多能互補(bǔ)項(xiàng)目能夠提高能源綜合利用效率,對我國兌現(xiàn)《巴黎協(xié)定》承諾、實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型具有重要戰(zhàn)略意義。但是,由于多能互補(bǔ)項(xiàng)目屬于新生事物,需要不斷探索和完善其運(yùn)行機(jī)制和保障機(jī)制。自23個國家級多能互補(bǔ)項(xiàng)目試點(diǎn)以來,或多或少都困惑于如何實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)及供能優(yōu)化。
近日,《國家能源局關(guān)于河北省多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的復(fù)函》(國能函規(guī)劃[2017]36號)明確強(qiáng)調(diào)了示范工程優(yōu)先納入售電業(yè)務(wù)放開和增量配電業(yè)務(wù)放開,這對于促進(jìn)多能互補(bǔ)項(xiàng)目順利實(shí)施具有重要作用,著實(shí)令人鼓舞。
筆者認(rèn)為,多能互補(bǔ)優(yōu)化的根源在于市場機(jī)制,而增量配電業(yè)務(wù)和售電業(yè)務(wù)將能夠助力終端一體化多能互補(bǔ)系統(tǒng)完善運(yùn)行機(jī)制,促進(jìn)其健康發(fā)展。
多能互補(bǔ)系統(tǒng)通過集成優(yōu)化提升綜合能效
多能互補(bǔ)集成系統(tǒng)一般有兩種模式:一是終端一體化多能互補(bǔ)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(shí)現(xiàn)多能協(xié)同供應(yīng)和能源綜合梯級利用;
二是大型綜合能源基地多能互補(bǔ)系統(tǒng),這類系統(tǒng)利用大型綜合能源基地風(fēng)能、太陽能、水能、煤炭、天然氣等資源組合優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)風(fēng)光水火儲等多能互補(bǔ)系統(tǒng)統(tǒng)一送出。
對于大型綜合能源基地多能互補(bǔ)系統(tǒng),其重點(diǎn)是對電源的送出進(jìn)行互補(bǔ)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(jī)組(例如具有靈活調(diào)節(jié)能力的火電機(jī)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(fēng)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(shí)現(xiàn)輸出功率可控,從而提升電力系統(tǒng)消納風(fēng)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(bǔ)系統(tǒng)的重點(diǎn)是實(shí)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(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)和協(xié)同供應(yīng),為用戶提供高效智能的能源供應(yīng)和相關(guān)增值服務(wù),同時實(shí)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(wù)對終端一體化集成多能互補(bǔ)系統(tǒng)具有重要意義
在終端一體化多能互補(bǔ)系統(tǒng)模式下,將通過綜合能源服務(wù)商實(shí)現(xiàn)面向用戶的冷熱電綜合供能服務(wù)。
關(guān)于終端一體化多能互補(bǔ)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制,筆者認(rèn)為本質(zhì)上是綜合能源服務(wù)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(jī)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(wù)商而言,多能互補(bǔ)系統(tǒng)的優(yōu)化需要基于用戶用能需求,實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)成本最低的目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),能源的生產(chǎn)、傳輸和消費(fèi)需要建立一種關(guān)聯(lián),在這種關(guān)聯(lián)下,只有生產(chǎn)的能源給用戶消費(fèi)了,才能實(shí)現(xiàn)分布式能源的就地利用;也只有用戶消費(fèi)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(fèi)方式,特別是電能的消費(fèi)方式,不能夠和綜合能源服務(wù)商的供能服務(wù)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(wù)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(guān)聯(lián),將解耦能源的消費(fèi)端和生產(chǎn)端,多能互補(bǔ)系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化也將失去一個主要目標(biāo)。
因此,綜合能源服務(wù)商直接面向用戶提供售電服務(wù)是有必要的,可以通過能源的生產(chǎn)端和消費(fèi)端的耦合促進(jìn)多能互補(bǔ)系統(tǒng)的優(yōu)化。
增量配電業(yè)務(wù)是實(shí)現(xiàn)終端一體化集成多能互補(bǔ)系統(tǒng)售電業(yè)務(wù)的主要手段
前文已經(jīng)闡述,為了實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)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(fèi)的關(guān)聯(lián),并且可以通過綜合能源服務(wù)商的售電業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)這種關(guān)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(wù)商不能將這部分電力直接銷售給用戶,那么也無法完全實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)端和消費(fèi)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(guān)鍵。
