分散式能源在未來會如何發展？

來自專欄中國電力市場與能源未來-交能說

分散式能源在我國正處在一個飛速發展的階段，在政策和資本的助推下，「十三五」期間，我國分散式光伏項目將全面開花，進入加速發展的快車道。

分散式能源的發展潛力十分巨大，為了充分發揮分散式能源的發展潛力，技術是至關重要的一部分。但成本降低其實不是推動分散式能源技術發展的主要動力，而創造一個革命性的產品才真正能夠推動其技術發展，就像是手機和汽車的出現一樣。分散式能源能夠讓更多人參與到能源的生產當中，這是分散式與集中式能源系統相比能夠脫穎而出的重要原因。分散式能源系統的出現，讓普通的個體戶可以生產、儲存能源，擁有自己的智能電器設備，為分散式能源的推廣帶來了更大的意義和動力。但這種分散式的系統同樣也讓人很難直接預測分散式能源的成功，與集中式系統不同，集中的大型電廠往往只有一個最終目的，那就是利益最大化。而分散式能源正是因為分散的特質，不同終端用戶的決定往往可能是經濟或非經濟因素的疊加所產生的結果，其發展非常多樣化，充滿不確定性。但根據當前發展趨勢預測，分散式能源可能為我們的行業帶來的兩種變化是幾乎可見的。

一、能源服務會成為超越電力的商品

專註於分散式能源的公司可以在賣電或者其他能源產品的同時找到附加價值和收入來源，比如通過可變負荷及分散式發電的靈活性潛力實現集成以及變現服務等。

1. 針對電力終端用戶的能源優化服務

智能電錶技術實現了自動測量、記錄、儲存、讀取用戶所消耗的包括電、熱、氣等能源數據，這些數據是分析優化用戶生產和消費模式的基礎。在大數據技術支持下的數據挖掘和分析有助於描繪用戶用能特徵。如何進行能源組合才能花費更低？什麼時候用電？用自己發的電還是用電網的電？光伏或天然氣發電量為多少是最高效的？儲能系統的尺寸怎麼確定？怎麼選擇尺寸最合適的熱泵？以上這些問題在大數據以及數據分析的技術支持下很快將變得迎刃而解。而物聯網技術與無線通信技術的結合也解決了現代分散式能源的互動問題；家用電器、電動車、充電站以及其他耗能設備也能夠連接到分散式能源系統當中，給需求側管理和能源優化的商業化提供了基礎。

在這裡，我們舉一個智慧能源示範項目的例子：去年三月，廣州供電局在廣州中新知識城投產南方電網區域(五省區)內首個基於四網融合的「互聯網+智慧用能綜合示範小區」項目，小區內共有21棟樓，合計約1450戶。「互聯網+智慧用能綜合示範小區」(下稱「智能小區」)是一套為用戶設計的綜合能源服務體系，以電力光纖入戶而構築的通信網路為基礎，通過整合電、水、氣三表一體化集抄系統、智能小區綜合管理系統、智能家居、分散式能源、充電設施等關鍵元素，將能源與信息深度融合，為用戶打造智慧用電的生活。智能小區電水氣三表數據通過統一的集中採集設備和小區專用光纖網路實現計量表數據遠傳抄表，只需10秒即完成對一棟樓所有用戶的抄表工作，住戶可從物業處快速獲取實時的三表數據。同時系統會實時進行遠程控制和故障診斷，分析系統損耗，實現對電錶、水表、氣表等的「抄、算、管、控」一體化、智能化管理。

2. 針對集成能源系統的服務

除了針對終端用電用戶的服務，分散式能源系統也會提供針對集成能源系統的服務。大多數分散式能源項目都會連接到公網，形成分布系統與中央系統的雙向能源和信息流動。通過削峰填谷、頻率控制、儲備容量和提高電能質量等措施，分散式能源的產能對於中央系統來說也是一種附加價值的服務。未來，儲能技術的發展以及先進的需求側響應技術會讓分散式能源的這些能力更加突出，對於電網的穩定性有非常大的益處。

二、能源系統的數字化連接

之前已經提到過，分散式能源是可以為用戶量身定製的，這其實需要許多分散的系統部件協調運作才能實現。這些分散部件的高效集成要大量應用信息與通信技術，比如數字化感測器、控制器、智能電錶等，今後還要使用大數據分析和雲計算工具。

今後，DES可以還將促進新的數字化方法的出現，如虛擬發電廠和智能微電網。 這使得能源系統的數字化變得更強大，並可以實現了與最終用戶的設備與設備的高級集成。與傳統的集中式能源系統不同，分散式能源系統價值鏈中的不同節點如發電機，電網，負載和儲能完全不同，因此DES中的不同節點趨於收斂。創新的分散式數字化交易技術的應用可以使分散式能源在將來獨立於集中式交易系統。這可以為區域、城市和其他區域層級的能源交易奠定基礎。

總的來說，能源系統的未來數字化連接允許DES以智能方式連接能量系統的不同組件：

? 不同DES之間的時間耦合。一種耦合效應是在不同時間整合，諸如風能、太陽能和天然氣等供應選項，以最低成本選擇實現最佳供應。另一種耦合效應是激勵適當使用需求響應或能量存儲，更一般地說，連接允許DES以智能方式連接能量系統的不同組件。

? 不同DES之間的時間耦合。一種耦合效應是在不同時間整合諸如風能，太陽能和天然氣等供應選項，以最低成本選擇實現最佳供應。另一種耦合效應是激勵適當使用需求響應或能量存儲，以便在不同時間最佳地協調能源供應與需求，以實現最具成本效益的能源使用。

? 不同分散式能源之間的空間耦合。不同的分散式能源所有者，例如家庭，建築，社區或工業園區，可以通過優化網路結構的空間拓撲，彼此交互並可能進行點對點交易，跨各個地理區域同步能源供需。

? 分散式能源與集中能源之間的時間耦合。在需求響應，存儲，虛擬發電廠和智能微電網的支持下，DES可以實現與集中能源系統的最佳協調，實現整個系統的優化。

? 分散式能量與集中能量之間的空間耦合。在偏遠的離網區域，可以實施獨立的能源孤島項目，以降低輸配電基礎設施的成本。更廣泛地說，空間耦合可以有助於實現結合分散式和集中式能源的最優化。

（內容編譯自：IEA, Prospects for Distributed Energy Systems in China, 2017）

END

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