中國電建集團(tuán)江西省電力設(shè)計(jì)院有限公司 黃 俊 王華峰

1 引言

2022年，國家發(fā)展改革委發(fā)布《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見》[1]，要求積極推進(jìn)分布式發(fā)電市場化交易，完善支持分布式發(fā)電市場化交易的價(jià)格政策及市場規(guī)則。因此，在國家大力倡導(dǎo)分布式電力交易的背景下，開展增量配電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)源荷網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃方案研究具有重要價(jià)值。

2 分布式市場化交易模式分析

根據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局《關(guān)于開展分布式發(fā)電市場化交易試點(diǎn)的通知》（發(fā)改能源〔2017〕1901號）文件[2]，以下項(xiàng)目可參與分布式發(fā)電市場化交易：一類為容量≤20MW 的項(xiàng)目，或者有自身用電，扣除當(dāng)年最大用電負(fù)荷后≤20MW 的項(xiàng)目，同時(shí)其接入電網(wǎng)的電壓等級在35kV 及以下。一類為電源容量在20～50MW 的項(xiàng)目，其接入電網(wǎng)的電壓等級須在110kV 及以下，且需在110kV 及以下電壓消納，不得反送上一級電網(wǎng)。

分布式發(fā)電市場化交易，即分布式電源項(xiàng)目建設(shè)投資方（含個(gè)人）與配電網(wǎng)內(nèi)電力用戶直接就近進(jìn)行電力交易。首先由政府指導(dǎo)建立的電力交易機(jī)構(gòu)組織市場化交易，其中市場化交易的參與方包括電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、用戶等。發(fā)電企業(yè)作為售電方，大用戶作為客戶參與市場化。傳統(tǒng)電網(wǎng)企業(yè)和增量配電網(wǎng)企業(yè)作為電力交易實(shí)施中間方，電網(wǎng)運(yùn)維的主體，應(yīng)該承擔(dān)相應(yīng)的電力輸送職責(zé)，與此同時(shí)，為保障電網(wǎng)企業(yè)的收益，可根據(jù)相關(guān)政府規(guī)定收取“過網(wǎng)費(fèi)”。

根據(jù)文件要求，分布式發(fā)電市場化有三種交易模式：直接交易模式、傳統(tǒng)上網(wǎng)交易模式和代售電模式。其中，直接交易模式是電力改革中的直接售電交易，鼓勵(lì)發(fā)電企業(yè)與用電客戶直接進(jìn)行電力交易，電網(wǎng)企業(yè)作為電力傳輸中間方，收取一定的費(fèi)用作為電力輸送的“過網(wǎng)費(fèi)”。傳統(tǒng)上網(wǎng)交易模式，即分布式發(fā)電項(xiàng)目作為電源項(xiàng)目直接接入電網(wǎng)，以標(biāo)桿電價(jià)或者規(guī)定電價(jià)上網(wǎng)，出售電力給電網(wǎng)企業(yè)，與電網(wǎng)形成電量交易，與電力用戶無關(guān)。代售電模式則為由電網(wǎng)企業(yè)代發(fā)電企業(yè)進(jìn)行售電，以此可保證發(fā)電企業(yè)的收入來源，避免處于被動(dòng)，是收益和風(fēng)險(xiǎn)相對平衡的交易模式。綜上分析，近期可考慮以代售電模式進(jìn)行分布式發(fā)電市場化交易。

3 增量配電網(wǎng)企業(yè)運(yùn)營分析

根據(jù)國家不斷推進(jìn)深化電力體制要求，在售電側(cè)積極推進(jìn)電力市場化交易，有序放開增量配電網(wǎng)業(yè)務(wù)，進(jìn)行改革試點(diǎn)工作，類似擁有配電網(wǎng)運(yùn)營權(quán)的售電公司，增量配電網(wǎng)企業(yè)相當(dāng)于小型電網(wǎng)企業(yè)，負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)電力供應(yīng)服務(wù)和電量結(jié)算等，因此增量配電網(wǎng)企業(yè)有承擔(dān)優(yōu)先就近消納區(qū)域內(nèi)分布式發(fā)電項(xiàng)目的義務(wù)，成為區(qū)域內(nèi)分布式市場化交易結(jié)算中心[3]。

