李杰海

繼2015年2月出版了《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》一書后，這一年，國家電網(wǎng)公司董事長劉振亞多次在高校和互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上亮相，演講主題也多為能源互聯(lián)網(wǎng)。

能源互聯(lián)網(wǎng)顧名思義即為“能源+互聯(lián)網(wǎng)”，能源互聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)區(qū)域能源管理的末端“神經(jīng)元”，它可以通過在分布式發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備、用電設(shè)備等環(huán)節(jié)部署各類能效監(jiān)測終端、控制器、環(huán)境傳感器、視頻監(jiān)控等采集控制單元，實(shí)現(xiàn)發(fā)電、用電、環(huán)境及安全數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。

其中，微網(wǎng)作為能源互聯(lián)網(wǎng)的基本組成單元，通過新能源的采集、轉(zhuǎn)換、匯集、存儲(chǔ)、消納形成最基本的“能源局域網(wǎng)”。不可否認(rèn)，在能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中，微網(wǎng)將作為能源互聯(lián)網(wǎng)中的“微商”，驅(qū)動(dòng)著能源互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

泛能微網(wǎng)項(xiàng)目落地廊坊新朝陽區(qū)塊

2015年5月18日，廊坊新朝陽區(qū)塊泛能微網(wǎng)項(xiàng)目被國家標(biāo)準(zhǔn)委正式授牌為國家標(biāo)準(zhǔn)化示范項(xiàng)目。據(jù)悉，此項(xiàng)目也是我國為數(shù)不多的微網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2014年年底全國共有11個(gè)微網(wǎng)示范項(xiàng)目。

公開資料顯示，廊坊新朝陽區(qū)塊泛能微網(wǎng)項(xiàng)目是廊坊大氣污染防治計(jì)劃“藍(lán)天行動(dòng)”的組成部分。該項(xiàng)目通過打通區(qū)域內(nèi)商場、酒店、辦公、學(xué)校等多個(gè)業(yè)態(tài)的供用能壁壘，以系統(tǒng)能效管理推動(dòng)互聯(lián)互調(diào)、余能交易。其示范意義重大，如在全國推廣該項(xiàng)目，可降低能源及其設(shè)施、設(shè)備投資近千億元，降低二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、煙塵等污染物排放近2億噸。

換言之，該微網(wǎng)項(xiàng)目是把位于廊坊的北華航天工業(yè)學(xué)院、國際飯店、管道局設(shè)計(jì)院、樂晟廣場、新朝陽購物中心等學(xué)校、企業(yè)、商戶連接起來，形成了一個(gè)局域能源網(wǎng)。之所以要把這些地區(qū)相連也有其緣由，管道局設(shè)計(jì)院和國際飯店的員工宿舍、北華航天工業(yè)學(xué)院兩個(gè)學(xué)區(qū)、兩個(gè)大型商場都有供暖或制冷的需求，同時(shí)也有不同程度的閑置，比如管道局宿舍的三臺(tái)燃?xì)忮仩t一年只用4個(gè)月，有8個(gè)月在閑置，北華航天工業(yè)學(xué)院的三個(gè)燃煤鍋爐和兩個(gè)大商場的鍋爐除了供暖，還要制冷，并且，根據(jù)國家新的減排標(biāo)準(zhǔn)和廊坊市大氣污染防治的相關(guān)要求，大學(xué)和商場的燃煤鍋爐都需要拆除，如果按自己的能源供需單獨(dú)重建，這兩家都需要投入數(shù)千萬元的費(fèi)用。于是，新奧集團(tuán)將三方召集起來，做了一個(gè)區(qū)域微網(wǎng)的用能規(guī)劃。商場的屋頂建起了光熱功能系統(tǒng)，管道局宿舍的鍋爐除了供暖還發(fā)電，大學(xué)校園的三個(gè)鍋爐只重建一個(gè)，通過泛能微網(wǎng)把這幾家的用能因時(shí)、因需地規(guī)劃協(xié)調(diào)，互聯(lián)互通起來，最終總體投資減少了30%。而且管道局的用能效率由原來的40%提升到了80%以上。

