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乐虎电子游戏官网:分布式智能电网提出的意义与概念内涵是什么?

[宁波电工电气协会]发表于 2022-05-05 13:38:07 阅读次数:0

   2022年4月26日,中央财经委员会第十一次会议提出:“发展分布式智能电网,建设一批新型绿色低碳能源基地,加快完善油气管网。”
   那么分布式智能电网提出的意义与概念内涵是什么?这里我们做一些民间解读,供大家参考。
 
   分布式智能电网的提出背景
 
   在分析之前,我们需要注意到一个信息,那就是“分布式智能电网”提出的位置,是放在“一批绿色低碳能源基地”之前的,这背后的意义是非常重要的。
   绿色低碳能源基地,我们认为主要是2021年国家提出的“9+5”建设方案,即:9大清洁能源基地,包括松辽、冀北、黄河上游、黄河几字湾、新疆等;以及5大海上风电基地,包括广东、福建、浙江、江苏、上海。
   那么为什么“分布式智能电网”的提法,要放到“绿色低碳能源基地”之前?
   其实是集中式清洁发电项目所面临的根本矛盾所导致:即大电网的消纳能力和消纳水平,与全系统获得成本之间的矛盾。
   所谓“全系统获得成本”,即一度电从发端开始,安全、稳定、可靠、按需地输送到负荷末端,所需投入的全部成本之和。过去我们过于关注风光发电的边际成本降低,已经低于火电的边际发电成本,而且基地规模越大,边际成本越低。
   但是对买单的终端用户来说,关注的是全系统获得成本,即在负荷侧最末端获得一度电,所需付出的成本。约等于“边际发电成本+边际输配电成本+边际用户内部成本”。
   消纳能力是电力系统的稳态容纳能力,比如电网输电能力、系统调节水平等;消纳水平是系统的动态容纳能力,比如并网技术性能、调度运行水平等。
   由于风光资源的间歇性、波动性、随机性等特点,一方面需要建设远距离输电线路(比如9大清洁能源基地);另一方面需要配置大量调频、调峰资源(储能、灵活性火电、气电、水电),使得边际的输配电成本大幅度抬高,导致在市场水平上体现出绿色电力的“全系统获得成本”较高,反过来制约了集中式清洁能源的发展。
   而且应该看到的是,对于已经是复杂巨系统的“含特高压的输电网络”来说,绿色发电容量的增长,与解决制约的应对成本,将呈现指数级的非线性关系。
   所以我们认为,风光大基地的外部制约因素,已经受到了决策层的高度重视,所以才以更靠前的位置,提出建设“分布式智能电网”的说法。
 
   分布式智能电网的核心意义
 
   而分布式能源则较好的适应了这种情况,即在“最靠近负荷的地方,就近实现消纳”。因为最靠近负荷的地方,消纳所受的制约最。ㄊ∪チ吮呒适涞缂鄹,以及绝大多数的边际配电价格),而零售价格最高,因此回报率最高。
   但是以分布式光伏为主的分布式清洁能源,同样存在“间歇、波动、随机”的问题,而且还存在“高渗透率的分布式光伏、影响公共配电网系统安全稳定运行”的问题。所以需要在分布式这个层级上,形成更加自洽、更加智能、更加互动的“源网荷储充”的新型配电系统,我们把这种新型配电系统理解为“分布式智能电网”。
   我们可以认为,要实现“碳中和”,需要构建以新型电力系统为核心的新型能源体系;在新型电力系统的架构中,集中式清洁能源和分散式清洁能源将各自发挥重要作用。
   集中式清洁能源作为能源生产端,需要耦合到集中式、远距离、大型电力网络中,形成集中式电力大系统,这是一种新型电力系统,也受到输配电网络的安全稳定边界制约,而且越集中、发电容量越大,这种制约就越强烈,抬高了全系统获得成本。
   另一种新型电力系统——分散式智能电网,由于其“小、快、灵”的特点,避免了对大电网的制约,甚至会对大电网的安全稳定运行提供重要支撑,且过去的发展一直受到阻碍,但在未来的电力市场条件下,获得更多发展机会,因此更加值得关注,甚至于要比集中式清洁能源基地更为重要。
 
