隨著我國能源轉型的逐步加快，全球氣候政策的逐步收緊，可再生能源技術成本的不斷下降，超大規模電力系統的弊端也日漸顯現。微能源網（簡稱“微網”）以綠色、低碳、高效的特點，同時滿足電力用戶日益多樣化的用能需求，成為未來能源利用不可或缺的一種重要方式。
我國的微網發展尚處於起始階段，仍存在諸多問題，在相關領域急需做進一步發展研究，究竟能源市場化價格、基礎設施放開、轉供電服務、新舊利益主體資源再分配等改革“通病”對微網會產生什麼影響？用戶、服務商、供應商多方利益分配的有效模式應該如何構建？微網、儲能、綜合能源服務協同又將產生什麼樣的巨大價值？近日，本刊記者就相關問題採訪了積成電子股份有限公司副總經理、積成能源有限公司總經理馮東。
微網不能簡單理解為微電網
我國目前正處於能源轉型的關鍵階段，可再生能源開發規模不斷擴大，裝機佔比持續提高，但由於可再生能源消納市場不足，外送通道不暢等因素，電力供大於求的矛盾日益突出，可再生能源出力受限，棄水、棄風、棄光現象嚴重，如何保證消納成為目前可再生能源發展亟待解決的難題。
同時，能源資源分佈的極不合理，也給能源消納帶來了重大難題。我國能源主要分佈在西部，負荷中心卻在東部。以電為例，煤炭基地在內蒙古、山西、甘肅、新疆，水電資源在西南、瀾滄江、長江上游、雅魯藏布江、三峽，負荷中心在東部。能源資源分佈的極不合理造成了“北煤南運”、“西能東送”的一個格局。而且從區域電網結構考慮，每一個區域電網基本上也是“西能東送”，或者“西電東送”的佈局。在這種背景下，具有安全、清潔、利用效率高等優勢的分佈式能源日益受到重視、發展潛力巨大。
如何滿足分佈式能源對可靠性的要求以及對各種電力服務的要求？近年來探索出了一種新的分佈式能源組織方式和結構——微網。
微網是一種新型網絡結構，由各種分佈式電源、儲能電源、負荷以及監控、保護裝置組成。包含了分佈式光伏、分散式風電、小型燃氣輪機和蓄電池等微型電源形式的各種電源，還配備了能量管理系統，通過數據採集並連接到能量管理系統，可解決電壓控制、潮流控制、保護控制等一系列問題。在微電網中有各種不同類型的負荷，需要採取不同的能源供應策略，並可同時滿足用戶對電能質量和供電安全等的要求。
微網依其靈活的配置結構和方便的運行方式，在近年來得到廣泛應用。它能在提高電力系統安全性和可靠性的同時，提高用戶的供電質量和電網服務水平，促進可再生能源分佈式發電的應用。
記者在採訪中瞭解到，微網和傳統大電網的最主要區別是，微網可以對分佈式能源進行就地消納、就地平衡，同時也可以和大電網進行能量交換。
馮東表示，微網不僅涉及到電能的生產與供應，同時還涉及供冷、供熱和供汽等多種能源供給，因此微網不能簡單地理解為微電網，而是微能源網。微網是分佈式能源接入的有效方案，是人們利用新能源的一種重要途徑，也是滿足用戶用能個性化需求和提高供能可靠性的關鍵。而微網的市場因投資者背景不同，定位也應有所不同，但整體上需要在市場化的競爭和政策支持上找到平衡點，這樣才能更有力地發掘目前政策主導下的市場潛力。我國微網項目目前還處在示範階段，很多技術性問題還需要做進一步研究，市場化進程步子還在緩緩邁開。
技術不成熟和政策缺失是主要瓶頸
