深度丨如何實現園區微網的商業運營和投資回報？

2018-03-15 14:14:41 電網技術　點擊量：評論 (0)

摘要園區微網是多能互補、能源互聯網等能源新業態的重要落地點。但是目前我國微網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

微網優勢之一是促進分布式能源的就地消納,目前微網內風光等分布式能源主要采取“自發自用,余量上網”的運營模式,富余或不足部分電量由外部電網接收或提供。

微網運營主體掌握園區微網內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,組織園區微網內工業、商業、居民等各類型用戶和分布式光伏、分散式風電、燃氣三聯供系統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運營主體,代理參與微平衡市場交易,簽訂轉購售能源合同。同時,微網運營主體收取一定微網內部能源輸配“過網費”,三方共同簽訂供用能合同。

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

圖6 微平衡市場交易下微網的電量安排

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

3.3 內外兩級購售電

未參與電力市場前,微網內部分布式能源上網電量以當地燃煤發電機組標桿上網電價結算,外購電量以目錄銷售電價(考慮峰谷分時)結算。

隨著發用電計劃不斷放開,以及中長期電力交易開展,微網運營主體通過集成微網范圍內富余的發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,代理微網內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,微網運營主體和傳統發電企業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 網對網輔助服務

外部電網調度中心根據電力系統運行需要,確定系統調峰、備用等多種輔助服務需求量,微網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,為外部電網提供輔助服務,并獲得相應的輔助服務補償。

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

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

3.5 內外兩級需求側響應

內外兩級需求側響應是指：在微網內部,微網運營主體發布微網內部需求側管理措施,主動引導用戶削峰填谷,優化微網自身的負荷特性;在微網外部,微網作為一個整體參與所在地區的需求側響應政策。

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

內外兩級需求側響應機制能夠有效協調微網內外資源,實現大系統從局部到整體的多級最優化目標,從而提升系統整體的能源利用效率。

3.6 新型備用容量機制

傳統運營模式下微網并網點變壓器按容量申報;微網運營主體通過儲能、主動控制等技術或經濟手段,在一定范圍內自由調節微網和和外部電網之間的不平衡電量交換曲線,并與電網企業開展自主協商,變壓器容量根據微網自平衡情況按最大需量進行申報,統一繳納相應的備用容量費用。

新型備用容量機制是對微網能量精準優化控制技術的考驗,微網自平衡能力越強,繳納的備用容量費用越少。傳統微網內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展。

4 微網運營模式經濟性分析

傳統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,收益包括自發自用收益、上網電量收益、內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,收益包括自發自用收益、外部售電收益、內部售電收益、“過網費”收益、輔助服務補償收益和補貼收益。

4.1 傳統運營模式成本收益分析

1)傳統運營模式的成本。

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