   分布式智能电网的含义
 
   我们认为,分布式智能电网的分布式,表现为三个层次的含义:
   层次一,大量接入分布式电源的智能电网
   这个大量接入的电网,可以是智能微电网,也可以是主动式配电网,其核心特点是分布式电源,尤其是可再生的分布式能源占比很高,某些分布式智能电网甚至可以做到任何时段100%可再生分布式能源渗透(完全自治型微电网)。
   层次二,在物理空间上大量分散的智能电网
   在一个较大的区域(比如城域)内,大量存在上述的分布式智能电网,这些智能电网之间存在水平协作(同一电压等级)和垂直协作(不同电压等级),形成更大范围的分布式智能电网。
   层次三,在逻辑空间上汇集大量分散资源的智能电网
   这个分布式智能电网更接近高级版虚拟电厂(VPP 3.0)的概念,就是跨越不同管理边界、不同产权边界的各类配电网或者微电网,以“信息流+电流+控制流”三流合一的方式,将微电网或者各类可调度的分布式电力资源进行汇聚,实现逻辑上的“分布式智能电网”。
 
   分布式智能电网的物理内涵
 
   那么分布式智能电网和微电网有什么区别?从广义的角度,我们认为基本是一样的,但是从狭义的角度,我们认为存在侧重点的一些细微差异。
   从配电网的电压等级来看,大致可以分为四个层级:
   城市级的公共配电网(主要电压等级在35kV以上)、园区级的公共配电网(主要电压等级在10kV)、用户侧中压配电系统(主要电压等级在10kV)、用户侧低压配电系统(主要电压等级在0.4kV及以下)。

   就过去的项目总结来看,多数的微电网项目是以园区公共配电网为主,配置源网荷储形成的,也有部分用户私有的微电网系统,主要是10kV及以上的系统居多。但是分散式智能电网系统,我们认为有两点可能和过去的狭义微电网有差异:
   一、控制律的变迁
   从项目形式和关注重点来看,过去的微电网更多的是从电力系统的角度,强调分布式电源接入以后,微电网能够实现系统的安全稳定控制运行,并且以“离网”或者“并网”的方式运行。从概念上、系统架构和控制架构上,更像是一个大电网的缩小版。
   但是我们认为分散式智能电网,其侧重点,在基安全稳定的基础上,更多的关注经济性和互动性,也就是在电力价格信号和绿色电力消纳的多目标下,如何最大限度的协调好负荷资源、储能资源和分布式发电资源,实现“源网荷储”的最优互动,其视角从“调度控制”,过渡到“互动协同”,背后的系统控制律从“指令式”转换到“协同式”、“自律式”、“自治式”,更多的体现分散特性。
   二、实现“配-用一体化”的新型配电系统
   分散式智能电网,需要更多的纳入0.4kV以下的,大量分散式低压侧负荷资源(包括低压侧并网的分布式光伏资源),而且项目体量可能更为多样化,不再是以较大规模的分布式能源项目为核心(MW级的光、储项目)。
   所以分布式智能电网的另一个可能特点,就是打通“配-用”环节,将公共配电系统和用户配电系统融合起来,从电力系统的角度它们本身就是一体的,只不过由于产权问题导致了人为的割裂。电网公司受制于管理边界,用户私有电力系统末端的负荷侧资源并未得到充分的重视与开发,而分布式智能电网则需要突破这一点,形成“配-用一体化”的运营管理架构和技术架构。
 
   分布式智能电网的逻辑内涵
 
   如果说分布式智能电网的物理内涵,相较于微电网的区别还是比较牵强,那么其逻辑意义,我们认为与微电网相比就存在较大的差异了。
   分布式的分布,不仅仅是空间上的分布,更重要的是在逻辑上的分布和聚合,产生出系统层面的更大价值。就像移动互联网并不是简单的“移动中的互联网”,而是通过聚合海量分散的C端用户,产生UGC(User-generatedcontent),并形成Web2.0的商业价值。
   如果说微电网是缩小了的电网,那么它本质上还是大电网的缩微版,那么分布式智能电网就是电网的新时代,参考Web2.0的UGC(用户生产内容),我们不妨理解为用户生产能源UGE(User-generated Energy)。
   这个Energy,可以是分布式电力,也可以是柔性负荷,汇聚起来就是VPP的形态。因此,分布式智能电网的逻辑内涵,是把分散在电力网络各个地方的小微资源,以信息流的方式汇聚起来,形成逻辑资源池,以虚拟电厂的高阶形态,参与到大电网的运行中,并在电力市场中获得相应回报。


   总结

 
   作为一个新的概念,分布式智能电网的概念和内涵,还有待进一步的分析、探讨和实践,期待分布式智能电网在双碳和电力市场化的驱使下,发展得更好。
   一家之言,仅供参考,请多指正,谢谢!
(来源:微信公众号“鱼眼看电改”作者:俞庆)
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