電能傳輸需要靠電網(wǎng),但是目前的電網(wǎng)機(jī)制下,還沒有成熟的分布式電源面向用戶的交易機(jī)制,因此多能互補(bǔ)系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)各類分布式電源的統(tǒng)一管理和交易。
筆者認(rèn)為,目前有兩種方案可以解決多能互補(bǔ)系統(tǒng)關(guān)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(shí)現(xiàn)分布式電源面向用戶的供電和售電服務(wù),雖然是不錯的多能互補(bǔ)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(yīng)規(guī)模稍大的多能互補(bǔ)系統(tǒng)。
增量配電網(wǎng)模式則提供了具有普遍適應(yīng)性的多能互補(bǔ)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(guān)聯(lián)方式。目前業(yè)內(nèi)較傾向于把增量配網(wǎng)看作獨(dú)立電網(wǎng),而基于這種觀點(diǎn),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(guān)電改文件面向用戶直接交易,也將因?yàn)閷儆?ldquo;網(wǎng)內(nèi)”交易模式免收外部電網(wǎng)的輸配電費(fèi)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(wù)商能夠直接實(shí)現(xiàn)分布式電源和用戶的關(guān)聯(lián),通過綜合能源商的售電服務(wù)完全耦合電能生產(chǎn)端和銷售端。只有實(shí)現(xiàn)這種耦合,綜合能源服務(wù)商才能根據(jù)用戶的用能需求實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)系統(tǒng)的運(yùn)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(bǔ)系統(tǒng)對于我國能源轉(zhuǎn)型具有重要的戰(zhàn)略意義,其運(yùn)行機(jī)制是綜合能源服務(wù)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(shí)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(fèi)需要建立一種關(guān)聯(lián),而增量配網(wǎng)業(yè)務(wù)和售電業(yè)務(wù)則為這種關(guān)聯(lián)創(chuàng)造了有利的耦合條件。在這種耦合關(guān)系下,多能互補(bǔ)系統(tǒng)才能夠根據(jù)用戶的用能需求實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。因此,增量配電業(yè)務(wù)和售電業(yè)務(wù)將是終端一體化集成多能互補(bǔ)系統(tǒng)成功實(shí)施的關(guān)鍵,將助力多能互補(bǔ)系統(tǒng)健康發(fā)展。
近日,《國家能源局關(guān)于河北省多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的復(fù)函》(國能函規(guī)劃[2017]36號)明確強(qiáng)調(diào)了示范工程優(yōu)先納入售電業(yè)務(wù)放開和增量配電業(yè)務(wù)放開,這對于促進(jìn)多能互補(bǔ)項(xiàng)目順利實(shí)施具有重要作用,著實(shí)令人鼓舞。
筆者認(rèn)為,多能互補(bǔ)優(yōu)化的根源在于市場機(jī)制,而增量配電業(yè)務(wù)和售電業(yè)務(wù)將能夠助力終端一體化多能互補(bǔ)系統(tǒng)完善運(yùn)行機(jī)制,促進(jìn)其健康發(fā)展。
多能互補(bǔ)系統(tǒng)通過集成優(yōu)化提升綜合能效
多能互補(bǔ)集成系統(tǒng)一般有兩種模式:一是終端一體化多能互補(bǔ)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(shí)現(xiàn)多能協(xié)同供應(yīng)和能源綜合梯級利用;
二是大型綜合能源基地多能互補(bǔ)系統(tǒng),這類系統(tǒng)利用大型綜合能源基地風(fēng)能、太陽能、水能、煤炭、天然氣等資源組合優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)風(fēng)光水火儲等多能互補(bǔ)系統(tǒng)統(tǒng)一送出。
對于大型綜合能源基地多能互補(bǔ)系統(tǒng),其重點(diǎn)是對電源的送出進(jìn)行互補(bǔ)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(jī)組(例如具有靈活調(diào)節(jié)能力的火電機(jī)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(fēng)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(shí)現(xiàn)輸出功率可控,從而提升電力系統(tǒng)消納風(fēng)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(bǔ)系統(tǒng)的重點(diǎn)是實(shí)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(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)和協(xié)同供應(yīng),為用戶提供高效智能的能源供應(yīng)和相關(guān)增值服務(wù),同時實(shí)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(wù)對終端一體化集成多能互補(bǔ)系統(tǒng)具有重要意義
