一、微能源網(wǎng)及其政策背景

進(jìn)入21世紀(jì)后，集成了風(fēng)光氣等多種能源輸入、冷熱電等多種產(chǎn)品輸出的多能互補(bǔ)微能源網(wǎng)逐步得到了發(fā)展，由于其充分利用可再生能源以及能源的梯級利用技術(shù)進(jìn)行冷熱電一體化生產(chǎn)、計劃和調(diào)度，能夠顯著提高綜合能源利用率、減少二氧化碳排放，并能幫助用戶選擇更經(jīng)濟(jì)的能源。隨著燃?xì)鈨r格的下調(diào)，目前分布式燃機(jī)的發(fā)電成本僅為0.55元/kW˙h左右（隨各地燃?xì)鈨r格不同而異），而且分布式光伏和風(fēng)電的邊際成本幾乎為零，因此即便考慮初期建設(shè)費(fèi)用，微能源網(wǎng)面對工商業(yè)用戶供電相比電網(wǎng)仍具有一定優(yōu)勢。

典型的微能源網(wǎng)包含冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(CCHP)和風(fēng)、光等其他分布式能源以及相關(guān)的儲能單元，并對所有能源和用戶進(jìn)行統(tǒng)一管理。與微電網(wǎng)最大的區(qū)別是云南售電公司，微能源網(wǎng)從能源的生產(chǎn)、傳輸和消費(fèi)3個主要環(huán)節(jié)均涉及到多種能源形式。雖然微電網(wǎng)本身也會存在終端用戶對電能的轉(zhuǎn)換，但它僅屬于用戶本身行為，而微能源網(wǎng)強(qiáng)調(diào)的是網(wǎng)內(nèi)所有能源的互聯(lián)互補(bǔ)以及統(tǒng)一管理。微能源網(wǎng)的示意圖和典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖分別如圖1和圖2所示。

圖1微能源網(wǎng)示意圖

圖2微能源網(wǎng)多能互補(bǔ)供能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（注：PCC為微網(wǎng)與電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)）

2015年以來，國家出臺的多個文件均利好微能源網(wǎng)的發(fā)展，同時電改9號文及配套文件的頒布使得微能源網(wǎng)直售電用戶成為了可能。隨著燃?xì)鈨r格的下調(diào)以及光伏建設(shè)成本的降低，面對工商業(yè)用戶直供電微能源網(wǎng)比電網(wǎng)更具有價格優(yōu)勢，并且根據(jù)我們對國內(nèi)售電試點(diǎn)地區(qū)的調(diào)研，部分售電公司傾向于向用戶提供這類的綜合能源服務(wù)。

表1國家相關(guān)政策文件

可以預(yù)見，微能源網(wǎng)將對未來能源市場產(chǎn)生重大影響，但我國實(shí)際運(yùn)行的微能源網(wǎng)項(xiàng)目，例如面向用戶供冷熱服務(wù)的上海虹橋商務(wù)區(qū)區(qū)域供能系統(tǒng)，存在與用戶用能協(xié)調(diào)不足導(dǎo)致運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)、商業(yè)產(chǎn)品單一等諸多問題，其商業(yè)模式仍有待研究。在未來能源互聯(lián)網(wǎng)中，微能源網(wǎng)能提供哪些商業(yè)服務(wù)產(chǎn)品？又是否能滿足各方的利益訴求？

一、微能源網(wǎng)及其政策背景

進(jìn)入21世紀(jì)后，集成了風(fēng)光氣等多種能源輸入、冷熱電等多種產(chǎn)品輸出的多能互補(bǔ)微能源網(wǎng)逐步得到了發(fā)展，由于其充分利用可再生能源以及能源的梯級利用技術(shù)進(jìn)行冷熱電一體化生產(chǎn)、計劃和調(diào)度，能夠顯著提高綜合能源利用率、減少二氧化碳排放，并能幫助用戶選擇更經(jīng)濟(jì)的能源。隨著燃?xì)鈨r格的下調(diào)，目前分布式燃機(jī)的發(fā)電成本僅為0.55元/kW˙h左右（隨各地燃?xì)鈨r格不同而異），而且分布式光伏和風(fēng)電的邊際成本幾乎為零，因此即便考慮初期建設(shè)費(fèi)用，微能源網(wǎng)面對工商業(yè)用戶供電相比電網(wǎng)仍具有一定優(yōu)勢。

