微平衡交易機制將是能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵和突破點

　　引言 

　　能源互聯(lián)網(wǎng)是未來的發(fā)展趨勢并將落地，它的建設(shè)對我國能源具有重要意義。能源互聯(lián)網(wǎng)突破了化石能源的制約，優(yōu)化了能源結(jié)構(gòu)，能源交易更加自由，可做到余量上網(wǎng)、自由交易、市場定價。 

　　考慮到能源互聯(lián)網(wǎng)開放的市場交易和需求，需要建立不同于傳統(tǒng)交易模式的供需交互機制，因此面向能源互聯(lián)網(wǎng)的微平衡交易機制確定將是關(guān)鍵點和突破點。 

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　　新名詞解釋：微平衡交易

　　提高效率、實現(xiàn)目標，是市場經(jīng)濟的重要原則，也是傳統(tǒng)組織管理經(jīng)驗總結(jié)的重要法則。市場經(jīng)濟是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)，通過分別解決大系統(tǒng)中各自較為獨立而又相互依賴、相互制約的子系統(tǒng)最優(yōu)控制來達到系統(tǒng)整體最優(yōu)目的。

　　微平衡交易是基于大系統(tǒng)分解原理和協(xié)調(diào)控制的基本思路，將集中決策與分散化決策有機地結(jié)合起來，建立起一個具有多級、分散、協(xié)調(diào)和最優(yōu)控制性能的經(jīng)濟交易系統(tǒng)。

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　　能源互聯(lián)網(wǎng)推進微平衡交易的必要性

　?、?分布式電源發(fā)展需要。 

　　分布式電源，是在空間位置上相對分散的，利用新能源及可再生能源進行供能或發(fā)電的設(shè)備，與傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)設(shè)備相比，分布式的能源設(shè)備具有清潔環(huán)保、靈活高效等特點，可以實現(xiàn)能源的梯級利用，提高能源利用效率。分布式能源設(shè)備往往靠近需求側(cè)，用于實現(xiàn)本地的能源供給與需求匹配。在國家的支持下，未來大量的分布式電源將接入，由于分布式電源的隨機性和分散性，可能對整個配電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性帶來一定的影響，需要增加儲能設(shè)施，并且依靠主網(wǎng)調(diào)度引導(dǎo)和支持。

　　② 微網(wǎng)發(fā)展需要。 

　　微網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的基本單元，能夠?qū)崿F(xiàn)多種能源互補，允許多種能源接入，包括水電、光伏、風電、燃氣、燃油、儲能、燃料電池，能夠?qū)崿F(xiàn)能量供給的連續(xù)性和平穩(wěn)性，在與主網(wǎng)解裂的情況下獨立供能獨立運行。微網(wǎng)可以在小范圍內(nèi)實現(xiàn)功率的瞬時平衡，而以光伏發(fā)電和風力發(fā)電為代表的分布式能源又具有較強的隨機性和波動性，給微電網(wǎng)的運行控制增加了難度，雖然已有更為復(fù)雜的組成和多種運行控制策略支撐，仍然需要通過聯(lián)絡(luò)線和主網(wǎng)互聯(lián)，進行雙向能量交換，以達到電力電量平衡。

　?、?自發(fā)自用余量上網(wǎng)的決策需要。 

　　隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，最終要走向消費端，吸引用能主體參與能源互動。智慧小區(qū)、智能家居、電動汽車、冷熱電聯(lián)供和智能系統(tǒng)開發(fā)的出現(xiàn)，使得能量的流動方向由以往的單向流動轉(zhuǎn)換為雙向互聯(lián)互動，用能主體既是能源消費者又是能源生產(chǎn)者。在科學(xué)合理的機制下，用能主體參與電力平衡交易，不僅能夠改善自身的用能成本，也能提高能源網(wǎng)絡(luò)靈活性和效率，最終達到能源網(wǎng)絡(luò)“多贏”的局面。

　　 ④ 信息的融合為更高效的分散化決策提供可能。 

　　能源互聯(lián)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)的來源空間分布廣且數(shù)量龐大，既有來自分布式發(fā)電、儲能、用電裝置的信息，也遍及輸配電網(wǎng)及其設(shè)備的信息，信息種類也多種多樣，除了電學(xué)量的相關(guān)信息，還有包括溫度、濕度、壓力、風速等非電學(xué)量信息。這些海量的數(shù)據(jù)信息可以通過發(fā)達的互聯(lián)網(wǎng)進行傳播，相比于傳統(tǒng)的能源管理，降低了信息獲取成本。信息獲取成本越低，使得個別能源供應(yīng)者和用戶之間自發(fā)自主的進行能源交易的分散化程度越高，資源優(yōu)化配置也由原來的集中式向分散式發(fā)展。

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　　能源互聯(lián)網(wǎng)微平衡交易與傳統(tǒng)電網(wǎng)集中平衡的區(qū)別

　　傳統(tǒng)的能源電力行業(yè)，是以國、網(wǎng)、省三級管理模式下進行調(diào)度業(yè)務(wù)，由統(tǒng)一的電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)控制，省級電力交易中心負責全省的整體平衡，掌握全省的機組、負荷及省間交換信息，系統(tǒng)內(nèi)所有發(fā)電廠和變電站的信息都集中到這個中央調(diào)度控制中心，調(diào)度機構(gòu)直接確定各機組的運行方式和出力計劃，是一種集中式優(yōu)化決策的資源配置方式。

　　能源互聯(lián)網(wǎng)下的電網(wǎng)規(guī)模巨大運行復(fù)雜，各網(wǎng)地域資源配置不均衡，時空差異明顯，部分地區(qū)具有高滲透率分布式資源，能源供給形式和消費形式也靈活多變，集中調(diào)度難以保證優(yōu)化深度。

　　微網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的末端神經(jīng)組織，區(qū)域內(nèi)可在自治模式下，各個微網(wǎng)單元在主網(wǎng)調(diào)控目標下負責能源的就地消納，與主網(wǎng)并沒有功率交換，同時向上通報負荷情況和能源水平，主網(wǎng)的調(diào)控中心則對電網(wǎng)運行進行監(jiān)督和安全校核；在微網(wǎng)故障或者自治運行失效無法保證微網(wǎng)內(nèi)的能量和負荷平衡時，主網(wǎng)將微網(wǎng)作為柔性負荷，提供輔助服務(wù)，如能量和負荷轉(zhuǎn)移、需求側(cè)響應(yīng)、分布式電網(wǎng)的智能投切等進行功率交換，從而保證微網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行。最終整個電網(wǎng)系統(tǒng)各個區(qū)域保證微平衡，達到跨區(qū)域、跨能源形式的協(xié)同平衡，多能源間的能量平衡優(yōu)化，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)能源運行綜合能效的最大化。（劉敦楠 作者系華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心副主任）