記者在採訪中瞭解到，微網的關鍵技術主要集中在五個方面：第一是分佈式多能互補技術。微網的容量現在還沒有一個完整的界定，從幾十千瓦到幾十兆瓦，所以運行方式要靈活，分佈式電源要保證及時性和環保性；第二是控制保護技術。由於微網分佈式電源在用戶側，所以過去傳統的控制和保護技術有一些不適應微網發展運行的情況；第三是微網的儲能技術。隨著國內儲能成本的逐漸降低，儲能對分佈式可再生能源平抑波動性，在峰谷差的調節過程中發揮了很重要的作用，目前儲能之所以沒有被廣泛應用，主要是經濟性能低。隨著儲能成本的下降以及儲能技術不斷的成熟，對平抑可再生能源波動性，提高經濟性、靈活性，會發揮很重要的作用，這是其中的一項關鍵技術；第四是微網的能量管理技術。如何管理分佈式能源，如何管理微網中的各類負荷調節，好的協調運行很重要，這是能量管理很重要的作用；第五，當多個微網之間形成微網群的時候，如何進行協調和控制？這也是微網當中的一項關鍵技術。
微網的發展是電力市場化改革的產物，馮東認為，目前，微網接入主網以及微網內部設備成本較高，部分設備技術尚未達到商用水平（比如制氫設備、燃料電池等）、能源價格偏高、微網運維複雜、投資回報率低等問題，都在成為阻礙微網快速、健康發展的重要因素。
2017年7月24日，國家發展改革委、國家能源局印發了《推進併網型微電網建設試行辦法》，鼓勵各地政府對微電網發展給予配套政策支持。這份文件對促進能源小型化、清潔化發展具有重要意義，在推進能源供給側結構性改革，促進並規範微電網健康發展，引導分佈式電源和可再生能源就地消納，建立多元融合、供需互動、高效配置的能源生產與消費模式，推動清潔低碳、安全高效的現代能源體系建設具有重要的借鑑意義。
儘管微網可以實現分佈式能源的就地消納轉換，減少長距離輸電帶來的損失，提高供電的可靠性，但由於受制於增量配電改革、售電側改革，以及電力市場化改革的推進進程，市場條件和相應政策仍顯不足，“隔牆售電”依然停留在“幼稚期”。
馮東告訴記者，目前，政策上還不支持能源的“跨牆交易”，即微網與微網外用戶無法進行直接交易，並且終端用能市場尚未開放，這些都成為限制微網發展的瓶頸。
從目前發展的情況來看，作為大電網的有益補充，微網同時也存在著從大電網購電或餘電上網的需求，無論是與大電網進行電能交換，或是微網與其外部的“隔牆售電”交易，目前的交易和電價機制均不能滿足微網發展的需要，仍需制定或調整相應的電價機制來規範微網的售電交易，包括實時電價機制、跨區交易電價機制、輔助服務電價機制等。同時，在能源交易中，售電側改革同樣影響微網的經營模式，放開售電對微網發展起到非常重要的促進作用。
只有政策機制方面的系列問題徹底解決了，諸如出臺實時電價機制、微網參與電力交易機制、微網參與輔助服務、需求側管理等的價格機制和對微網融資、稅收的支持政策，以及碳排、綠證等能源衍生品政策的真正落地，我國的微網才能真正的大規模、迅速發展起來。
儲能是硬件支持也是軟件支撐
經過近5年的快速發展，我國儲能技術正從小容量小規模的研究與示範向大容量規模化應用發展。儲能，作為一個新興產業正在崛起。儲能技術改變了電力工業即發即用的傳統模式，使電力系統由原來的一組發電側變量和一組用電側變量組成的兩組時刻保持平衡的簡單系統變為三組變量平衡系統，從而使電力系統的平衡關係變得多樣化，可選擇控制、可最優化。儲能技術因而成為未來能源結構轉變和電力生產消費方式變革的戰略性支撐。當前，儲能在我國電力系統的細分領域應用，主要包括可再生能源接入儲能、電網調峰/調頻儲能、配電側分佈式儲能和用戶側分佈式微網儲能，儲能在這些領域的應用具有直接和間接經濟價值。
儲能是電力系統“採—發—輸—配—用—儲”的重要組成部分，是構建新能源微電網的基礎。
