孙哲彬:微电网发展面临的问题及路径分析
中国能源产业发展网 发布时间:
2025-09-19 17:49
来源: 中能传媒研究院作者: 孙哲彬(内蒙古电力经济技术研究院)
微电网由分布式电源、用电负荷、监控、保护和自动化装置等组成(必要时含储能装置),是能基本实现内部电力电量平衡的小型供电网络,既可与外部大电网并网运行,也能独立运行,在保障能源供应稳定性和促进清洁能源消纳方面优势独特。微电网按接入方式可分为并网型和独立型,并网型正常时与大电网协同运行,大电网故障时切换至独立运行以保障关键负荷;独立型不与大电网相连,靠自身分布式能源和储能满足需求,适用于偏远地区等。按应用场景可分为城市、农村、工业园区、校园等,不同场景在能源需求等方面存在差异。在“双碳”目标下,发展微电网意义重大,能大量接入可再生能源,减少对传统化石能源的依赖,降低碳排放,推动能源结构转型;能优化能源配置和调度,提高利用效率,减少浪费;能提高能源供应安全性和可靠性,保障极端情况下重要负荷供电;还能带动技术创新、产业升级,促进能源市场多元化,为实现“双碳”目标提供支撑。
微电网发展存在的问题
(一)政策体系不完善且协同性不足
无点位主体(如分布式能源聚合商、虚拟电厂运营商等)作为微电网灵活运行的重要参与方,目前缺乏明确的政策定位。例如,在并网审批中,现有政策多以实体电站为规范对象,对无固定物理点位的聚合商如何参与电网调度、获取上网收益未作规定;在电价机制上,其整合的分散式可再生能源电力无法享受与集中式电站同等的补贴政策,导致市场参与积极性受限。
零碳园区作为微电网低碳应用的典型场景,其能源自给率、碳排放强度等指标与普通园区存在本质区别,但现有政策未形成差异化支持。例如,在项目审批上,零碳园区需配套更多储能、氢能等新型设施,但审批流程与普通园区微电网一致,未体现“优先审批”“简化流程”等倾斜政策;在补贴力度上,二者均适用统一的可再生能源电价补贴,未针对零碳园区的高碳减排成本设置额外补贴或碳交易激励,难以覆盖其低碳转型投入。
无点位主体、零碳园区与传统电网企业、地方政府间的权责划分缺乏明确界定。例如,零碳园区的多余绿电并入大电网时,电网企业因担心影响自身调峰成本,常设置技术壁垒;无点位主体聚合的用户负荷参与需求响应时,地方政府未明确其与配电网公司的收益分配比例,导致协同运行效率低下。
(二)关键技术存在瓶颈且应用受限
微电网技术还存在一些瓶颈。在分布式能源发电方面,太阳能、风能等可再生能源具有间歇性和波动性,导致微电网的供电稳定性受到影响,需要高效的储能技术来平抑波动,但目前储能技术的成本较高、寿命较短,限制了其大规模应用。在能源转换和控制方面,微电网中存在多种能源形式和设备,需要先进的能源转换技术和智能控制技术实现协同运行,但目前相关技术还不够成熟,存在能源转换效率不高、控制精度不足等问题。另外,微电网的安全性和可靠性技术也有待提升,如何有效防范电网故障、网络安全攻击等风险以保障微电网的稳定运行,是当前面临的重要技术挑战。
(三)投资模式单一且融资渠道狭窄
微电网项目具有投资规模大、回收周期长的特点,目前投资模式较为单一,主要依赖政府投资和少数大型企业的自有资金,社会资本参与度较低。由于微电网项目的收益不确定性较大,且缺乏有效的风险分担机制,导致社会资本对投资微电网项目持谨慎态度。同时,微电网项目的融资渠道相对狭窄,银行等金融机构对微电网项目的贷款审批较为严格,融资难度较大。此外,目前还没有形成成熟的微电网项目投资回报机制,使得投资者难以准确评估项目的投资收益,进一步影响了投资积极性。
(四)运营管理复杂且主体协同困难
微电网的运营管理较为复杂,涉及多个主体和环节。在运营主体方面,可能涉及能源供应商、用户、电网公司等多个主体,各主体之间的利益协调和权责划分难度较大。在能源调度方面,由于微电网中能源供给和需求的不确定性,需要实时、精准的调度管理,但目前缺乏高效的能量管理系统和统一的调度平台,导致能源调度效率低下。在维护管理方面,微电网设备种类繁多、分布分散,维护成本较高,且维护技术要求较高,一些地区缺乏专业的维护人员和技术支持,影响了微电网的正常运行。此外,用户的节能意识和参与度也有待提高,用户对微电网的认知和配合程度会直接影响微电网的运营效果。
