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)

微網(wǎng)優(yōu)勢(shì)之一是促進(jìn)分布式能源的就地消納,目前微網(wǎng)內(nèi)風(fēng)光等分布式能源主要采取“自發(fā)自用,余量上網(wǎng)”的運(yùn)營(yíng)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(yùn)營(yíng)主體掌握?qǐng)@區(qū)微網(wǎng)內(nèi)能源供需和市場(chǎng)價(jià)格信息,通過(guò)構(gòu)建計(jì)及電、熱、氣等多種能源的微平衡市場(chǎng)交易平臺(tái),組織園區(qū)微網(wǎng)內(nèi)工業(yè)、商業(yè)、居民等各類(lèi)型用戶(hù)和分布式光伏、分散式風(fēng)電、燃?xì)馊?lián)供系統(tǒng)等分布式能源及儲(chǔ)能資源,通過(guò)微平衡市場(chǎng)進(jìn)行局部自主交易[11 ]。購(gòu)售雙方通過(guò)自主協(xié)商,確定交易量、結(jié)算價(jià)格等信息;分布式能源和用戶(hù)可委托微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體,代理參與微平衡市場(chǎng)交易,簽訂轉(zhuǎn)購(gòu)售能源合同。同時(shí),微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體收取一定微網(wǎng)內(nèi)部能源輸配“過(guò)網(wǎng)費(fèi)”,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(chǎng)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(shí)現(xiàn)在微網(wǎng)內(nèi)部范圍的就近利用。微平衡市場(chǎng)交易下微網(wǎng)的電量安排如圖6所示。

圖6 微平衡市場(chǎng)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(jí)購(gòu)售電

未參與電力市場(chǎng)前,微網(wǎng)內(nèi)部分布式能源上網(wǎng)電量以當(dāng)?shù)厝济喊l(fā)電機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)結(jié)算,外購(gòu)電量以目錄銷(xiāo)售電價(jià)(考慮峰谷分時(shí))結(jié)算。

隨著發(fā)用電計(jì)劃不斷放開(kāi),以及中長(zhǎng)期電力交易開(kāi)展,微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體通過(guò)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(dá)到市場(chǎng)準(zhǔn)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(hù)參與外部電力市場(chǎng)購(gòu)售電交易。在電力市場(chǎng)中,微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體和傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)和用戶(hù)具有相同市場(chǎng)地位,通過(guò)制定合理的交易策略,獲得購(gòu)售電價(jià)差額的收益。

3.4 網(wǎng)對(duì)網(wǎng)輔助服務(wù)

外部電網(wǎng)調(diào)度中心根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行需要,確定系統(tǒng)調(diào)峰、備用等多種輔助服務(wù)需求量,微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體以獨(dú)立輔助服務(wù)提供者的市場(chǎng)主體身份,通過(guò)遠(yuǎn)期雙邊合同或者短期輔助服務(wù)市場(chǎng)競(jìng)價(jià)的方式,為外部電網(wǎng)提供輔助服務(wù),并獲得相應(yīng)的輔助服務(wù)補(bǔ)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(yùn)行的能力,能夠?yàn)橥獠侩娋W(wǎng)提供黑啟動(dòng)(black start,BS)輔助服務(wù);微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體可利用儲(chǔ)能設(shè)備,為外部電網(wǎng)提供可中斷負(fù)荷(interruptible load,IL)輔助服務(wù)。與燃煤火電機(jī)組等傳統(tǒng)的輔助服務(wù)提供者相比,微網(wǎng)響應(yīng)速率更快,靈活性更強(qiáng),更易于負(fù)荷匹配[14 ]。

微網(wǎng)和外部電網(wǎng)之間的關(guān)系,不再是傳統(tǒng)“電網(wǎng)-用戶(hù)”單向服務(wù)的關(guān)系,將是一種網(wǎng)對(duì)網(wǎng)相對(duì)獨(dú)立且平等的關(guān)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(wù);微網(wǎng)為外部電網(wǎng)提供輔助服務(wù)。微網(wǎng)和外部電網(wǎng)之間互為備用,雙向服務(wù)。

3.5 內(nèi)外兩級(jí)需求側(cè)響應(yīng)

內(nèi)外兩級(jí)需求側(cè)響應(yīng)是指：在微網(wǎng)內(nèi)部,微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體發(fā)布微網(wǎng)內(nèi)部需求側(cè)管理措施,主動(dòng)引導(dǎo)用戶(hù)削峰填谷,優(yōu)化微網(wǎng)自身的負(fù)荷特性;在微網(wǎng)外部,微網(wǎng)作為一個(gè)整體參與所在地區(qū)的需求側(cè)響應(yīng)政策。

以峰谷分時(shí)電價(jià)(time-of-use,TOU)為例,外部電網(wǎng)的峰谷分時(shí)電價(jià)政策比較粗獷,微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體可根據(jù)微網(wǎng)內(nèi)部用戶(hù)的負(fù)荷曲線及需求側(cè)響應(yīng)特性,精細(xì)化制定微網(wǎng)內(nèi)部的高峰/低谷電價(jià)時(shí)段和峰/谷/平電價(jià)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(shí)電價(jià)的差價(jià)即為微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體在微網(wǎng)內(nèi)部實(shí)施需求側(cè)管理措施的投資回報(bào)。

內(nèi)外兩級(jí)需求側(cè)響應(yīng)機(jī)制能夠有效協(xié)調(diào)微網(wǎng)內(nèi)外資源,實(shí)現(xiàn)大系統(tǒng)從局部到整體的多級(jí)最優(yōu)化目標(biāo),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(jī)制

傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式下微網(wǎng)并網(wǎng)點(diǎn)變壓器按容量申報(bào);微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體通過(guò)儲(chǔ)能、主動(dòng)控制等技術(shù)或經(jīng)濟(jì)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(kāi)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(jìn)行申報(bào),統(tǒng)一繳納相應(yīng)的備用容量費(fèi)用。

新型備用容量機(jī)制是對(duì)微網(wǎng)能量精準(zhǔn)優(yōu)化控制技術(shù)的考驗(yàn),微網(wǎng)自平衡能力越強(qiáng),繳納的備用容量費(fèi)用越少。傳統(tǒng)微網(wǎng)內(nèi)儲(chǔ)能的收益主要來(lái)自于移峰填谷后購(gòu)電成本的減少。新型備用容量機(jī)制將為儲(chǔ)能在微網(wǎng)中的應(yīng)用提供嶄新的投資回報(bào)模式,將極大促進(jìn)儲(chǔ)能設(shè)備的發(fā)展。

4 微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)模式經(jīng)濟(jì)性分析

傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式成本包括投資建設(shè)成本、運(yùn)維成本、外購(gòu)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(bǔ)貼收益。

一體化運(yùn)營(yíng)模式成本包括投資建設(shè)成本、運(yùn)維成本、外購(gòu)電成本以及自主申報(bào)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(guò)網(wǎng)費(fèi)”收益、輔助服務(wù)補(bǔ)償收益和補(bǔ)貼收益。

4.1 傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式成本收益分析

1)傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式的成本。

①投資建設(shè)成本。主要分布式能源、能源輸配網(wǎng)絡(luò)、儲(chǔ)能、控制和保護(hù)設(shè)備的投資建設(shè)成本。

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