屬于新能源時代的電網(wǎng)應(yīng)該長什么樣?

2021年3月，中央財經(jīng)委員會第九次會議上首次提出“新型電力系統(tǒng)”的概念，明確指出要“深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”。電力系統(tǒng)也由此迎來了全面轉(zhuǎn)型升級的重大歷史機遇。

新型電力系統(tǒng)，“新”在大量新能源的接入，這個看似簡單的轉(zhuǎn)變對于電網(wǎng)的要求是系統(tǒng)性的，包含電網(wǎng)形態(tài)、負荷特性、技術(shù)基礎(chǔ)、運行特性等方方面面。

要構(gòu)建這樣開放的復雜系統(tǒng)，破解能源電力安全、綠色、經(jīng)濟“不可能三角”，無疑將是一項長期的系統(tǒng)性工程，亟須凝聚行業(yè)內(nèi)外、產(chǎn)業(yè)鏈上下游各方力量，明確路徑、統(tǒng)籌推進、協(xié)同發(fā)力。

在此大背景下，施耐德電氣聯(lián)合《36碳》開啟了“走進 · 綠色先行者” 系列開放日活動。該活動通過對 “源、網(wǎng)、荷、儲”不同領(lǐng)域的綠色先鋒企業(yè)、園區(qū)、工廠、院校的實地走訪與深入交流，邀請專家、企業(yè)代表共同探討在雙碳和新型電力系統(tǒng)建設(shè)語境下，能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線、前沿趨勢與發(fā)展機遇、技術(shù)落地與實踐進展等，期以綿薄之力賦能新型電力系統(tǒng)加速建設(shè)與發(fā)展。

在新型電力系統(tǒng)的建設(shè)過程中，微網(wǎng)和綜合能源管理的協(xié)同發(fā)展為提升新能源的消納水平發(fā)揮著重要作用。10月9日，首期“走進綠色先行者”開放日活動來到清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院，并圍繞“微電網(wǎng)與綜合能源管理”這一主題，就如何幫助用戶從傳統(tǒng)能源消費向新能源多能融合、實現(xiàn)產(chǎn)消一體轉(zhuǎn)型，最終賦能新型電力系統(tǒng)建設(shè)展開深度探討。

參與對話的嘉賓和主持人分別是：

內(nèi)蒙古電力集團經(jīng)濟技術(shù)研究有限責任公司董事長 趙晨旭教授

清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院新能源電力系統(tǒng)分析與優(yōu)化研究所主管 王湘博士

太湖新城集團新城能源公司副總經(jīng)理 黃莉
 

施耐德電氣綜能微網(wǎng)業(yè)務(wù)負責人 黃弘揚

36碳資深作者 王方玉

本次對話主要內(nèi)容整理如下：

“走進·綠色先行者”圓桌對話 之 趨勢變化

主持人：伴隨新型電力系統(tǒng)建設(shè)的不斷推進，電網(wǎng)將呈現(xiàn)哪些變革?在未來的新型電力系統(tǒng)當中，微電網(wǎng)與綜合能源管理處于什么樣的位置?

趙晨旭：站在前十年，電網(wǎng)領(lǐng)域的設(shè)備基本都是固定的，沒有很大的變化，也沒有商業(yè)機會;在新型電力系統(tǒng)建設(shè)的背景下，伴隨不確定因素增多，風能、光伏和儲能等電源隨時可以進入電網(wǎng)，對于電網(wǎng)系統(tǒng)、設(shè)備的可靠性、耐受性提出了挑戰(zhàn)，但背后也帶來更大的機遇。作為一個電網(wǎng)人，我內(nèi)心既擔心又歡喜，歡喜的是更多主體參與電力系統(tǒng)建設(shè)，電網(wǎng)可以減少投資，擔心的就是在安全上的挑戰(zhàn)。