典型的微能源網(wǎng)包含冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(CCHP)和風(fēng)、光等其他分布式能源以及相關(guān)的儲能單元，并對所有能源和用戶進(jìn)行統(tǒng)一管理。與微電網(wǎng)最大的區(qū)別是，微能源網(wǎng)從能源的生產(chǎn)、傳輸和消費(fèi)3個主要環(huán)節(jié)均涉及到多種能源形式。雖然微電網(wǎng)本身也會存在終端用戶對電能的轉(zhuǎn)換，但它僅屬于用戶本身行為，而微能源網(wǎng)強(qiáng)調(diào)的是網(wǎng)內(nèi)所有能源的互聯(lián)互補(bǔ)以及統(tǒng)一管理。微能源網(wǎng)的示意圖和典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖分別如圖1和圖2所示。

圖1微能源網(wǎng)示意圖

圖2微能源網(wǎng)多能互補(bǔ)供能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（注：PCC為微網(wǎng)與電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)）

2015年以來，國家出臺的多個文件均利好微能源網(wǎng)的發(fā)展，同時電改9號文及配套文件的頒布使得微能源網(wǎng)直售電用戶成為了可能。隨著燃?xì)鈨r格的下調(diào)以及光伏建設(shè)成本的降低，面對工商業(yè)用戶直供電微能源網(wǎng)比電網(wǎng)更具有價格優(yōu)勢，并且根據(jù)我們對國內(nèi)售電試點(diǎn)地區(qū)的調(diào)研，部分售電公司傾向于向用戶提供這類的綜合能源服務(wù)。

表1國家相關(guān)政策文件

可以預(yù)見，微能源網(wǎng)將對未來能源市場產(chǎn)生重大影響，但我國實(shí)際運(yùn)行的微能源網(wǎng)項(xiàng)目，例如面向用戶供冷熱服務(wù)的上海虹橋商務(wù)區(qū)區(qū)域供能系統(tǒng)，存在與用戶用能協(xié)調(diào)不足導(dǎo)致運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)、商業(yè)產(chǎn)品單一等諸多問題，其商業(yè)模式仍有待研究。在未來能源互聯(lián)網(wǎng)中，微能源網(wǎng)能提供哪些商業(yè)服務(wù)產(chǎn)品？又是否能滿足各方的利益訴求？

二、微能源網(wǎng)體系中各方的利益訴求

微能源網(wǎng)體系下，按照利益需求可以分成能源輸入、能源再生產(chǎn)和管理、終端用戶等三方，各自的利益訴求是：

1能源輸入方

典型代表為電網(wǎng)公司、燃?xì)夤镜龋麄兪仟?dú)立于微能源網(wǎng)的主體。其最直接的利益訴求是通過向微能源網(wǎng)出售電力和燃?xì)猥@得經(jīng)濟(jì)利益，同時希望微能源網(wǎng)能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生積極的作用，包括調(diào)峰、電壓支撐、用戶需求響應(yīng)等。

2能源再生產(chǎn)端

即微能源網(wǎng)主體。通過向終端用戶提供冷熱電產(chǎn)品獲得經(jīng)濟(jì)利益，除此之外，通過提供更多的附加服務(wù)獲取經(jīng)濟(jì)利益，例如為電網(wǎng)公司提供局部調(diào)峰服務(wù)（有功）、無功支撐服務(wù)、黑啟動電源服務(wù)、需求響應(yīng)服務(wù)等，并為用戶提供節(jié)能服務(wù)，同時還能通過碳交易獲取一定的經(jīng)濟(jì)利益。

3終端用戶方

即冷熱電用戶，典型代表有工業(yè)園、商務(wù)寫字樓、社區(qū)等。大多數(shù)用戶的利益訴求是以最低的用能成本獲得最安全的用能保障，某些用戶則希望得到高品質(zhì)的用能感受。

圖3微能源網(wǎng)各方關(guān)系

三、微能源網(wǎng)的商業(yè)運(yùn)營服務(wù)產(chǎn)品

1冷熱電產(chǎn)品及套餐服務(wù)

