多能互補系統(tǒng)

 

通過集成優(yōu)化提升綜合能效

 

多能互補集成系統(tǒng)一般有兩種模式：一是終端一體化多能互補系統(tǒng)，這類系統(tǒng)面向終端用戶電、熱、冷、氣等多種用能需求，通過天然氣熱電冷三聯(lián)供、分布式可再生能源等方式，實現(xiàn)多能協(xié)同供應和能源綜合梯級利用；二是大型綜合能源基地多能互補系統(tǒng)，這類系統(tǒng)利用大型綜合能源基地風能、太陽能、水能、煤炭、天然氣等資源組合優(yōu)勢，實現(xiàn)風光水火儲等多能互補系統(tǒng)統(tǒng)一送出。

 

對于大型綜合能源基地多能互補系統(tǒng)，其重點是對電源的送出進行互補和集成優(yōu)化，它針對送端電源的組合，利用具有靈活調(diào)峰能力的機組（例如具有靈活調(diào)節(jié)能力的火電機組或是儲能裝置），搭配出力不可控的可再生能源電廠（例如光伏和風電），使得送端電源組合輸出穩(wěn)定，并且可以根據(jù)電力交易及調(diào)度信號實現(xiàn)輸出功率可控，從而提升電力系統(tǒng)消納風電、光伏發(fā)電等間歇性可再生能源的能力和綜合效益。

 

而終端一體化集成多能互補系統(tǒng)的重點是實現(xiàn)用戶側(cè)分布式能源的高效利用，通過天然氣熱電冷三聯(lián)供、分布式可再生能源和能源智能微網(wǎng)等方式實現(xiàn)多能互補和協(xié)同供應，為用戶提供高效智能的能源供應和相關增值服務，同時實施能源需求側(cè)管理，推動能源就地清潔生產(chǎn)和就近消納，提高能源綜合利用效率。

 

售電業(yè)務對終端一體化

 

集成多能互補系統(tǒng)具有重要意義

 

在終端一體化多能互補系統(tǒng)模式下，將通過綜合能源服務商實現(xiàn)面向用戶的冷熱電綜合供能服務。關于終端一體化多能互補系統(tǒng)的運行機制，筆者認為本質(zhì)上是綜合能源服務商通過用戶用能需求分析，結(jié)合各分布式供能系統(tǒng)的固有生產(chǎn)成本、轉(zhuǎn)換效率以及外部能源交易價格信號，選擇整個系統(tǒng)能源生產(chǎn)成本最低、用戶用能成本最低的開機組合方式，以此滿足用戶的各類用能需求。因此對于綜合能源服務商而言，多能互補系統(tǒng)的優(yōu)化需要基于用戶用能需求，實現(xiàn)能源生產(chǎn)成本最低的目標。為實現(xiàn)這一目標，能源的生產(chǎn)、傳輸和消費需要建立一種關聯(lián)，在這種關聯(lián)下，只有生產(chǎn)的能源給用戶消費了，才能實現(xiàn)分布式能源的就地利用；也只有用戶消費了分布式供能系統(tǒng)生產(chǎn)的能源，才有動力根據(jù)用戶的用能需求去優(yōu)化分布式能源的生產(chǎn)方式。換言之，如果用戶的能源消費方式，特別是電能的消費方式，不能夠和綜合能源服務商的供能服務掛鉤，例如用戶選擇了目錄電價購電或者選擇了非綜合能源服務商的售電公司購電，這將讓用戶的用電和分布式能源的發(fā)電失去關聯(lián)，將解耦能源的消費端和生產(chǎn)端，多能互補系統(tǒng)的運行優(yōu)化也將失去一個主要目標。因此，綜合能源服務商直接面向用戶提供售電服務是有必要的，可以通過能源的生產(chǎn)端和消費端的耦合促進多能互補系統(tǒng)的優(yōu)化。

 

增量配電業(yè)務是實現(xiàn)終端一體化

 

集成多能互補系統(tǒng)售電業(yè)務的主要手段

 

前文已經(jīng)闡述，為了實現(xiàn)多能互補集成優(yōu)化的目的，系統(tǒng)需要建立一種能源生產(chǎn)、傳輸和消費的關聯(lián)，并且可以通過綜合能源服務商的售電業(yè)務實現(xiàn)這種關聯(lián)。但是另一方面，如果分布式電源生產(chǎn)的電僅采用上網(wǎng)模式（包括自發(fā)自用、余電上網(wǎng)模式），綜合能源服務商不能將這部分電力直接銷售給用戶，那么也無法完全實現(xiàn)能源生產(chǎn)端和消費端的耦合。于是，電能的傳輸環(huán)節(jié)以及分布式電源的交易環(huán)節(jié)就很關鍵。

 

電能傳輸需要靠電網(wǎng)，但是目前的電網(wǎng)機制下，還沒有成熟的分布式電源面向用戶的交易機制，因此多能互補系統(tǒng)很難實現(xiàn)各類分布式電源的統(tǒng)一管理和交易。筆者認為，目前有兩種方案可以解決多能互補系統(tǒng)關于電源的管理和交易，一是微電網(wǎng)模式，二是增量配電網(wǎng)模式。微電網(wǎng)通過源—網(wǎng)—荷統(tǒng)一管理實現(xiàn)分布式電源面向用戶的供電和售電服務，雖然是不錯的多能互補集成方案，但是它對于容量和電壓等級有較大要求，并不適應規(guī)模稍大的多能互補系統(tǒng)。增量配電網(wǎng)模式則提供了具有普遍適應性的多能互補系統(tǒng)集成方案，它為用戶側(cè)和電源側(cè)提供了較直接的關聯(lián)方式。目前業(yè)內(nèi)較傾向于把增量配網(wǎng)看作獨立電網(wǎng)，而基于這種觀點，內(nèi)部電源和用戶將由增量配網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度和管理，因此增量配網(wǎng)內(nèi)部電源不僅可以根據(jù)相關電改文件面向用戶直接交易，也將因為屬于“網(wǎng)內(nèi)”交易模式免收外部電網(wǎng)的輸配電費用，這將為增量配網(wǎng)的網(wǎng)內(nèi)電力交易創(chuàng)造一個良好的市場環(huán)境。

 

因此，增量配網(wǎng)模式下，綜合能源服務商能夠直接實現(xiàn)分布式電源和用戶的關聯(lián)，通過綜合能源商的售電服務完全耦合電能生產(chǎn)端和銷售端。只有實現(xiàn)這種耦合，綜合能源服務商才能根據(jù)用戶的用能需求實現(xiàn)多能互補系統(tǒng)的運行優(yōu)化，降低能源生產(chǎn)成本并提高能源利用效率。

 

終端一體化集成多能互補系統(tǒng)對于我國能源轉(zhuǎn)型具有重要的戰(zhàn)略意義，其運行機制是綜合能源服務商通過用戶用能需求分析，結(jié)合能源生產(chǎn)成本和外部能源交易價格信號，實現(xiàn)整個系統(tǒng)能源生產(chǎn)成本最低、綜合利用效率最高。基于此，能源的生產(chǎn)、傳輸和消費需要建立一種關聯(lián)，而增量配網(wǎng)業(yè)務和售電業(yè)務則為這種關聯(lián)創(chuàng)造了有利的耦合條件。在這種耦合關系下，多能互補系統(tǒng)才能夠根據(jù)用戶的用能需求實現(xiàn)優(yōu)化。因此，增量配電業(yè)務和售電業(yè)務將是終端一體化集成多能互補系統(tǒng)成功實施的關鍵，將助力多能互補系統(tǒng)健康發(fā)展。