现代能源体系规划“助燃”微电网市场,三大产业链角逐百亿市场

发电技术团 2022-11-29
2851 字丨阅读本文需 7 分钟

3月22日出炉的《“十四五”现代能源体系规划》(以下简称《规划》)提出,要创新电网结构形态和运行模式,积极发展以消纳新能源为主的智能微电网,实现与大电网兼容互补。

在业内人士看来,定位的提升将成为微电网市场升温的“助燃剂”。

更适应分布式能源发展趋势

据了解,微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。

北京北变微电网技术有限公司首席专家祝振鹏告诉记者,微电网有助于促进分布式电源与可再生能源消纳,实现对负荷多样供给,是实现主动式配电网的一种形式。“随着新能源成本和储能成本不断下降,微电网的经济性已经略有显现,市场已经进入了商业化应用的阶段。”

金风低碳能源设计研究院规划研究部高级电力市场研究员杨萌认为,《规划》指明了集中式能源向分布式能源转型的方向。虽然短期内以大电网为主的格局很难改变,但是随着我国分布式能源的推进和落地,与之配套的微电网将在能源格局中扮演越来越重要的角色。

在祝振鹏看来,随着微电网在能源格局中定位的提升,行业标准的陆续出台,微电网的发展将不再局限于自身的收支平衡。

与大电网形成兼容互补关系

祝振鹏向记者表示,从技术角度来看,未来,微电网将是电网结构中重要的组成,随着越来越多的分布式电源接入配电网,传统配电网的结构也将发生变化。“换个角度来看,微电网可以看作是大电网的一个可控负荷,实现发电、储电、自用电以及与外部配电网交互电量的优化控制。”

“未来的电网模式应该是大电网与微电网的结合体,大电网的架构是微电网发展的前提条件,而微电网具备接纳清洁能源、调节能力超强的特征,能够为大电网提供补充。”祝振鹏表示,“电网的控制模式将更开放多元,有利于大幅提高电网的系统效率。”

杨萌认为,微电网要与大电网形成兼容互补的关系,必须实现自平衡、弱连接、轻控制、大备用。

“首先需要将分布式电源作为一个半封闭的实体,电网只需调度这个实体,而实体内部的调度由其自发完成,从而实现大电网调节余缺,小实体内部完成优化调度的兼容性运行。”杨萌解释说,“这就意味着,大电网减轻对微电网的控制,在实体内部实现基本自平衡的同时,在面对一些临时性的电力不足或电力过剩的情况时,采用弱连接的方式,将大电网作为备用,从而提升电网的整体安全性。”

“充电网+微电网+储能网”是虚拟电厂的新主体

今年夏季,随着多地电力短缺情况的发生,电力安全问题开始受到人们的重视,与电力调度相关的“虚拟电厂”概念也成为热门的话题。

虚拟电厂是“不直接通过燃煤燃油发电,而是通过自主调配利用能源的新型电力系统”。它以先进的调度控制技术和信息通信技术为手段,以电动汽车充放电、分布式新能源、储能系统、可调负荷等资源为载体,对电网用能的行为进行协调优化,通过平台实现海量聚合。作为一种特殊的电厂,虚拟电厂是参与需求侧调度和电力市场交易的能源协调管理系统。

“充电网+微电网+储能网”是虚拟电厂的新主体,是实现碳中和有效路径。特来电充电网通过群管群控、有序充电的技术积累,能够安全、高效的支撑大规模电动汽车发展,避免了规模化的电力接入给电网造成的冲击,同时通过两层安全防护技术,保护人、车、网、信息的安全;微电网以交通用能的绿色替代为先导,通过聚合大规模电动汽车形成分布式能源,与可再生能源的大规模接入,以智慧充电网支撑能源生产和消费绿色化;储能网通过有效聚合电动汽车移动储能及梯次电池固定储能,形成超大规模储能网。通过充电网、微电网、储能网的三网融合,构成了特来电虚拟电厂,参与电网互动和调峰,并将以突出的成本优势、规模优势和性能优势,成为未来以新能源为主体的新型电力系统中关键的灵活负荷资源。