構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，要求電網(wǎng)從傳統(tǒng)單向輸電模式轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向互動模式，在實現(xiàn)高度智能化的同時，加強與其它能源系統(tǒng)的互聯(lián)互通。需求側(cè)企業(yè)亟需加大對新能源的投資與利用，積極與電網(wǎng)深度合作，利用電網(wǎng)資源降低運營成本、提高服務(wù)質(zhì)量，借助電網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢實現(xiàn)企業(yè)智能化升級。在此過程中，電網(wǎng)側(cè)進行有效“統(tǒng)籌協(xié)同”，消費側(cè)推進“綜合能源管理”成為兩大攻堅重點。

而微電網(wǎng)作為支撐分布式能源發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，為用戶提供多元化綠色能源供給，并作為有力補充，緩解傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的諸多不足;綜合能源管理成為能源節(jié)約和減排的重要手段，助力企業(yè)實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。這需要更多企業(yè)參與進來，在打造經(jīng)濟、安全的電網(wǎng)的同時，重構(gòu)商業(yè)模式，實現(xiàn)減碳、清潔與商業(yè)效益的同步。

主持人：現(xiàn)在微電網(wǎng)和綜合能源管理的推廣還處于一個試驗示范階段，還沒有廣泛應(yīng)用，這背后的原因是什么?面臨著哪些發(fā)展的阻礙?

王湘：我們國家在電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上投入非常大，有著堅強的電網(wǎng)。在今天我們大規(guī)模的新能源建設(shè)，尤其是分布式新能源發(fā)展的背景下，微電網(wǎng)的需求不斷增多，并迎來快速發(fā)展期。比如農(nóng)村地區(qū)分布式光伏和整縣光伏的推進，其本質(zhì)上是形成了一個微電網(wǎng)，農(nóng)村地區(qū)發(fā)展微電網(wǎng)還可以解決一些末端電網(wǎng)供電上的低電壓和可靠性問題。

目前，制約微電網(wǎng)發(fā)展的因素，一是微電網(wǎng)建設(shè)的產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善，二是在規(guī)劃方面也沒有形成一種規(guī)劃的范式標準。所以未來在微電網(wǎng)和綜合能源管理的建設(shè)上，可能需要根據(jù)各個地區(qū)不同的需求和相應(yīng)的資源稟賦，去打造一些示范性工程項目。通過示范性工程項目，形成一些行業(yè)的共識，在這個過程當中培養(yǎng)出一些引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的人才，多管齊下，逐步推動微電網(wǎng)的發(fā)展。

“走進·綠色先行者”圓桌對話 之 實踐探索

主持人：施耐德電氣深耕電網(wǎng)領(lǐng)域，在國內(nèi)外市場都有著豐富的實踐經(jīng)驗，如何看待當前微電網(wǎng)和綜合能源管理面臨的技術(shù)難題?施耐德電氣在微電網(wǎng)技術(shù)方面做了哪些布局?

黃弘揚：在實際業(yè)務(wù)中，我們發(fā)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)將帶來很多變化。從用戶的角度來看，隨著用戶端新能源比例的提高，源網(wǎng)荷儲等電網(wǎng)各個元素隨之增多，對用戶端形成一系列挑戰(zhàn)，其最核心的，一是安全，二是經(jīng)濟性或者說效率。以前用戶并不需要考慮安全性的問題，更多是電網(wǎng)和設(shè)計院來負責整套系統(tǒng)，但在微電網(wǎng)場景里，在一個源網(wǎng)荷儲的多元系統(tǒng)中，除了設(shè)備安全，系統(tǒng)安全，還有很多全局安全和匹配性的問題需要考慮。我們看到一些客戶在實踐中，多個子系統(tǒng)之間的權(quán)責不清晰，背后就會有安全的隱患。所以我們強調(diào)，要從系統(tǒng)層面看微網(wǎng)或者綜合能源管理的應(yīng)用。

面對新能源接入帶來的諸多不確定性，數(shù)字化創(chuàng)新則成為推動變革的核心動力。比如，整個配電結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后，需要通過數(shù)字孿生與仿真模擬，去重新匹配其安全性，再比如，很多用戶配備了光儲充風等新能源設(shè)施，該如何保證安全和協(xié)調(diào)運行也是個問題。我們在開展業(yè)務(wù)中接到很多這種來自客戶的咨詢需求。