就技術(shù)而言，微網(wǎng)是生態(tài)城中重要的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)組成部分，其中涉及到電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電力電子、通信、自動(dòng)控制、模擬仿真和計(jì)算機(jī)軟件等技術(shù)，涵蓋了從分布式發(fā)電、配電、儲(chǔ)電、用電及冷/熱/電能源耦合等各環(huán)節(jié)的技術(shù)應(yīng)用。廊坊微網(wǎng)項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了光伏、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能電池等分布式能源系統(tǒng)的基礎(chǔ)工程及運(yùn)行控制，特別是電能質(zhì)量檢測及保護(hù)控制等都已經(jīng)在系統(tǒng)中有較完備的設(shè)計(jì)，生態(tài)城的光伏發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電、儲(chǔ)電系統(tǒng)、三聯(lián)供系統(tǒng)中冷卻系統(tǒng)及智能大廈的一級(jí)負(fù)荷分別連接至四段母線。分布式電源主要為光伏、儲(chǔ)電系統(tǒng)和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)，其中智能大廈頂部120kW、大廈BIPV40kW、建筑屋頂光伏180kW、汽車充電站光伏40kW。

據(jù)新奧集團(tuán)介紹，除了給企業(yè)節(jié)約成本，在廊坊微網(wǎng)項(xiàng)目里，還實(shí)現(xiàn)了能源利用的最大化，學(xué)校冬天需要供暖，就需要建設(shè)供暖設(shè)備，但是寒假期間其設(shè)備是閑置的。而此時(shí)，商場正是經(jīng)營火爆的時(shí)候，需要更多的電能和熱能，這個(gè)時(shí)候，利用泛能微網(wǎng)就可以輕松地調(diào)配能源供給。實(shí)際上，泛能微網(wǎng)既降低了企業(yè)的運(yùn)營成本，又避免了能源設(shè)備的重復(fù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了能源的智能化管理。這也是國家電網(wǎng)公司一直推崇的智能小區(qū)模式。

就河北省廊坊市而言，新奧集團(tuán)專門做過一系列的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)能源設(shè)備的利用率普遍偏低。市電+電制冷+燃?xì)忮仩t的傳統(tǒng)供能模式，能源綜合利用效率不到50%，而泛能微網(wǎng)通過高效分布式能源系統(tǒng)的植入以及設(shè)施互聯(lián)互通，可以將能源綜合利用效率提升到80%以上。此外，能源設(shè)施利用率提升了50%以上，能源設(shè)施建設(shè)規(guī)模降低30%以上，二氧化碳和主要大氣污染物平均減排超過50%。并且，目前只是利用天然氣能源滿足供冷、供暖、用電的需求，在未來還將持續(xù)擴(kuò)展，融入光伏、光熱、污水源熱泵等可再生能源，運(yùn)行效果將得到進(jìn)一步提升。

微網(wǎng)成為能源互聯(lián)網(wǎng)重要組成部分

由廊坊微網(wǎng)的案例不難看出，智能電網(wǎng)的快速發(fā)展為微網(wǎng)接入配電網(wǎng)提供了有利的條件，智能配電網(wǎng)的發(fā)展的目標(biāo)之一就是解決大量分散的分布式電源在配網(wǎng)中的運(yùn)行問題；但如果由智能配電網(wǎng)直接管理網(wǎng)絡(luò)中的分布式電源則可能由于數(shù)量巨大而導(dǎo)致難以調(diào)度，同時(shí)電源的不同歸屬也無法保證調(diào)度指令能夠被快速、準(zhǔn)確、有效地執(zhí)行，微網(wǎng)技術(shù)可能是解決這一矛盾的有效途徑。

