新型电力系统背景下,配电业务发生了怎样的演化?

电力人 2023-08-08
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新型配电系统=技术+管理+文化,需依托多领域的技术和管理创新与集成,开放共赢,以满足规模化分布式能源消纳和新型负荷的增长和互动。

配网在新型电力系统背景下,形态改变比主网更加复杂,也更加重要,配电系统是构建新型电力系统的关键领域。配电系统作为唯一和用户打交道的环节,承上启下,是区域多能源互补的协同平台、交易平台、分布式能源接入和消纳平台。其次,配电系统具备开放互动灵活特征,满足用户多样化的能源电力需求。实现新型配电系统可测、全观、灵活可控和自愈,保障安全可靠和经济运行的供电要求十分重要。

一、配电的四层概念

产业概念

通常意义上,我们把电力工业划分为:发、输、配、调、用等环节。

新型电力系统中,配电和调度、用电、甚至发电环节的联系变得越来越紧密,甚至配电和用电环节的边界变得模糊。

比如虚拟电厂,它既是一个配电的概念(作为负荷集成商,参与配电网的业务),又是一个用电的概念(对电力用户的负荷进行管理)。

技术概念

即配电网络,它连接用电负荷与输电网路(或者发电设备)。

新型电力系统中,大量分布式电源在配电网中并网,配电网将变得有源化、主动化,配网的潮流双向化。

新型配电系统是新型电力系统中最重要的组成部分,也可能是最主要的技术创新领域之一。

法律概念或管理概念

按照配电资产的服务对象属性和所有权属性,可能由三类主体所持有。

1、输配电一体化的电网公司

在中国主要是国网公司、南网公司(以下简称电网公司),也包括内蒙古电力公司(蒙西电网)等。它们既是输电网运营商,也持有大量公共配电网资产。

2、独立的公共配电网运营商

最典型的一类为“增量配电网”,是2015年电改政策的产物,即不属于“输配电一体化的电网公司”,作为独立的公共配电网,持有某个明确地理区域(供电区域)内配电网资产,并获得“供电营业许可证”开展运营。

从法律的角度,增量配电网是独立法人主体,并且与电网公司是事实的“网对网”关系。

目前“增量配电网”在《电力法》中并未提及,所以其法律地位还需进一步明确,这也是制约增量配电网发展的主要障碍之一。

另一类事实成立的公共配电网运营商,如园区配电网、自供区配电网(如小水电自供区、矿区配电网等)、甚至可以把大量转供电企业(如商业物业、工业地产运营方)也可以认为是公共配电网。

其法律特征是:为多个、非特定的市场主体(法人)提供配电服务,就具有了某种程度的公共属性。

3、自有配电资产持有方或者电力用户

只为单一特定主体服务,其资产具备法律意义上私有属性,如工厂配电系统,一般被称为电力用户,其与公共配电网有明确的资产分界点(计量装置)。

有一个概念叫做“表后市场”,就是指在计量装置之后,为电力用户提供相关服务的市场。

这个定义也涉及到分布式光伏、分布式储能的法律关系、市场关系和服务关系。

商业概念

在上述概念的基础上,形成了各种商业概念,比如电网运营商,包括TSO(输电网运营商)、DSO(配电网运营商)、售电公司、配电设备制造商、配电系统集成商、配电工程公司。

也出现了一些新的商业概念,比如虚拟电厂、负荷集成商、共享储能运营商、分布式投资商等。

二、新型电力系统的概念演化

1、配电网的技术边界模糊

过去的技术概念和产业概念是基本对应的,技术上的配电网络,对应配电环节,主要是指公共配电这个领域。

用户内部的配电网,在产业关系上,归属于用电环节。

但是随着新型电力系统的提出,源荷互动变得更为紧密,这就带来两方面的模糊。

技术概念上的模糊,是技术上的配网下边界,从资产分界点(电表),往下延伸了。

典型特征就是出现了微电网。微电网采用了大量公共配电网的技术和管理模式,甚至在这个模糊边界上,出现了微网控制数字化技术(IEC 61850 G2)、微网群协调控制、微网群与主动式电网分层分区协调控制等一系列配电智能化新的技术研究方向。

2、配电网的商业边界模糊

另一层模糊,就是管理和商业上的边界模糊。

微电网的管理关系,从资产属性上看,主要是归属电力用户,而不属于电网公司/配网公司,但是管理关系上,又需要与上一级电网进行互动,甚至接受某种程度的电网调度管辖。

电网公司成立了“负荷管理中心”,要把用户内部的负荷资源管理起来。又出现了虚拟电厂、负荷集成商、分布式光伏售电商等新的角色,结合分布式参与市场化集中交易、隔墙售电等新的业务模式。

此外,大量的园区公共配电设施投资,以及类似“工厂上楼”的工业地产项目中转供电服务商也逐步出现,模糊了公共配电网和用户配电网的产权边界,甚至出现了配电资产租赁、光伏资产租赁等运营模式。

工商业转供电管理,成为“优化营商环境”的政府监管内容,其背后的监管逻辑更接近输配电的成本价格监管,但这个领域始终还处于监管范围模糊的状态。

在资产分界点后面,出现了新的运营商,与物理配电网绑定的,是用户配电系统的运营商,比如转供电管理方(C-DSO);与逻辑应用绑定的,是虚拟电厂运营商(VPP-SO)。

