深度丨如何实现园区微网的商业运营和投资回报？

2018-03-15 14:14:41 电网技术　点击量：评论 (0)

摘要园区微网是多能互补、能源互联网等能源新业态的重要落地点。但是目前我国微网运营缺乏成熟的运营模式和合理的投资回报途径。立足于我国

2 微网运营一体化和投资多元化

目前我国已投资建设大量微网项目,其中大部分微网“源-网-荷-储”各环节能源设施由单一主体投资建设运营。但是分布式能源、传输网络、储能等能源设施投资规模大,缺乏合理投资回报模式,微网项目主体将承担较大投资风险。因此,本文提出微网运营一体化和投资多元化的模式框架。

2.1 运营主体一体化

能源的供需实时平衡、规模经济性决定微网运营主体应当唯一。

微网一体化运营主体(简称微网运营主体)可视为特殊目的公司(special purpose vehicle,SPV),公司股东由微网多元化投资主体和社会资本组成。社会资本可与地方政府开展资本合作(public-private-partnership,PPP),以特许经营权的方式建设并运营微网项目。微网采取一体化运营,但是风险不再由单一主体承担,微网运营主体的股权多元化将实现风险共担和收益共享。

微网运营主体一体化要求微网运营主体与微网内部“源-网-荷-储”各环节能源设施签订长期统一的委托运营协议,与用户达成长期的用能协议,形成委托-代理关系,保障微网内部的垂直一体化。

2.2 投资主体多元化

微网多元化投资,发电企业、电网企业、供热企业、燃气企业、能源设备制造企业、专业化能源服务企业(energy service company,ESCO)、用户等均可通过市场准入,参与投资建设微网“源-网- 荷-储”各环节能源设施。微网内分布式能源可由发电企业、能源设备制造企业等投资,也可由用户自投;配电变电设施所有权依然可属于电网企业;热/ 气网络、储能设备、智能用能及监测设备等也可由不同主体投资建设[13 ]。

微网投资主体多元化,将有利于实现微网内“源-网-荷-储”各环节能源设施投资建设主体的专业化,降低投资风险;促进微网资本所有权与经营权相分离,形成自负盈亏、自我约束的投资运营机制;突破能源基础设施的行业和市场壁垒,降低准入门槛,激发社会资本活力,开辟微网全新投资空间,营造平等良好的投资环境。

图3说明了微网运营主体一体化和投资主体多元化的关系。

图3 微网投资主体多元化和运营主体一体化的关系

Fig. 3 Relationship between diversified investment subjects and integrated operation subject in microgrid

2.3 一体化运营主体责任

微网一体化运营本质上是多能“供-需-储”自平衡体的自我集中式管理。以微网的产权分界点为界限,微网一体化主体对内对外扮演不同的角色,承担不同的责任,如图4所示。

1)微网一体化运营主体对内的责任。

微网运营主体在微网内部作用类似于电网企业“调度中心+交易中心+营销部门”。作为微网“调度中心”,以并网点为分界点,负责内部能源供需实时平衡,促进“源-网-荷-储”协调优化控制运行,保障供能可靠性和质量水平;作为微网“交易中心”,负责制定微网内部电、热(冷)、气等多种能源交易规则,组织微网内部微平衡市场交易,公开市场信息,管理市场交易合同,负责交易结算和清算;作为微网“营销部门”,满足微网内部用户基本的用能需求,提供能源计量、运维检修等多样化的能源服务及增值服务。

2)微网一体化运营主体对外的责任。

微网运营主体与微网内部“源-网-荷-储”各元件的委托-代理关系,决定微网运营主体是微网

图4 微网一体化运营主体的职责

Fig. 4 Responsibilities of integrated operation subject of microgrid

内外双向互动的独立主体和媒介。微网运营主体负责微网与外部电网、其他微网、发电企业、售电公司等主体之间的能量、信息、价值交换。微网运营主体作为发配售一体化的售电企业,参与外部电力市场,代理微网电源或用户进行购售电交易;作为独立的辅助服务提供商,与电网企业签订远期双边合同或参与辅助服务市场,获得辅助服务补偿;作为外部电网的友好用户,获得公平的电网接入服务,向外部电网调度中心上报必要的运行信息,服从外部电网调度中心的统一调度,同时微网整体对峰谷分时电价等需求侧管理措施进行响应。

3 微网“源-网-荷-储”一体化运营

运营主体一体化保障微网的统一自治;投资主体多元化保障微网的风险共担,收益共享。微网传统运营模式为“自发自用,余量上网”,其收益以能源供给收益为主,缺乏经济性。本文在微网传统运营模式的基础上,提出包括“源-网-荷-储”优化控制运行、微平衡市场交易、内外两级购售电、网对网辅助服务、内外两级需求响应和新型备用容量机制的“源-网-荷-储”一体化运营模式,为微网提供合理的投资回报途径。

3.1 “源-网-荷-储”优化控制运行

微网运营主体保障微网内能源供需实时平衡,通过“源-网-荷-储”优化控制运行,减少弃风弃光率,降低微网运行成本,促进节能减排,实现技术、经济、环境等综合效益最大化,如图5所示。

无论独立运行还是并网运行,微网运营主体应当满足微网内部多种能源的负荷需求,对状态偏离、设备故障等意外事件具有不平衡校正能力,实现微网内部“源-网-荷-储”各元件的自适应主动控制,符合电、热(热)、气多种能源供应的安全可靠性和质量水平要求;实现微网独立/并网运行模式的平滑切换,有效减少微网和外部电网并列/脱离过