4 源荷網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃方案研究

目前，某建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)基地位于江西省東南部，列入第一批增量配電業(yè)務(wù)改革試點(diǎn)項(xiàng)目名單（以下簡稱該基地為增量配網(wǎng)園區(qū)）。目前，增量配網(wǎng)園區(qū)主供電源為周邊兩座220kV 變電站。區(qū)域內(nèi)無分布式電源，主要受限于市場化程度低、公共服務(wù)滯后、管理體系不健全等原因。

4.1 基礎(chǔ)條件

增量配網(wǎng)園區(qū)屬于風(fēng)能貧乏區(qū)，風(fēng)能開發(fā)利用價(jià)值較低。增量配網(wǎng)地區(qū)屬于太陽能資源三類地區(qū)，園區(qū)太陽能資源條件較好。增量配網(wǎng)園區(qū)內(nèi)自然地貌以低丘緩坡為主，眾多小水庫零星分布于區(qū)塊內(nèi)，用地條件總體較好。工業(yè)用地約占基地總用地的37%，農(nóng)林用地與其他非建設(shè)用地面積約占基地總用地46%。基地內(nèi)共有100多家陶瓷企業(yè)，企業(yè)廠房屋頂可利用面積廣，屋頂光伏潛在開發(fā)條件良好。

4.2 電力系統(tǒng)及市場條件

增量配網(wǎng)園區(qū)總用電量達(dá)17億kWh，最高用電負(fù)荷30萬kW，平均用電負(fù)荷20萬kW。增量配網(wǎng)園區(qū)主要為工業(yè)用電，月最大用電量出現(xiàn)在10月，月最小用電量出現(xiàn)在2月。年用電負(fù)荷曲線呈現(xiàn)單峰單谷特性，年最大負(fù)荷出現(xiàn)在10月。日用電負(fù)荷穩(wěn)定，維持在小范圍波動(dòng)，日最大負(fù)荷出現(xiàn)在10時(shí)。

圖1 增量配網(wǎng)園區(qū)逐月統(tǒng)調(diào)月平均及最大負(fù)荷曲線

圖2 增量配網(wǎng)園區(qū)周邊110kV 及以上電網(wǎng)接線示意圖

增量配網(wǎng)園區(qū)220kV 主供電源為周邊兩座220kV 變電站，總?cè)萘繛?10MVA。區(qū)域內(nèi)有3座110kV 公用變電站，分別為蔡家變、陶城變和八景變，總?cè)萘?00MVA，另有1座110kV 新明珠專用變電站（45MVA）；110kV 蔡家變最大負(fù)荷為13萬kW，陶城變最大負(fù)荷為9萬kW，八景變最大負(fù)荷為4萬kW，新明珠變最大負(fù)荷為2萬kW。

增量配網(wǎng)園區(qū)用戶類型以企業(yè)大工業(yè)用電和一般工商業(yè)用電為主，企業(yè)大工業(yè)和一般工商業(yè)用電均由周邊的220kV 及110kV 變電站出10kV 線路直供。增量配網(wǎng)園區(qū)內(nèi)約有100多家陶瓷企業(yè)，年總用電量超過5000萬kWh 的企業(yè)有5家，約占增量配網(wǎng)園區(qū)總用電量的30%；年總用電量在3000萬～5000萬kWh 的用戶有21家，約占增量配網(wǎng)園區(qū)總用電量的50%。各類用電電價(jià)參照當(dāng)?shù)仉妰r(jià)執(zhí)行。

表1 電力平衡計(jì)算表

表2 電量平衡計(jì)算表

4.3 分布式發(fā)電布局

結(jié)合增量配網(wǎng)園區(qū)的資源條件和相關(guān)分布式發(fā)電項(xiàng)目前期調(diào)研工作，增量配網(wǎng)園區(qū)分布式發(fā)電擬屋頂光伏發(fā)電和地面光伏電站為主。

到2025年，增量配網(wǎng)園區(qū)內(nèi)預(yù)計(jì)潛在可開發(fā)的屋頂光伏和地面光伏項(xiàng)目有20個(gè)。單個(gè)項(xiàng)目最大裝機(jī)規(guī)模為42MW，超過20MW 的項(xiàng)目有3個(gè)，分別為新明珠光伏項(xiàng)目（42MW）、普京光伏項(xiàng)目（40MW）和華碩光伏項(xiàng)目（40MW）。