微能源網(wǎng)除給用戶供電外，還可以通過冷網(wǎng)和熱網(wǎng)向用戶提供集中供冷供熱服務(wù)。冷熱電服務(wù)是微能源網(wǎng)基本的商業(yè)產(chǎn)品。微能源網(wǎng)區(qū)別于微電網(wǎng)的主要產(chǎn)品特征是包含直接面向用戶的冷熱產(chǎn)品。為了保證能源利用率以及系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，微能源網(wǎng)的冷熱電終端消費(fèi)需要一定的總量水平和合理的比例區(qū)間，因此可通過制定套餐促進(jìn)用戶合理消費(fèi)并調(diào)整能源消費(fèi)比例。微能源網(wǎng)的運(yùn)營管理方可通過用戶用能習(xí)慣、負(fù)荷預(yù)測、能源輸入價格以及設(shè)備狀態(tài)統(tǒng)籌制定符合用戶和微能源網(wǎng)最大經(jīng)濟(jì)利益的套餐，也可以制訂提高用戶用能感受的綠色產(chǎn)品套餐等。套餐組成除包括各類能源的消費(fèi)總量外，還應(yīng)包括不同時間段的用能量。

為簡單說明套餐組合對于微能源網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性作用，以最簡單的微能源網(wǎng)模型為例，并僅舉例1種套餐情況。該網(wǎng)包含兩套（考慮制冷制熱各一套）分布式三聯(lián)供機(jī)組（內(nèi)燃機(jī)+溴化鋰機(jī)組+余熱交換設(shè)備）：假定三聯(lián)供產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)如表1所示，該系統(tǒng)每立方米燃?xì)饧s產(chǎn)生3.8kW˙h電量和4.1kW˙h的熱量/冷量；微能源網(wǎng)的運(yùn)行成本和用戶費(fèi)用按表2和表3考慮；同時為簡化分析，暫不考慮微網(wǎng)面向用戶供電可能存在的政府性基金、電價稅費(fèi)、用戶容量費(fèi)等因素，僅從經(jīng)濟(jì)成本分析微能源網(wǎng)套餐的制定原則。根據(jù)微能源網(wǎng)供能原理，制定套餐的原則應(yīng)為系統(tǒng)最優(yōu)的電/冷（或熱）生產(chǎn)比例，即在該模型下用戶用能套餐考慮用電/用冷（或用熱）比為1.4∶1.5。在套餐內(nèi)使用的能源費(fèi)用為9折，即用戶每消耗1.4kW˙h電+1.5kW˙h冷（或熱）的費(fèi)用為1.818元。若微能源網(wǎng)不向用戶提供套餐選擇，則用戶的用能方式可能無序，相應(yīng)的用能情況和費(fèi)用如表4所示；若微能源網(wǎng)向用戶提供套餐選擇，則可以引導(dǎo)用戶的合理用能，既減輕用戶的用能費(fèi)用也減輕微能源網(wǎng)的運(yùn)行成本，使用套餐后的情況如表5所示。根據(jù)表4和表5的結(jié)果比較，在用戶用能量相同的情況下，用戶用能費(fèi)用減少299元，微能源網(wǎng)運(yùn)行成本費(fèi)用減少383元。

表2某型號三聯(lián)供機(jī)組參數(shù)

表3微能源網(wǎng)成本及上網(wǎng)費(fèi)用假設(shè)

表4微能源網(wǎng)面向用戶收費(fèi)假設(shè)（元/kW˙h）

表5無套餐情況下單獨(dú)用能方式和費(fèi)用情況

備注：①為簡化案例分析，計算過程未考慮管網(wǎng)損耗以及機(jī)組的開停機(jī)成本和最小功率運(yùn)行要求；②微能源網(wǎng)開機(jī)方式的選擇，以滿足供冷供熱為主，供電不足部分由市電補(bǔ)充，電量多余部分上網(wǎng)。

表6套餐用能方式和費(fèi)用情況

備注：該案例僅討論了1種套餐選擇情況，即按系統(tǒng)最優(yōu)的電/冷（或熱）生產(chǎn)比例考慮（1.4∶1.5）。

2用戶節(jié)能服務(wù)

微能源網(wǎng)的核心是從供能側(cè)對網(wǎng)內(nèi)冷熱電進(jìn)行統(tǒng)一管理，若再進(jìn)一步延伸至用戶，利用大數(shù)據(jù)對用戶節(jié)能習(xí)慣進(jìn)行分析，利用智能化手段對用戶主要用能設(shè)備進(jìn)行控制，為用戶提供統(tǒng)一的用能管理和節(jié)能服務(wù)，既符合用戶最直接的經(jīng)濟(jì)利益，也符合微能源網(wǎng)希望的運(yùn)行方式。該項(xiàng)服務(wù)向用戶收取節(jié)能服務(wù)費(fèi)用或作為增值服務(wù)不收取費(fèi)用。

