中國儲能網(wǎng)訊：智能微電網(wǎng)是實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲一體化的先進(jìn)技術(shù)手段，是支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的重要電網(wǎng)形態(tài)，在提升分布式新能源開發(fā)消納水平、挖掘系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力方面發(fā)揮著重要作用。在“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)引領(lǐng)下，隨著分布式能源和儲能成本逐步下降、電力市場機制不斷完善，智能微電網(wǎng)正迎來重要的發(fā)展機遇。然而，當(dāng)前微電網(wǎng)仍然存在“概念認(rèn)識不統(tǒng)一、建設(shè)應(yīng)用待明確、要素配置難統(tǒng)籌、價格機制需完善”挑戰(zhàn)。本文結(jié)合首個農(nóng)村能源革命試點（蘭考縣）實際工作及智能微電網(wǎng)建設(shè)實踐，分析智能微電網(wǎng)配置及運行原則，提出智能微電網(wǎng)健康有序發(fā)展相關(guān)建議。
一、智能微電網(wǎng)基本情況
國家以促進(jìn)分布式新能源接入消納為出發(fā)點，初步形成了智能微電網(wǎng)規(guī)劃配置技術(shù)要求，支撐引導(dǎo)各地綜合考慮區(qū)域新能源發(fā)展、負(fù)荷消納、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等因素，統(tǒng)籌布局、積極推進(jìn)智能微電網(wǎng)試點示范，探索更加多元的消納方式。
（一）智能微電網(wǎng)大體涵蓋“兩種類型、三類功能、四大場景”
按照與外部電網(wǎng)的連接方式，智能微電網(wǎng)大體可分為獨立型和并網(wǎng)型。獨立型智能微電網(wǎng)不與外部電網(wǎng)互聯(lián)，可獨立實現(xiàn)內(nèi)部電能自發(fā)自用、功率平衡，主要解決“高、海、邊、無”用電問題。并網(wǎng)型智能微電網(wǎng)通常與外部電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行，且具備并離網(wǎng)切換與獨立運行能力。根據(jù)經(jīng)營主體與服務(wù)對象不同，又可分為電網(wǎng)企業(yè)主導(dǎo)型、第三方1主導(dǎo)型和用戶自用型。根據(jù)初步調(diào)研，全國智能微電網(wǎng)并網(wǎng)型占比約65%、獨立型占比約35%。
按照建設(shè)目標(biāo)及功能定位，智能微電網(wǎng)可分為新能源消納型、末端保供型、能效提升型。新能源消納型智能微電網(wǎng)，對內(nèi)通過“源網(wǎng)荷儲”一體化控制實現(xiàn)自律自治，對外作為獨立可控單元參與市場化交易并接受電網(wǎng)調(diào)度，實現(xiàn)對新能源接入電網(wǎng)的有效緩沖，降低系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和備用容量需求。末端保供型智能微電網(wǎng)，在電網(wǎng)末端和延伸困難地區(qū)，就地集成“源網(wǎng)荷儲”要素，具備電力供需自我平衡能力。能效提升型智能微電網(wǎng)，可兼顧提供冷、熱等多種能源，實現(xiàn)多種能源形式的時空匹配融合，有效提高能源綜合利用效率。
按照服務(wù)對象及應(yīng)用場景，智能微電網(wǎng)主要分為村鎮(zhèn)社區(qū)類、偏遠(yuǎn)地區(qū)類、工業(yè)園區(qū)類、商企建筑類，微電網(wǎng)示范項目占比分別為38%、27%、17%、16%，初步形成了有價值的建設(shè)路徑參考。
表 智能微電網(wǎng)類型劃分
（二）智能微電網(wǎng)與多類新型經(jīng)營主體存在界面交叉和應(yīng)用交融
