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

2 微網運營一體化和投資多元化

目前我國已投資建設大量微網項目,其中大部分微網“源-網-荷-儲”各環節能源設施由單一主體投資建設運營。但是分布式能源、傳輸網絡、儲能等能源設施投資規模大,缺乏合理投資回報模式,微網項目主體將承擔較大投資風險。因此,本文提出微網運營一體化和投資多元化的模式框架。

2.1 運營主體一體化

能源的供需實時平衡、規模經濟性決定微網運營主體應當唯一。

微網一體化運營主體(簡稱微網運營主體)可視為特殊目的公司(special purpose vehicle,SPV),公司股東由微網多元化投資主體和社會資本組成。社會資本可與地方政府開展資本合作(public-private-partnership,PPP),以特許經營權的方式建設并運營微網項目。微網采取一體化運營,但是風險不再由單一主體承擔,微網運營主體的股權多元化將實現風險共擔和收益共享。

微網運營主體一體化要求微網運營主體與微網內部“源-網-荷-儲”各環節能源設施簽訂長期統一的委托運營協議,與用戶達成長期的用能協議,形成委托-代理關系,保障微網內部的垂直一體化。

2.2 投資主體多元化

微網多元化投資,發電企業、電網企業、供熱企業、燃氣企業、能源設備制造企業、專業化能源服務企業(energy service company,ESCO)、用戶等均可通過市場準入,參與投資建設微網“源-網- 荷-儲”各環節能源設施。微網內分布式能源可由發電企業、能源設備制造企業等投資,也可由用戶自投;配電變電設施所有權依然可屬于電網企業;熱/ 氣網絡、儲能設備、智能用能及監測設備等也可由不同主體投資建設[13 ]。

微網投資主體多元化,將有利于實現微網內“源-網-荷-儲”各環節能源設施投資建設主體的專業化,降低投資風險;促進微網資本所有權與經營權相分離,形成自負盈虧、自我約束的投資運營機制;突破能源基礎設施的行業和市場壁壘,降低準入門檻,激發社會資本活力,開辟微網全新投資空間,營造平等良好的投資環境。

圖3說明了微網運營主體一體化和投資主體多元化的關系。

圖3 微網投資主體多元化和運營主體一體化的關系

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

2.3 一體化運營主體責任

微網一體化運營本質上是多能“供-需-儲”自平衡體的自我集中式管理。以微網的產權分界點為界限,微網一體化主體對內對外扮演不同的角色,承擔不同的責任,如圖4所示。

1)微網一體化運營主體對內的責任。

微網運營主體在微網內部作用類似于電網企業“調度中心+交易中心+營銷部門”。作為微網“調度中心”,以并網點為分界點,負責內部能源供需實時平衡,促進“源-網-荷-儲”協調優化控制運行,保障供能可靠性和質量水平;作為微網“交易中心”,負責制定微網內部電、熱(冷)、氣等多種能源交易規則,組織微網內部微平衡市場交易,公開市場信息,管理市場交易合同,負責交易結算和清算;作為微網“營銷部門”,滿足微網內部用戶基本的用能需求,提供能源計量、運維檢修等多樣化的能源服務及增值服務。

2)微網一體化運營主體對外的責任。

微網運營主體與微網內部“源-網-荷-儲”各元件的委托-代理關系,決定微網運營主體是微網

圖4 微網一體化運營主體的職責

Fig. 4 Responsibilities of integrated operation subject of microgrid

內外雙向互動的獨立主體和媒介。微網運營主體負責微網與外部電網、其他微網、發電企業、售電公司等主體之間的能量、信息、價值交換。微網運營主體作為發配售一體化的售電企業,參與外部電力市場,代理微網電源或用戶進行購售電交易;作為獨立的輔助服務提供商,與電網企業簽訂遠期雙邊合同或參與輔助服務市場,獲得輔助服務補償;作為外部電網的友好用戶,獲得公平的電網接入服務,向外部電網調度中心上報必要的運行信息,服從外部電網調度中心的統一調度,同時微網整體對峰谷分時電價等需求側管理措施進行響應。

3 微網“源-網-荷-儲”一體化運營

運營主體一體化保障微網的統一自治;投資主體多元化保障微網的風險共擔,收益共享。微網傳統運營模式為“自發自用,余量上網”,其收益以能源供給收益為主,缺乏經濟性。本文在微網傳統運營模式的基礎上,提出包括“源-網-荷-儲”優化控制運行、微平衡市場交易、內外兩級購售電、網對網輔助服務、內外兩級需求響應和新型備用容量機制的“源-網-荷-儲”一體化運營模式,為微網提供合理的投資回報途徑。

3.1 “源-網-荷-儲”優化控制運行

微網運營主體保障微網內能源供需實時平衡,通過“源-網-荷-儲”優化控制運行,減少棄風棄光率,降低微網運行成本,促進節能減排,實現技術、經濟、環境等綜合效益最大化,如圖5所示。

無論獨立運行還是并網運行,微網運營主體應當滿足微網內部多種能源的負荷需求,對狀態偏離、設備故障等意外事件具有不平衡校正能力,實現微網內部“源-網-荷-儲”各元件的自適應主動控制,符合電、熱(熱)、氣多種能源供應的安全可靠性和質量水平要求;實現微網獨立/并網運行模式的平滑切換,有效減少微網和外部電網并列/脫離過