為積極響應(yīng)國家儲能電站建設(shè)號召，結(jié)合在建220kV 變電站及負(fù)荷消納能力，以及省內(nèi)分時(shí)電價(jià)政策，建設(shè)儲能電站規(guī)劃容量為100MW/200MWh，規(guī)劃用地面積約35畝。一期建設(shè)儲能容量50MW/100MWh，新建1回110kV電力電纜線路接入建陶220kV 站110kV 母線，計(jì)劃于2023年建成投入運(yùn)行；二期建設(shè)儲能容量50MW/100MWh，新建1回110kV 電力電纜線路接入建陶220kV 站110kV 母線，計(jì)劃于2027年前建成投入運(yùn)行。

圖3 增量配網(wǎng)內(nèi)大用戶和擬開發(fā)項(xiàng)目分布示意圖

表3 潛在可開發(fā)分布式發(fā)電項(xiàng)目表

4.4 分布式發(fā)電接網(wǎng)消納條件

4.4.1 接網(wǎng)條件分析

圖4 增量配網(wǎng)內(nèi)10kV 接線示意圖

圖5 增量配網(wǎng)內(nèi)光伏接入系統(tǒng)示意圖

目前，主供增量配網(wǎng)園區(qū)內(nèi)企業(yè)的110kV 變電站總?cè)萘繛?45MVA，在不進(jìn)行變電站改造擴(kuò)容和不新建變電站的情況下，試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)既有變電站基本具備分布式發(fā)電總裝機(jī)30萬kW 的接入能力。根據(jù)電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，至2023年增量配網(wǎng)園區(qū)內(nèi)規(guī)劃新建1座220kV 變電站，新建1座110kV 變電站，為分布式發(fā)電發(fā)展提供了更有利的接入條件。

4.4.2 消納分析

目前，增量配網(wǎng)園區(qū)最高負(fù)荷近30萬kW，總用電量將達(dá)17億kWh。根據(jù)電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃用電需求預(yù)測，增量配網(wǎng)園區(qū)全社會(huì)用電最大負(fù)荷和用電量“十四五”期間平均增長率約為8%。預(yù)計(jì)到2025年，增量配網(wǎng)園區(qū)全社會(huì)用電最大負(fù)荷約為38萬kW，全社會(huì)用電量約為21億kWh。增量配網(wǎng)園區(qū)目前無電源裝機(jī)，考慮到2025年分布式發(fā)電總裝機(jī)規(guī)模30萬kW，年發(fā)電量約為3億kWh，電力和電量均存在大量缺額，可接納分布式發(fā)電的潛力巨大。

增量配網(wǎng)園區(qū)內(nèi)均為陶瓷建筑企業(yè)，工業(yè)用電負(fù)荷穩(wěn)定，110kV 主供電源為蔡家變、陶城變和新明珠變。110kV 蔡家變，主變?nèi)萘繛?50MVA，最大負(fù)荷為13萬kW，平均負(fù)荷為9萬kW。供電范圍內(nèi)大用戶有瑞源陶瓷有限公司、普京陶瓷有限公司和羅斯福陶瓷有限公司，預(yù)計(jì)蔡家變可接納分布式最大發(fā)電出力9萬kW。110kV 陶城變，主變?nèi)萘繛?50MVA，最大負(fù)荷為9萬kW，平均負(fù)荷為7萬kW。供電范圍內(nèi)電力大用戶有羅斯福陶瓷和華碩陶瓷，預(yù)計(jì)陶城變可接納分布式最大發(fā)電出力7萬kW。110kV 新明珠變，主變?nèi)萘繛?5MVA，最大負(fù)荷為2萬kW，平均負(fù)荷為1.5萬kW。供電范圍內(nèi)電力大用戶為新明珠建材，預(yù)計(jì)新明珠變可接納分布式最大發(fā)電出力為1.5萬kW。

增量配網(wǎng)園區(qū)內(nèi)分布式能源項(xiàng)目以企業(yè)屋頂光伏項(xiàng)目為主，且各用電企業(yè)位置相對集中，工業(yè)用電負(fù)荷穩(wěn)定。裝機(jī)規(guī)模不超過20MW 的分布式光伏項(xiàng)目主要分布在基地中心區(qū)域，周邊電力用戶密集，考慮光伏出力的正調(diào)峰性，預(yù)計(jì)到2025年各分布式光伏項(xiàng)目電力能實(shí)現(xiàn)就近消納。

5 結(jié)論

本文分析了分布式市場化交易和增量配電網(wǎng)各種運(yùn)行模式，針對某增量配電網(wǎng)進(jìn)行了源荷網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃方案研究，為相關(guān)企業(yè)提供思路，具備一定參考價(jià)值。