電網(wǎng)企業(yè)主導(dǎo)型智能微電網(wǎng)是公共電網(wǎng)的一個管理和運行單元，第三方主導(dǎo)型是獨立的市場經(jīng)營主體、以項目整體與公共電網(wǎng)互聯(lián)，用戶自用型以用戶身份接入公共電網(wǎng)。與增量配電網(wǎng)相比，若35千伏及以下增量配電網(wǎng)業(yè)主通過建設(shè)分布式新能源、儲能等設(shè)施，整體具備自平衡、自調(diào)節(jié)能力后，相對于大電網(wǎng)而言可視為智能微電網(wǎng)。與源網(wǎng)荷儲一體化相比，根據(jù)《關(guān)于支持電力領(lǐng)域新型經(jīng)營主體創(chuàng)新發(fā)展的指導(dǎo)意見》，在配電環(huán)節(jié)具備相應(yīng)特征的源網(wǎng)荷儲一體化項目可視作智能微電網(wǎng)。與綠電直連項目相比，綠電直連項目未明確儲能配置和調(diào)節(jié)能力要求，基本不具備離網(wǎng)運行能力，與智能微電網(wǎng)有本質(zhì)區(qū)別。與虛擬電廠相比，虛擬電廠側(cè)重需求側(cè)資源組織模式創(chuàng)新，聚合對象為已有資源，沒有固定物理邊界，不改變聚合對象與大電網(wǎng)的物理連接方式，而智能微電網(wǎng)是源網(wǎng)荷儲組成的小型供用電網(wǎng)絡(luò)，強調(diào)物理層面的自平衡、自管理、自調(diào)節(jié)。
二、智能微電網(wǎng)配置及運行分析
智能微電網(wǎng)源荷類型多、時序差異大、機制不完善，導(dǎo)致源荷比例關(guān)系錯綜復(fù)雜、消納模式和交互方式存在較大不確定性、建設(shè)運營經(jīng)濟性欠佳，結(jié)合河南蘭考“一鄉(xiāng)一村一臺區(qū)”智能微電網(wǎng)群示范工程實踐，探索破解“配置缺依據(jù)、運行缺指導(dǎo)、投資難回收”三大難題。
（一）要素合理配置是智能微電網(wǎng)建設(shè)的核心基礎(chǔ)
智能微電網(wǎng)要素優(yōu)化配置將從根本上影響其平衡能力、與外部電網(wǎng)交互特性以及成本收益情況，因此需要按照“以荷定源、源荷定儲”原則，充分考慮源荷特性匹配，在滿足技術(shù)經(jīng)濟性前提下合理配置智能微電網(wǎng)源儲等要素規(guī)模。
面向差異化應(yīng)用場景，智能微電網(wǎng)用戶類型不同、負(fù)荷特性及源荷匹配特性呈現(xiàn)出較大差異，導(dǎo)致對新能源的接納能力及對儲能的需求水平不同。以蘭考“一鄉(xiāng)一村一臺區(qū)”智能微電網(wǎng)群為例，某鄉(xiāng)鎮(zhèn)級微電網(wǎng)負(fù)荷類型以工商業(yè)和居民負(fù)荷為主，春秋季負(fù)荷較為平穩(wěn)、夏冬季呈現(xiàn)明顯晚高峰，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)約3450小時。某村級微電網(wǎng)負(fù)荷類型以居民負(fù)荷為主，春秋季呈現(xiàn)“早晚雙峰”、夏冬季呈現(xiàn)“午晚雙峰”，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)約2000小時。在滿足自平衡能力2且兼具經(jīng)濟性的要求下，某鄉(xiāng)鎮(zhèn)級微電網(wǎng)源荷比3范圍為1.4～4.8，其中光伏、風(fēng)電配比范圍集中分布在1:1～4:1，儲源比?范圍為0.13～1.5；某村級微電網(wǎng)源荷比范圍為0.6～1.0，其中光伏、風(fēng)電配比范圍為2:1～4:1，儲源比范圍為0.4～0.67。
總體來看，一方面，工商業(yè)負(fù)荷與新能源的匹配度好于居民負(fù)荷，適當(dāng)提升微電網(wǎng)內(nèi)工商業(yè)負(fù)荷占比，有助于改善微電網(wǎng)對新能源的接納能力。另一方面，通過適度配置儲能、優(yōu)化儲能策略，可調(diào)節(jié)新能源出力特性、增加新能源配置規(guī)模，但過度配置儲能將出現(xiàn)邊際效應(yīng)，對微電網(wǎng)自平衡能力提升作用呈現(xiàn)“先增后降”態(tài)勢。
（二）系統(tǒng)自治平衡是智能微電網(wǎng)運行的關(guān)鍵約束
智能微電網(wǎng)自治平衡能力受調(diào)控策略因素影響，因此需要按照“就近消納、自給自足”原則，制定多時間尺度運行調(diào)控策略，通過自管理、自調(diào)節(jié)，實現(xiàn)智能微電網(wǎng)與外部電網(wǎng)交換功率及交換電量位于自平衡能力合理區(qū)間。