3用戶的不間斷電源

（UPS）服務(wù)

為應(yīng)對電網(wǎng)的停電風(fēng)險，用戶往往對重要負(fù)荷配置不間斷電源（UPS）系統(tǒng)。微能源網(wǎng)的儲電系統(tǒng)及孤網(wǎng)運(yùn)行能力保障了對重要用戶的不間斷供電，通過對用戶提供UPS服務(wù)減少用戶對于應(yīng)急電源的投入。該項(xiàng)服務(wù)面向用戶收取UPS服務(wù)費(fèi)。

4用戶需求響應(yīng)和管理

用戶需求響應(yīng)是未來智能電網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)，但目前來看，電網(wǎng)公司要對分散獨(dú)立用戶實(shí)現(xiàn)需求管理存在較大難度，而微能源網(wǎng)則可作為中間管理者實(shí)現(xiàn)用戶需求響應(yīng)，將分散難以控制的單個負(fù)荷聚集為一定規(guī)模的可控負(fù)荷。微能源網(wǎng)對于電網(wǎng)公司的響應(yīng)手段包括：①自身的冷、熱、電儲能系統(tǒng)；②通過面向網(wǎng)內(nèi)用戶的現(xiàn)貨能源價格（套餐外零售價格）引導(dǎo)用戶用能；③通過對用戶統(tǒng)一用能管理控制用戶側(cè)用能功率。用戶需求響應(yīng)管理服務(wù)通過與電網(wǎng)公司的需求響應(yīng)互動獲取經(jīng)濟(jì)效益。

圖4兩種用戶需求管理的主要區(qū)別

5電網(wǎng)局部調(diào)峰服務(wù)

與用戶需求響應(yīng)類似，借助微網(wǎng)內(nèi)部的用戶負(fù)荷、分布式電源、儲能設(shè)備的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)對局部電網(wǎng)的調(diào)峰服務(wù)。當(dāng)局部電網(wǎng)供電能力不足時，可以向電網(wǎng)提供有功支撐；當(dāng)局部電網(wǎng)因分布式電源發(fā)電過多而無法消納時，利用微能源網(wǎng)的用戶需求管理措施或冷熱電儲能手段消納盈余電力。該項(xiàng)服務(wù)可向電網(wǎng)公司收取調(diào)峰容量費(fèi)用。

6無功支撐服務(wù)

光伏、風(fēng)電、儲能電池的逆變器單元和燃機(jī)均具備功率因素調(diào)節(jié)能力，因此可以對電網(wǎng)提供連續(xù)可控的無功支撐服務(wù)，電網(wǎng)公司無須在微能源網(wǎng)并網(wǎng)的局部配網(wǎng)內(nèi)再設(shè)置額外的靜態(tài)無功設(shè)備。該項(xiàng)服務(wù)可根據(jù)協(xié)議無功容量和無功電量向電網(wǎng)公司收取無功支撐輔助服務(wù)費(fèi)用。

7電網(wǎng)黑啟動電源服務(wù)

2015年11月13日，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)國家大面積停電時間應(yīng)急預(yù)案的通知》指出加強(qiáng)電網(wǎng)“黑啟動”能力的建設(shè)，保障各地區(qū)“黑啟動”電源。微能源網(wǎng)除了在電網(wǎng)全黑故障下孤網(wǎng)運(yùn)行能力外，也可以對鄰近電廠提供黑啟動電源服務(wù)，支援電網(wǎng)的黑啟動。該項(xiàng)服務(wù)是未來特高壓電網(wǎng)互聯(lián)背景下電網(wǎng)安全保證可能存在的商品之一。

8碳交易

結(jié)合用戶節(jié)能服務(wù)和網(wǎng)內(nèi)綠色能源服務(wù)云南售電公司，將網(wǎng)內(nèi)碳交易排放權(quán)作為商品。微能源網(wǎng)中的企業(yè)均需完成項(xiàng)目核證和減排量核證，參與碳交易，獲得減排收益。中國政府在巴黎氣候大會上再次承諾中國2030年達(dá)到碳排放的峰值，同時中國爭取在2017年開展全國性的碳交易，中國碳交易存在極大的市場空間。（吳俊宏 謝胤喆 儲真榮）