效率方面，可挖掘的地方就更多了。因為隨著用戶側(cè)“源網(wǎng)荷儲數(shù)碳”等元素的復雜交織，互相之間的協(xié)調(diào)和配合就需要進行充分的考慮和精細化、一體化管理。再結(jié)合用戶場景的區(qū)別有針對性管理，例如，建筑和工廠場景的需求可能就是完全不一樣的。泛建筑場景的能耗主要來自于暖通，如何把暖通作為一個柔性空間融入整個建筑的源網(wǎng)荷儲就很關(guān)鍵;在工廠里，還要區(qū)分不同的工藝，這里面存在很大的優(yōu)化空間。所以新型電力系統(tǒng)不只是電力系統(tǒng)問題，更重要對用戶的使用場景有深入了解，站在用戶角度考慮，我們發(fā)現(xiàn)用戶面臨很多類似的新問題，這需要用我們更多的時間積累，用數(shù)字化的技術(shù)結(jié)合場景來滿足用戶的新需求。

主持人：太湖新城集團在城市建設(shè)方面打造了很多綠色、低碳、宜居的標桿案例，在推進能源綠色低碳轉(zhuǎn)型過程中積累了豐富的經(jīng)驗，而新城能源又是新城集團旗下唯一的能源管理平臺，如何看待當前的能源綠色低碳發(fā)展趨勢以及微電網(wǎng)發(fā)展?企業(yè)需要采取哪些行動?

黃莉：能源綠色化、低碳化應(yīng)該說是目前我國能源轉(zhuǎn)型及全球發(fā)展的大趨勢。無論是國家戰(zhàn)略層面，還是各方需求層面，要實現(xiàn)“雙碳”的更快落地，微網(wǎng)是其中關(guān)鍵一環(huán)。太湖新城集團新城能源公司成立兩年，聚焦零碳技術(shù)、低碳手段，在全國范圍內(nèi)落地八大項目，涉及到新型電力系統(tǒng)站網(wǎng)互動示范中心、企業(yè)綜合能源站、零碳場館、商超充電站等多元化場景。通過頂層設(shè)計先行，與用戶共同策劃，站在用戶角度規(guī)劃、開發(fā)與整體建設(shè)，真正實現(xiàn)為用戶提供能源綜合管理服務(wù)。

“走進·綠色先行者”圓桌對話 之 場景落地

主持人：微電網(wǎng)與綜能管理的應(yīng)用場景有很多，據(jù)您了解，微電網(wǎng)與綜能管理在具體場景中落地情況如何?是否面臨一些挑戰(zhàn)?

趙晨旭： 首先，微電網(wǎng)肯定是一個盈利模式，未來也是個趨勢。簡單而言，微電網(wǎng)就是將過去的光、風、氫、儲、充電樁等各個點連成一個面，隨時可以調(diào)度或者公用。電網(wǎng)缺電的時候，就輔助返送給電網(wǎng)，保證可靠運行。

但我也觀察到，微電網(wǎng)實際落地應(yīng)用挑戰(zhàn)比較大。我們之前有一個園區(qū)運行案例，投資和規(guī)劃設(shè)計都很順利，但運行到第三年的時候就開始出問題。一個是電價的問題，掙不到錢，二是維護成本比較大，起初運行良好，后期負荷上來了，設(shè)備也到了該維修的時候，出現(xiàn)如跳閘等故障，沒有專業(yè)的維修團隊來維護。最后園區(qū)運作困難，還是要找到供電單位來處理，導致最后維護成本上漲。這個案例未來也會碰到安全性的問題，一旦出現(xiàn)大的安全風險，以其現(xiàn)有能力是處理不了的。

為應(yīng)對以上問題與挑戰(zhàn)，人才、制度、體系、標準都很關(guān)鍵。電網(wǎng)有相應(yīng)的標準，但綜能和微電網(wǎng)這塊的標準還不很完善，出現(xiàn)問題如何解決，怎么規(guī)劃，現(xiàn)在都相對空白，一些研究的結(jié)果也有待進一步落地。

主持人： 在場景實踐上，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有哪些探索和發(fā)現(xiàn)?