季度層面，由于微電網(wǎng)內(nèi)部電源以新能源為主，源荷供需特性存在明顯的季節(jié)性差異，需充分考慮不同季節(jié)微電網(wǎng)運行交互特性，設(shè)定電力電量平衡約束目標(biāo)。春秋季新能源大發(fā)時，可能出現(xiàn)連續(xù)多天新能源發(fā)電量遠(yuǎn)大于本地用電量、微電網(wǎng)向外部電網(wǎng)大量送電，需約束上送電量及上送功率在合理范圍，實現(xiàn)新能源自供電比例最大化。夏冬季大負(fù)荷或極端天氣（暴雨、暴雪等）下，新能源發(fā)電量不足、微電網(wǎng)從外部電網(wǎng)大量取電，需約束下送電量及下送功率在合理范圍，實現(xiàn)新能源本地消納率最大化。以某村級微電網(wǎng)為例，為滿足“與外部電網(wǎng)年交換電量不超過年用電量50%”的國標(biāo)要求，建議春季上送電量不超過總發(fā)電量的33%、新能源自供電比例大于85%，秋季上送電量不超過總發(fā)電量的15%、新能源自供電比例大于65%；夏季下送電量不超過總用電量的45%、新能源本地消納率大于90%，冬季下送電量不超過總用電量的60%、新能源本地消納率大于95%。
日度層面，遵循“需求響應(yīng)提前計劃、儲能V2G實時調(diào)節(jié)、分布式光伏柔（剛）切保底”調(diào)節(jié)思路，充分調(diào)動可調(diào)資源能力。基于日前出力及負(fù)荷預(yù)測，開展需求響應(yīng)邀約?；谌諆?nèi)實時預(yù)測，疊加需求響應(yīng)能力后，實時調(diào)整儲能充放電策略及V2G充放電約束。新能源大發(fā)時刻，若需求響應(yīng)疊加儲能仍無法滿足交互功率約束，則對分布式光伏進(jìn)行柔（剛）性調(diào)節(jié)。
（三）市場運行機制是智能微電網(wǎng)發(fā)展的重要保障
智能微電網(wǎng)市場運行機制是其可持續(xù)發(fā)展的根本保障，因此需要按照“分層分級、靈活互濟”原則，考慮主配微縱向貫通、源網(wǎng)荷儲橫向協(xié)同，優(yōu)化儲能及可調(diào)資源布局，引導(dǎo)多元要素靈活互動，支撐破解“新能源就地消納、微電網(wǎng)經(jīng)濟運行”難題。
以靈活互濟的網(wǎng)架支撐自給自足消納。高壓一次主干網(wǎng)支撐能量的可靠傳送，各網(wǎng)格通過源荷匹配就近消納、互供互濟。打造強簡有序、布局合理的有源配電網(wǎng)一次網(wǎng)架，推動多個網(wǎng)格聚合成特性互補的網(wǎng)格自治群，最大程度實現(xiàn)網(wǎng)格內(nèi)自治、網(wǎng)格間互濟。以智慧可靠的系統(tǒng)支撐自給自足匹配。針對網(wǎng)格內(nèi)中壓饋線量測量不足的問題和新能源高滲透率下新元素調(diào)控、感知新要求，統(tǒng)籌“自平衡、自調(diào)節(jié)、自管理”發(fā)展需求，分別從最小化采集+數(shù)據(jù)推演、網(wǎng)格自治、智能微電網(wǎng)三個方面開展建設(shè)。以協(xié)同創(chuàng)新的機制支撐自給自足響應(yīng)。以微電網(wǎng)和儲能的合理規(guī)建補強電網(wǎng)薄弱區(qū)域，協(xié)同微電網(wǎng)群、分布式儲能支撐區(qū)域電網(wǎng)的經(jīng)濟高效運行。河南省能監(jiān)辦出臺《關(guān)于推進(jìn)蘭考縣域可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源參與電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場交易試點的通知》，為可調(diào)負(fù)荷參與市場化交易提供了明確的交易模式和實施路徑。成立全省首家縣域負(fù)荷管理中心，制定負(fù)荷管理的運行機制，簽約需求響應(yīng)用戶，發(fā)展負(fù)荷聚合商，2023年4月開展電力調(diào)峰輔助服務(wù)交易市場試運行，共同助推縣域能源自給自足響應(yīng)。
三、智能微電網(wǎng)發(fā)展相關(guān)建議
落實國家相關(guān)政策要求，堅持“政府推動、企業(yè)主動、電網(wǎng)互動”的原則，充分發(fā)揮各方能動性和優(yōu)勢，因地制宜，多措并舉，推動智能微電網(wǎng)健康有序發(fā)展。