如今，儲能技術已成為微網的核心技術之一，作為微網的重要單元，在微網發展中，既是物理形式的硬件支持，也是促進盈利的軟件支撐。然而，由於核心技術、製造成本等因素仍未取得有效突破，加之電價機制和市場化政策仍未對儲能產業發展產生利好，其商業模式仍處於單一峰谷差套利以及其他應用模式的“試錯”階段，對於微網發展的助力作用仍顯薄弱。馮東指出，目前，我國儲能技術除了在電池成本和壽命方面受到制約外，其商業模式也還停留在“吃電價差”的形式上。在作為獨立的市場主體進入競爭性電力市場中，儲能在參與輔助服務的價格機制上的缺失，以及電力調度在電網的不中立，都對其發展造成了影響。需儘快落實促進儲能產業發展的政策及價格機制，使其對微網的發展帶來穩定有效的推動作用。
用戶優先， 微網或成下一個“藍海”
2011 年8 月，國網電科院微電網技術體系研究項目通過驗收。該項目首次提出了我國微電網技術體系。截至目前，我國已經建設了一批微電網示範工程，這些微電網示範工程大致可以分為三類，邊遠地區微電網、海島微電網和城市微電網。
邊遠地區人口密度低、傳統電網建設成本高、風光資源豐富，微網是解決當地供電問題的好方法。這些示範工程主要集中在西北部地區，如西藏阿里地區獅泉河微電網、西藏那曲地區丁俄崩貢寺微電網，以及內蒙古呼倫貝爾市陳巴爾虎旗微電網。
我國擁有大量的海島，許多島上有居民居住，他們大多依靠柴油發電，但柴油發電供給時間有限，且運輸成本高。這些海島同樣擁有大量的可再生能源，通過建設分佈式微網，能夠解決其缺電問題。這些示範工程大多集中在東南沿海，如廣東珠海市東澳島兆瓦級智能微電網，浙江東福山島微電網以及海南三沙市永興島微電網等。其中，珠海東澳島微電網項目的建成，解決了島上長期以來的缺電問題，最大限度地利用了豐富的太陽能和風力資源，減少了柴油發電，使得其可再生能源發電比例由原來的30%上升到70%。
我國中東部城市並不像邊遠地區以及海島一樣缺乏能源，因而其城市微網示範工程主要是試驗，為今後微網建設提供經驗。這些重點示範目標包括集成可再生分佈式能源、提供高質量及多樣性的供電可靠性服務以及冷熱電綜合利用等。這些示範工程有天津生態城二號能源站綜合微電網、江蘇南京供電公司微電網以及河北承德市生態鄉村微電網等。
無論是在離岸的海島、偏遠的邊疆無人地區，亦或是在人群密集的都市樓宇、社區、工廠，人們越來越多地看到分佈式能源應用的場景。記者在採訪中獲悉，過去5年，光伏發電的度電成本下降了50%以上，儲能成本下降50%以上，這兩項微網建設最重要的成本快速下降的趨勢仍在持續中，預示著微網的時代正在一步步臨近。
馮東告訴記者，目前，我國微網的商業模式主要包括BOT、BOO、合同能源管理、PPP、BT、EPC等。在當前的政策下，應當如何挖掘微網的盈利空間？馮東認為，一是通過滿足用戶個性化的多種能源需求，提升能源附加值，向綜合能源服務要效益；二是通過提升能源服務水平（增值服務等）要效益；三是通過共享經濟，降低運維成本。
據瞭解，微網的經濟效益主要表現於多樣化電能供給的可靠、安全、優質以及能源的高效利用等方面。目前主要研究集中在經濟性設計和微電網運行的最優化。此外，從電能供應的角度來看，微網範圍內包括髮、配、售三個環節，在發電側，微網主要以新能源和多能互補為主要支撐，在“531新政”出臺以後，無論光伏和風電未來都會以平價上網的姿態融入系統，所以，新能源的補貼機制變化對當前微網的盈利模式也會產生影響。
隨著太陽能發電和儲能等分佈式能源領域的實質性進展，以及物聯網環境為微網的發展創造的全新協作和優化能力，微網正在成為推動能源轉型的催化劑，並有望在政策支持下迎來新的增長。在中國，微網正在進入新的增長期，也將日漸成為越來越多的市場主體進入電力世界的途徑。
閱讀更多 泛能網 的文章