王湘：推動微網(wǎng)綜能在單一業(yè)務(wù)產(chǎn)業(yè)園與多元化業(yè)務(wù)產(chǎn)業(yè)園的差異化應(yīng)用，實現(xiàn)典型場景的應(yīng)用探索，才能真正實現(xiàn)微網(wǎng)綜能的場景化應(yīng)用。在四川的農(nóng)村地區(qū)也針對性地開展微電網(wǎng)相關(guān)研究?？紤]到農(nóng)村地區(qū)的資源稟賦，利用當?shù)厣i養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢料、糞便等作為生物質(zhì)燃料來發(fā)電，構(gòu)建農(nóng)村微能源網(wǎng)，提升當?shù)氐墓╇娰|(zhì)量。同時，微電網(wǎng)的構(gòu)建還為本地創(chuàng)造了新的就業(yè)機會。

同樣的，在推動微網(wǎng)、綜合能源應(yīng)用的體系下，特別在工業(yè)園區(qū)場景應(yīng)用，也應(yīng)該因地制宜，充分利用當?shù)胤A賦。因為不同的工業(yè)園區(qū)可能產(chǎn)業(yè)不同，電力負荷的特征也不同，不同產(chǎn)業(yè)鏈在電力負荷上可能是有一些耦合或者互補的關(guān)系，在做這種典型場景微網(wǎng)或者綜合能源系統(tǒng)的時候，還要把這類因素綜合考慮進來。

主持人： 新城能源在踐行綠色低碳發(fā)展過程中，有哪些經(jīng)驗可以給大家分享一下?

黃莉：新城能源的定位是新能源的整體運營管理商，負責全過程、或者說全生命周期的整體規(guī)劃。我們主要聚焦零碳技術(shù)、低碳企業(yè)、近零碳園區(qū)的一些建設(shè)，落地的場景還是比較多的，包含了綜合能源站、商超充電站、零碳場館、分布式光伏電站、重卡換電站等。比如，無錫首座零碳場館——太湖博覽中心、無錫首座垃圾集運中心的分布式光伏電站、華東區(qū)域規(guī)模最大的商超充電站等都是我們的示范案例。

微網(wǎng)和綜能管理是一個非常新的東西，而且處于不斷的變化中。我們在給業(yè)主做前期能源規(guī)劃的時候，會保證頂層設(shè)計在最前沿。同時在整體規(guī)劃的時候，站在業(yè)主的角度考慮，不管是開發(fā)、建設(shè)還是整體運營，做到系統(tǒng)化、長周期的規(guī)劃和安排，這樣才能盡善盡美。秉承“專業(yè)的事情要找專業(yè)的人”的理念和做法，新城能源期待與生態(tài)伙伴一起合作共贏。

主持人：施耐德電氣在推進微網(wǎng)建設(shè)和能源落地的場景層面，有哪些觀察，進行了哪些實踐?

黃弘揚：因為場景比較新，綜能和微電網(wǎng)的潛在挑戰(zhàn)很多。我們在實踐當中遇到過非常多復雜的場景和案例。我們經(jīng)常看到，在綜合微網(wǎng)的建設(shè)過程中，不同資產(chǎn)歸屬于不同主體，協(xié)調(diào)和溝通難度大。此外，由于綜能和微電網(wǎng)還處于一個早期的快速生長階段，市場上缺乏懂多科目和擁有整體規(guī)劃能力的專家，所以在項目規(guī)劃階段就需要擁有專業(yè)能力和項目經(jīng)驗的幫手參與其中，能進行統(tǒng)一的規(guī)劃和管理，這一點我覺得非常重要。