3、面向零售侧市场化的新商业模式

随着电力市场的开放,批发侧的交易规则逐步清晰化,批发侧集中拍卖的电力市场也逐步建立。

电力零售侧的市场化,也在艰难的推进过程中,比如目前大多数售电公司,在零售市场中不具有电量结算权,在现货交易阶段就会带来交易风险-收益不对等问题。

虚拟电厂的商业模式落地,很大程度上也与零售侧市场的开放有密切的关系,负荷集成商可以在零售市场出售产品,以获取更大利益,而不仅仅是在批发侧市场。

还比如配网侧的共享储能、分布式光伏的隔墙售电交易,其实都是电力零售业务的放开带来的商业机会。

某种程度,充电桩运营也是电力零售市场的一种产品形态:向电动车主出售电力,可以说它是中国零售侧市场化程度最高,价格最高的一种交易产品:一方面它似乎已经彻底现货化,另一方面它不受任何管制,完全反映供求关系——有的地方商用大功率桩已经超过2元/度。

三、新型配电业务体系

新型配电体系,个人认为包含业务模式的三方面创新,并展现出三种不同的特征。

业务模式的三方面创新:

1、配调一体化

在管制业务方面的供电服务中,需要改变供电局模式下的设备、营销、调度“各管一摊”的发展模式,从业务体系和业务流程的设计一开始,就考虑“以客户为中心”的各专业协调发展,真正实现“营配调一体化”的发展。尤其是配网设备管理与配网调度运行之间的业务融合。

2、营综一体化

在双碳的背景下,随着以综合能源服务为代表的市场化业务推进,传统的以“红线”划分业务边界和业务内容的供电服务模式,已经不适合企业用户的发展需求。所以管制类业务与市场化业务的边界将非常模糊,体现在三个方面的相互融合。

(1)资产边界的模糊。随着用户变电站(所)的代建、屋顶分布式光伏、节能设备EMC等“红线以内”资产投资,传统的以红线为界限的资产划分模式,已经成为过去,配网的下端边界正在向着用户内部配电系统延伸。

(2)服务业务的融合。综合能源服务的出现,更是把传统的供电服务,拓展到了用户红线以后。这背后的根本原因是:随着分布式光储的渗透,用户对配电系统的运行管理需求越来越复杂,超出了用户自身的管理能力,希望把配电系统的运营和购电业务,部分或者全部委托给配网企业,配网企业成为配售电+能源管理公司。

(3)生产关系的多元角色。随着虚拟电厂的应用场景出现,配用电环节的生产关系变得更加多元,从单纯的消费者,到产销者,到虚拟资源的协作者,配网公司也从供电企业,变成配售电+服务企业,并且是聚合商。

3、线上线下一体化

与传统供电服务从线下逐步发展到线上不同,新型配电业务从一开始就是线上线下一体化的,线上实现云原生,所有业务基于移动作业APP实现,解决了“系统越来越多、数据同源维护越来越繁重、多一个功能多增加工作”的传统企业信息化向下渗透,给基层带来无尽压力的弊病。

同时,线下业务因为线上业务的流程自动化、管控统一化、处理智能化,现场作业效率有了巨大提升。

以某增量配网为例,通过新型配电业务的“线上线下一体化”推进,在业务范围扩大,且不降低供电服务质量的前提下,仅配置了50余名员工,就实现了传统模式下需要200人才能完成的业务管理工作。

四、数字化支撑新型配电业务

新型配电业务,在数字化层面,需要具备云原生、数模原生、多业务融合等数字原生的特征。

1、云原生数字化

由于天然的多业务融合,多流程贯通需求,新型配电数字化从设计之初,需要摆脱传统企业信息化的思维,基于管-云-边-端的数字化架构,既需要保证云安全,又需要实现开放式接入、海量信息交互、管理控制一体化、多业务模块融合等特征。

云原生不是把本地的自动化系统或信息系统搬到云端,这是“假云化”,而是从系统设计开始就具备云化架构的特征。

2、数模原生

在业务模型设计优化的前提上,参考CIM模型标准,实现数模原生,也就避免了“数据同源”的痛苦,因为业务流程设计一开始就考虑了“一次录入、全局使用”的问题,不存在先有数据,再进行同源维护的问题。

同时,统一数模不仅覆盖供电服务,还将综合能源业务也同步建模,比如在设备对象模型中,把工商业能源管理领域的水系统、压缩空气系统、热力系统、空调系统都进行对象化建模,并在设备维护场景中,考虑公用配电设备、用户配电设备、用户能源设备、各类负荷设备的统一运维需求。

3、多业务融合化

因为没有传统业务部门的天然壁垒,所以在系统设计之初就以营配调一体化为目标,实现业务架构与数字化架构的相互协调。

举个例子,同样是运行管理,通过数字化的多业务融合,能够把光伏监控、配网监控、变电站辅控、用户配电房监控、运行值班、配网抢修调度、用户代维作业调度等各种业务,融合到一起,基于统一数据模型和数据源,做到专业融合,流程贯通,统一调度,极大地提高了运行效率。

文章来源: ​鱼眼看电改,能投委,一顿要吃六碗半

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