微电网成长空间广阔,需求加速释放

我国存量工商业可铺设企业微电网潜在市场空间可达 20 万亿。国家电网公司的统计, 我国 10kV 及以上供电电压等级的工商业用户有 200 万户以上,这些用户均有建设或改 造微电网的潜力。常见工商业铺设分布式电源装机规模约 1-2MW,我们假设 1MW/个, 根据能源局示范项目数据,平均每 W 微电网分布式电源装机对应企业微电网整体投资约 10-11 元,我们以 10 元/W 企业微电网建设成本测算,单个企业微电网投资规模约 1000 万元。则存量 200 万户 10kV 及以上供电电压等级的工商业用户若全部铺设微电网,潜 在市场总空间可达 20 万亿元。

预测 2025 年我国企业微电网投资规模可达 520 亿元。2021 年我国新增工商业分布式 光伏装机 7.7GW,但目前阶段主要是以铺设分布式光伏电站为主,尚未围绕分布式电站 大面积铺设微电网,因此当前阶段企业微电网市场规模较小。展望 2025 年,根据全球 能源互联网发展合作组织《中国“十四五”电力发展规划研究》,我国到 2025 年末拟初 步实现光伏装机 561GW,较 2020 年累计装机量(253GW)增加约 308GW,假设其中 分布式光伏占比 60%,同时工商业占分布式光伏中的 50%,则十四五期间工商业分布 式光伏将增加 90GW,假设 2022-2025 年逐年分别增加 14/18/22/26GW,并假设 2025 年工商业分布式光伏微电网渗透率达到20%。我们以10元/W企业微电网建设成本测算, 仅考虑工商业分布式光伏的情况下(不考虑分散式风电、天然气多联供、燃料电池等其 他分布式电源),2025 年我国企业微电网市场规模有望达 520 亿元。

三方势力角逐微电网产业链

企业微电网的需求端是各工商企业主,其中也有较多工商业主委托供电公司 代建,这类项目经供电公司转包后在市场上放出,但最终的需求方均是各工商业主。参与企业微电网的市场主体大致可以分为以下三类:

1. 电网公司旗下软硬件开发及集成服务企业

该领域以国网四大家为代表,同时各地电力三产公司持续服务长尾市场。由于较多业主 微电网需求会直接委托供电公司代建,因此有较多项目被电网公司旗下的软硬件开发及 集成服务企业所消化,其中较大的包括国电南瑞、国电南自、许继电气、四方股份、国 网信通等。此外,中小型项目还会被各地广泛存在的电力三产公司所消化。根据国家能 源局《电力业务资质管理年度分析报告(2022)》,截至 2021 年,我国共有持证承装(修、 试)电力设施企业共 3.16 万个(该许可证主要用于承接相应电压等级电力设施的安装、 维修或者试验业务),其中山东、江苏、河南、四川、广东等省市均拥有超过 2000 个, 具备相关资质的企业众多且非常分散,持续服务长尾市场。

2. 基于低压电器生产能力向企业微电网延伸

国内外龙头共同角逐低压设备,通过打包软硬件解决方案销售方式积极开发微电网产品。 由于企业微电网铺设过程中需用到大量低压电器,因此低压电器生产商可通过打包解决 方案的形式为工商业主提供微电网产品。如国内的正泰电器、德力西、良信股份等,以 及在国内开展相关领域业务的海外企业施耐德、西门子、ABB 等。从我国低压电器份额 分布上看,2021 年施耐德占比 14.7%,其次为正泰电器/德力西,分别占 14%/7%。这 些低压设备生产企业为促进设备的销售,也开发出较多的系统解决方案来实现软硬件打 包销售,其中也包括微电网应用领域。

3. 基于细分领域集成能力向企业微电网延伸

企业微电网是贴近用户侧的电力网络,具有需求分散、个性化需求多、市场化程度高等 基本特征,部分民营企业依托较为灵活高效的管理体制、激励机制、创新能力,在企业 微电网细分领域已积累较强的集成交付实力。同时伴随分布式光伏及储能快速发展,这 些民营企业将自身产品与光伏、储能相互融合,很容易打造出各具特色的企业微电网产 品。 这类基于细分领域集成能力,向企业微电网领域延伸业务的企业包括:电力能效管理领 域的安科瑞,配网 EPCO 领域的苏文电能,电力通信领域的泽宇智能、威胜信息,能源 物联网领域的炬华科技等。

文章来源: 半岛车谈,中国能源报,未来智库

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