微电网发展路径分析
(一)完善政策体系与协同机制,破解制度性障碍
针对政策体系不完善、区域协同性不足的问题:需明确无点位主体(如分布式能源聚合商、虚拟电厂运营商)的法律定位和市场准入规则,在并网审批、调度参与、收益分配等方面制定专项政策,使其享受与实体电站同等的补贴与市场权益。
针对零碳园区缺乏差异化支持的问题:建立零碳园区微电网专项审批通道,简化储能、氢能等低碳设施的审批流程,设置阶梯式碳减排补贴(如按碳排放强度低于行业基准值的比例给予额外补贴),并将其纳入碳交易市场,通过碳资产收益覆盖低碳转型成本。
针对多主体权责划分模糊的问题:由政府牵头制定《微电网多主体协同运行管理办法》,明确零碳园区与电网企业的绿电并网责任(如电网企业不得设置非技术性壁垒)、无点位主体与配电网公司的需求响应收益分成比例(建议按“负荷调节量”动态分配),提升跨主体协同效率。
(二)突破关键技术瓶颈,强化技术支撑能力
针对分布式能源间歇性与储能瓶颈:重点研发低成本、长寿命储能技术(如钠离子电池、压缩空气储能),建立“风光储”多能互补模型,通过智能算法预测可再生能源出力(误差控制在5%以内),实现储能系统的动态充放电调节,平抑功率波动。
针对能源转换效率低、控制精度不足的问题:开发基于边缘计算的微电网协同控制技术,实现分布式电源、负荷、储能的毫秒级响应;推广高效能源转换设备(如光伏逆变器效率提升至98%以上),降低能源转换损耗。
针对安全性与可靠性不足的问题:构建微电网网络安全防护体系,采用区块链技术实现电力交易与调度数据加密;开发自适应保护算法,在大电网故障时100毫秒内完成独立运行切换,保障关键负荷供电。
(三)创新投资模式与融资渠道,拓宽资金来源
针对投资模式单一、社会资本参与度低的问题:推广“政府引导+社会资本+用户共建”的混合投资模式,例如政府承担微电网公共基础设施(如主干线路)投资,社会资本参与分布式电源与储能建设,用户通过“以用代投”方式分享收益。
针对融资渠道狭窄的问题:推出微电网专项绿色债券,支持金融机构开展“储能资产抵押贷”“绿电收益权质押贷”等创新产品;建立微电网项目风险补偿基金,对社会资本投资的项目给予最高20%的风险补偿。
针对投资回报机制不健全的问题:明确微电网绿电溢价机制(如高于大电网电价0.1~0.3元/千瓦时),开放园区内能源交易市场(如浙江嘉兴工业园区案例),允许用户间进行绿电余缺交易,保障投资者稳定收益。
(四)优化运营管理体系,提升多主体协同效能
针对多主体协同困难的问题:搭建“源网荷储”一体化协同平台,明确分布式电源业主、电网企业、用户等主体的权责清单(如电源侧负责出力预测、负荷侧参与需求响应),通过智能合约自动执行收益分配。
针对能源调度效率低的问题:依托大数据与AI技术构建智慧能量管理系统,实现可再生能源出力、负荷需求的精准预测(准确率达90%以上),动态优化调度策略,提升能源利用效率15%以上。
针对维护成本高、用户参与度低的问题:推广配电设备标准化与模块化设计,降低维护成本30%以上;开发用户侧能源管理APP,实时推送用电数据与节能建议,通过“节能积分兑换绿电”等方式提升用户参与度。
小结
推动微电网高质量发展,需从多维度发力。政策上,应强化顶层设计,明确各部门职责,建立政策评估调整机制,细化无点位主体权益、零碳园区差异化支持及多主体权责划分等内容,确保政策落地见效;技术上,加大储能、智能控制等关键技术研发投入,搭建产学研平台与示范基地,突破技术瓶颈;市场方面,放宽准入、健全交易机制,创新混合投资模式与绿色金融产品,吸引社会资本;同时加强专业人才培养与国际合作,借鉴先进经验,全面提升微电网发展质量与效能。
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