系。

圖3 微網(wǎng)投資主體多元化和運(yùn)營(yíng)主體一體化的關(guān)系

Fig. 3 Relationship between diversified investment subjects and integrated operation subject in microgrid

2.3 一體化運(yùn)營(yíng)主體責(zé)任

微網(wǎng)一體化運(yùn)營(yíng)本質(zhì)上是多能“供-需-儲(chǔ)”自平衡體的自我集中式管理。以微網(wǎng)的產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)為界限,微網(wǎng)一體化主體對(duì)內(nèi)對(duì)外扮演不同的角色,承擔(dān)不同的責(zé)任,如圖4所示。

1)微網(wǎng)一體化運(yùn)營(yíng)主體對(duì)內(nèi)的責(zé)任。

微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體在微網(wǎng)內(nèi)部作用類似于電網(wǎng)企業(yè)“調(diào)度中心+交易中心+營(yíng)銷部門(mén)”。作為微網(wǎng)“調(diào)度中心”,以并網(wǎng)點(diǎn)為分界點(diǎn),負(fù)責(zé)內(nèi)部能源供需實(shí)時(shí)平衡,促進(jìn)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)調(diào)優(yōu)化控制運(yùn)行,保障供能可靠性和質(zhì)量水平;作為微網(wǎng)“交易中心”,負(fù)責(zé)制定微網(wǎng)內(nèi)部電、熱(冷)、氣等多種能源交易規(guī)則,組織微網(wǎng)內(nèi)部微平衡市場(chǎng)交易,公開(kāi)市場(chǎng)信息,管理市場(chǎng)交易合同,負(fù)責(zé)交易結(jié)算和清算;作為微網(wǎng)“營(yíng)銷部門(mén)”,滿足微網(wǎng)內(nèi)部用戶基本的用能需求,提供能源計(jì)量、運(yùn)維檢修等多樣化的能源服務(wù)及增值服務(wù)。

2)微網(wǎng)一體化運(yùn)營(yíng)主體對(duì)外的責(zé)任。

微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體與微網(wǎng)內(nèi)部“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”各元件的委托-代理關(guān)系,決定微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體是微網(wǎng)

圖4 微網(wǎng)一體化運(yùn)營(yíng)主體的職責(zé)

Fig. 4 Responsibilities of integrated operation subject of microgrid

內(nèi)外雙向互動(dòng)的獨(dú)立主體和媒介。微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體負(fù)責(zé)微網(wǎng)與外部電網(wǎng)、其他微網(wǎng)、發(fā)電企業(yè)、售電公司等主體之間的能量、信息、價(jià)值交換。微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體作為發(fā)配售一體化的售電企業(yè),參與外部電力市場(chǎng),代理微網(wǎng)電源或用戶進(jìn)行購(gòu)售電交易;作為獨(dú)立的輔助服務(wù)提供商,與電網(wǎng)企業(yè)簽訂遠(yuǎn)期雙邊合同或參與輔助服務(wù)市場(chǎng),獲得輔助服務(wù)補(bǔ)償;作為外部電網(wǎng)的友好用戶,獲得公平的電網(wǎng)接入服務(wù),向外部電網(wǎng)調(diào)度中心上報(bào)必要的運(yùn)行信息,服從外部電網(wǎng)調(diào)度中心的統(tǒng)一調(diào)度,同時(shí)微網(wǎng)整體對(duì)峰谷分時(shí)電價(jià)等需求側(cè)管理措施進(jìn)行響應(yīng)。

3 微網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”一體化運(yùn)營(yíng)

運(yùn)營(yíng)主體一體化保障微網(wǎng)的統(tǒng)一自治;投資主體多元化保障微網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān),收益共享。微網(wǎng)傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式為“自發(fā)自用,余量上網(wǎng)”,其收益以能源供給收益為主,缺乏經(jīng)濟(jì)性。本文在微網(wǎng)傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式的基礎(chǔ)上,提出包括“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”優(yōu)化控制運(yùn)行、微平衡市場(chǎng)交易、內(nèi)外兩級(jí)購(gòu)售電、網(wǎng)對(duì)網(wǎng)輔助服務(wù)、內(nèi)外兩級(jí)需求響應(yīng)和新型備用容量機(jī)制的“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”一體化運(yùn)營(yíng)模式,為微網(wǎng)提供合理的投資回報(bào)途徑。

3.1 “源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”優(yōu)化控制運(yùn)行

微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體保障微網(wǎng)內(nèi)能源供需實(shí)時(shí)平衡,通過(guò)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”優(yōu)化控制運(yùn)行,減少棄風(fēng)棄光率,降低微網(wǎng)運(yùn)行成本,促進(jìn)節(jié)能減排,實(shí)現(xiàn)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等綜合效益最大化,如圖5所示。

無(wú)論獨(dú)立運(yùn)行還是并網(wǎng)運(yùn)行,微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體應(yīng)當(dāng)滿足微網(wǎng)內(nèi)部多種能源的負(fù)荷需求,對(duì)狀態(tài)偏離、設(shè)備故障等意外事件具有不平衡校正能力,實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)內(nèi)部“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”各元件的自適應(yīng)主動(dòng)控制,符合電、熱(熱)、氣多種能源供應(yīng)的安全可靠性和質(zhì)量水平要求;實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)獨(dú)立/并網(wǎng)運(yùn)行模式的平滑切換,有效減少微網(wǎng)和外部電網(wǎng)并列/脫離過(guò)

圖5 微網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”優(yōu)化控制運(yùn)行

Fig. 5 “Source-network-load-storage” optimization control in microgrid

程中的暫態(tài)振蕩。

3.2 微平衡市場(chǎng)交易

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