與此同時，我們看到當前的大量項目，其實是以經(jīng)濟利益為驅(qū)動下的元素加法，并沒有起到“1+1大于2”的效果。這就造成運維管理的難度很大，給用戶也帶來了很多麻煩，甚至經(jīng)濟損失。通過施耐德電氣比較精細化的管理介入之后，就可以讓其收益放大。

其實，當我們真正地站在用戶的角度，并不是安裝了設(shè)備和系統(tǒng)就結(jié)束了，更關(guān)鍵的是如何把系統(tǒng)綜合利用起來。這背后就需要數(shù)字化技術(shù)的支撐，技術(shù)在綜能和微網(wǎng)場景里面的重要程度進一步放大。我們認為當前整個微網(wǎng)場景里面有很大的優(yōu)化空間。

微電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)中，數(shù)字化是提升安全性和經(jīng)濟性問題的重要手段。比如剛才提到的運維問題的處理、靈活電價的適配調(diào)度與優(yōu)化，通過數(shù)字化的方式還可以進行歷史追蹤、分析、預(yù)測、調(diào)優(yōu)。再比如說虛擬電廠中，光伏、儲能、充電樁、暖通等元素的協(xié)調(diào)管理，以及具體應(yīng)用當中各主體之間的協(xié)調(diào)，這對整個系統(tǒng)的要求會比較高，如果不通過數(shù)字化的手段很難處理，所以施耐德電氣高度重視數(shù)字化應(yīng)用。

技術(shù)做精做細后，一方面是有盈利空間可以挖掘，另一方面也可以提升管理效率、運營效率等。隨著行業(yè)發(fā)展越來越成熟，我相信都會意識到數(shù)字化技術(shù)的重要性，也能越來越多地挖掘出微電網(wǎng)系統(tǒng)的潛力，進而最終促成整個生態(tài)的繁榮。

“走進·綠色先行者”圓桌對話 之 前景展望

主持人：針對微電網(wǎng)和綜合能源管理的發(fā)展前景，有請各位嘉賓為大家送出一句話的寄語或者總結(jié)。

趙晨旭：選擇大于努力，越是在不確定的時代，就越要做出正確的選擇。今天，我們選擇微網(wǎng)和綜合能源這一賽道，一定是看準了整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，相信未來會創(chuàng)造更大的價值。

王湘：在新型能源體系建設(shè)的過程當中，我們既要著眼于大的清潔能源基地和特高壓輸電的局面，同時也要看到分布式的清潔能源的微網(wǎng)和綜合能源的發(fā)展前景。相信綜合能源和微電網(wǎng)這個行業(yè)有很大發(fā)展?jié)摿?，這是我們建設(shè)新型能源體系兩條腿當中重要的一條大腿。

黃莉：科技賦能企業(yè)，綠色引領(lǐng)未來，低碳能源大有可為。

黃弘揚：在綜合能源這個領(lǐng)域，我們想強調(diào)OT+IT，即數(shù)字化技術(shù)手段與場景的真正融合，這是建設(shè)微網(wǎng)和綜合能源的有利武器。施耐德電氣將繼續(xù)秉承在能源管理和自動化領(lǐng)域的初心，繼續(xù)推動整個新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，同時為更多企業(yè)的“碳中和”之路持續(xù)賦能。

要實現(xiàn)雙碳目標，能源是主戰(zhàn)場，電力是主陣地，而微電網(wǎng)和綜合能源管理是建設(shè)新型能源體系兩條腿當中重要的一條大腿。 對于微電網(wǎng)和綜合能源管理這一充滿潛力的新興市場，資深專家與實踐先鋒們滿懷信心，發(fā)出了市場最強音。

在新型電力系統(tǒng)發(fā)展日新月異的當下，微電網(wǎng)和綜合能源管理的重要性不斷提升，展現(xiàn)出了巨大的成長潛力。讓我們共同期待中國的新型電力系統(tǒng)和微電網(wǎng)事業(yè)能夠發(fā)展的更穩(wěn)更快，生長出更繁榮的生態(tài)，為“雙碳”目標貢獻更大力量。