其實(shí)，微網(wǎng)就是一組由分布式電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能裝置和控制裝置構(gòu)成的系統(tǒng)，以靠近分散型資源或用戶的小型電站為主，結(jié)合終端用戶電能質(zhì)量管理和能源梯級(jí)利用技術(shù)形成的小型模塊化、分散式的供能網(wǎng)絡(luò)。其核心要素是分布式電源、儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車，而這些正是能源互聯(lián)網(wǎng)不可或缺的。因此，微網(wǎng)也是能源互聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)的重要組成部分，能實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電源和負(fù)荷的一體化運(yùn)行，并通過和主電網(wǎng)的協(xié)調(diào)調(diào)度控制，可平滑接入主網(wǎng)或獨(dú)立自治運(yùn)行，充分滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量、供電可靠性和安全性的要求。微網(wǎng)接入配電網(wǎng)不僅可以充分利用配電網(wǎng)內(nèi)部的綠色可再生能源， 還可以大大提高整個(gè)電網(wǎng)的安全性， 預(yù)防電網(wǎng)大停電事故的發(fā)生，是中國建成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前，國內(nèi)外對(duì)微網(wǎng)已有較多研究與應(yīng)用，微網(wǎng)在一些國家和地區(qū)已經(jīng)得到推廣和應(yīng)用。

可見，以微網(wǎng)為例的分布式電源應(yīng)用是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)，其分布地域廣泛、建設(shè)周期短，可就近利用，避免電力在輸電過程中的損耗，更重要的是，分布式光伏發(fā)展?jié)摿O大，而且只有分布式光伏最貼近用電主體，能靈活調(diào)控以滿足用戶對(duì)能源的不同需求。未來大量的分布式能源接入，將打破發(fā)電方的壟斷，顛覆能源行業(yè)的商業(yè)模式。

而另一方，微網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也給清潔能源帶來了新的發(fā)展方向。在一次高校的演講中，劉振亞就提出，全球新能源只需要開發(fā)萬分之五就可以滿足人類的需求，清潔能源是極其豐富的，要實(shí)現(xiàn)清潔能源的大規(guī)模開發(fā)利用，必須構(gòu)建全球能源的生態(tài)，即全球能源互聯(lián)網(wǎng)，清潔高效的二次能源、一次能源都可以轉(zhuǎn)化為電能，各種終端能源都可以用電能替代，電為中心是能源發(fā)展的大趨勢(shì)。對(duì)于能源互聯(lián)網(wǎng)，劉振亞將其定義為“特高壓電網(wǎng)+智能電網(wǎng)+清潔能源”。劉振亞認(rèn)為構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)分為三個(gè)階段，從現(xiàn)在到2020年加快各國清潔能源的開放和國內(nèi)電網(wǎng)的互聯(lián)建設(shè)；到2030年推動(dòng)能源基地的開放和電網(wǎng)的跨國互聯(lián)；到2050年加快能源基地的開放和電網(wǎng)的跨入互聯(lián)，基本建成全球能源互聯(lián)網(wǎng)。

能源互聯(lián)網(wǎng)似乎已經(jīng)勢(shì)在必行。從能源互聯(lián)網(wǎng)的頂層設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略需求來看，電網(wǎng)公司正在著眼全局、統(tǒng)籌規(guī)劃；從能源互聯(lián)網(wǎng)未來能源構(gòu)成要素看，作為世界公認(rèn)的清潔能源的風(fēng)能、太陽能等以分布式能源供給為主，是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分；從市場角度出發(fā)，電力在世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)是其他基礎(chǔ)設(shè)施所不能相提并論的；從技術(shù)角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)電力互聯(lián)網(wǎng)具有現(xiàn)實(shí)的技術(shù)可行性；從能源供需關(guān)系看，中國經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的到來，電力消耗的供大于求的局面迫使電力主動(dòng)尋求新的發(fā)展機(jī)會(huì)。

總之，在能源互聯(lián)網(wǎng)的大背景下，類似于廊坊微網(wǎng)這樣的項(xiàng)目會(huì)越來越多，但這項(xiàng)被稱為第四次革命的能源大變革還需一步一個(gè)腳印地慢慢前行。