在終端一體化多能互補(bǔ)系統(tǒng)模式下,將通過綜合能源服務(wù)商實(shí)現(xiàn)面向用戶的冷熱電綜合供能服務(wù)。
關(guān)于終端一體化多能互補(bǔ)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制,筆者認(rèn)為本質(zhì)上是綜合能源服務(wù)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(jī)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(wù)商而言,多能互補(bǔ)系統(tǒng)的優(yōu)化需要基于用戶用能需求,實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)成本最低的目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),能源的生產(chǎn)、傳輸和消費(fèi)需要建立一種關(guān)聯(lián),在這種關(guān)聯(lián)下,只有生產(chǎn)的能源給用戶消費(fèi)了,才能實(shí)現(xiàn)分布式能源的就地利用;也只有用戶消費(fèi)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(fèi)方式,特別是電能的消費(fèi)方式,不能夠和綜合能源服務(wù)商的供能服務(wù)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(wù)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(guān)聯(lián),將解耦能源的消費(fèi)端和生產(chǎn)端,多能互補(bǔ)系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化也將失去一個主要目標(biāo)。
因此,綜合能源服務(wù)商直接面向用戶提供售電服務(wù)是有必要的,可以通過能源的生產(chǎn)端和消費(fèi)端的耦合促進(jìn)多能互補(bǔ)系統(tǒng)的優(yōu)化。
增量配電業(yè)務(wù)是實(shí)現(xiàn)終端一體化集成多能互補(bǔ)系統(tǒng)售電業(yè)務(wù)的主要手段
前文已經(jīng)闡述,為了實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)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(fèi)的關(guān)聯(lián),并且可以通過綜合能源服務(wù)商的售電業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)這種關(guān)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(wù)商不能將這部分電力直接銷售給用戶,那么也無法完全實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)端和消費(fèi)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(guān)鍵。
電能傳輸需要靠電網(wǎng),但是目前的電網(wǎng)機(jī)制下,還沒有成熟的分布式電源面向用戶的交易機(jī)制,因此多能互補(bǔ)系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)各類分布式電源的統(tǒng)一管理和交易。
筆者認(rèn)為,目前有兩種方案可以解決多能互補(bǔ)系統(tǒng)關(guān)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(shí)現(xiàn)分布式電源面向用戶的供電和售電服務(wù),雖然是不錯的多能互補(bǔ)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(yīng)規(guī)模稍大的多能互補(bǔ)系統(tǒng)。
增量配電網(wǎng)模式則提供了具有普遍適應(yīng)性的多能互補(bǔ)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(guān)聯(lián)方式。目前業(yè)內(nèi)較傾向于把增量配網(wǎng)看作獨(dú)立電網(wǎng),而基于這種觀點(diǎn),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(guān)電改文件面向用戶直接交易,也將因?yàn)閷儆?ldquo;網(wǎng)內(nèi)”交易模式免收外部電網(wǎng)的輸配電費(fèi)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(wù)商能夠直接實(shí)現(xiàn)分布式電源和用戶的關(guān)聯(lián),通過綜合能源商的售電服務(wù)完全耦合電能生產(chǎn)端和銷售端。只有實(shí)現(xiàn)這種耦合,綜合能源服務(wù)商才能根據(jù)用戶的用能需求實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)系統(tǒng)的運(yùn)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(bǔ)系統(tǒng)對于我國能源轉(zhuǎn)型具有重要的戰(zhàn)略意義,其運(yùn)行機(jī)制是綜合能源服務(wù)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(shí)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(fèi)需要建立一種關(guān)聯(lián),而增量配網(wǎng)業(yè)務(wù)和售電業(yè)務(wù)則為這種關(guān)聯(lián)創(chuàng)造了有利的耦合條件。在這種耦合關(guān)系下,多能互補(bǔ)系統(tǒng)才能夠根據(jù)用戶的用能需求實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。因此,增量配電業(yè)務(wù)和售電業(yè)務(wù)將是終端一體化集成多能互補(bǔ)系統(tǒng)成功實(shí)施的關(guān)鍵,將助力多能互補(bǔ)系統(tǒng)健康發(fā)展。