第一，深化政企聯(lián)動，科學(xué)規(guī)劃建設(shè)智能微電網(wǎng)。一是統(tǒng)一定位標(biāo)準(zhǔn)。強化落實國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，明確微電網(wǎng)的概念定義、范圍界定和技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)一步深化行業(yè)交流，加強宣傳引導(dǎo)，推動社會各方達(dá)成統(tǒng)一認(rèn)識。二是堅持統(tǒng)籌規(guī)劃。將智能微電網(wǎng)納入電網(wǎng)發(fā)展全局，強化智能微電網(wǎng)發(fā)展與各級能源、電力、電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃的銜接，合理確定發(fā)展規(guī)模、建設(shè)布局與時序安排。三是規(guī)范投資建設(shè)。出臺智能微電網(wǎng)項目投資建設(shè)管理辦法，明確源網(wǎng)荷儲各側(cè)投資主體要求、核準(zhǔn)（備案）手續(xù)、供電區(qū)域劃分等內(nèi)容，明晰項目內(nèi)部電源、電網(wǎng)、儲能與負(fù)荷同步建設(shè)、同步投產(chǎn)等要求。
第二，強化運行安全，確保智能微電網(wǎng)友好交互。一是挖掘資源互動潛力。加強智能微電網(wǎng)內(nèi)部源網(wǎng)荷儲各側(cè)資源的統(tǒng)籌管理能力，挖掘調(diào)節(jié)互動潛力，提升自主調(diào)峰、自我調(diào)節(jié)水平，確保安全可靠運行。二是強化安全管控能力。明確智能微電網(wǎng)與配電網(wǎng)之間的安全責(zé)任界面，由運營主體制定運行維護規(guī)程、現(xiàn)場操作規(guī)程、事故預(yù)案及應(yīng)急管理措施、停運檢修計劃等，并定期向電力調(diào)度機構(gòu)報備。三是加強監(jiān)督考核。組織建立智能微電網(wǎng)的監(jiān)測、統(tǒng)計、信息交換和信息公開等體系，健全建設(shè)運行監(jiān)督考核機制，加強對安全運行、公平承擔(dān)社會責(zé)任等方面的考核評估。
第三，創(chuàng)新運行模式，服務(wù)智能微電網(wǎng)降本增效。一是推動新能源開發(fā)企業(yè)收益“反哺”，通過收益分成精準(zhǔn)扶持。支持能源開發(fā)企業(yè)在微電網(wǎng)項目中，集中開發(fā)建設(shè)非自然人戶用分布式光伏，采用全額上網(wǎng)模式獲取收益。優(yōu)化利益分成模式，在給予用戶屋頂租金的基礎(chǔ)上，給予用戶上網(wǎng)售電收益分成。二是創(chuàng)新村企合作模式，通過合同能源管理方式“固定降價”。能源開發(fā)企業(yè)在微電網(wǎng)項目中，集中開發(fā)建設(shè)非自然人戶用分布式光伏，采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”模式獲取收益，通過配儲等方式滿足自發(fā)自用比例要求。由村集體代表用戶與開發(fā)企業(yè)簽署合同能源管理服務(wù)協(xié)議，約定項目用戶自發(fā)自用電量部分電價。
第四，健全體制機制，促進(jìn)智能微電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。一是完善電價政策。推動完善微電網(wǎng)電價機制，自發(fā)自用電量應(yīng)繳納政策性電價交叉補貼、政府性基金及附加，合理制定系統(tǒng)備用費標(biāo)準(zhǔn)，足額補償大電網(wǎng)服務(wù)項目的接網(wǎng)及備用成本，實現(xiàn)社會責(zé)任平等共擔(dān)。二是優(yōu)化電力市場機制。落實市場主體地位，由運營主體統(tǒng)一代理內(nèi)部電源與用戶參與交易，出臺參與電能量市場、輔助服務(wù)市場的實施細(xì)則，明確主體資質(zhì)、準(zhǔn)入條件、交易規(guī)則等，暢通智能微電網(wǎng)收益渠道。三是健全成本疏導(dǎo)機制。建立智能微電網(wǎng)成本疏導(dǎo)機制，電網(wǎng)企業(yè)參與投資部分應(yīng)全額納入有效資產(chǎn)，通過輸配電價予以疏導(dǎo)，確保智能微電網(wǎng)可持續(xù)建設(shè)運行。
1.除電網(wǎng)業(yè)主外的各類主體，包括電網(wǎng)公司產(chǎn)業(yè)單位、發(fā)電企業(yè)、專業(yè)運營商、分布式電源設(shè)備制造商及其他社會資本。
2.自平衡能力=（1-微電網(wǎng)與外部電網(wǎng)年交換電量/微電網(wǎng)年總用電量）×100%。
3.源荷比：新能源額定容量與最大負(fù)荷之比。
4.儲源比：儲能額定功率與新能源額定容量之比，儲能按2小時系統(tǒng)考慮。
