智能电网环境下110KV电力网络经营模式分析研究

智能电网环境下110KV电力网络经营模式分析研究

(1,2,3,4.国网陕西榆林供电公司陕西榆林719000)

摘要:随着智能电网的发展,电力经营作为智能电网的终端,是实现智能电网下各项新功能的物理载体和基础,更是智能电网发展的出发点和落脚点,是“实现智能电网和电力用户双向互动,提高用户服务质量”的重要载体。电力经营不应只满足于售电给用户,而是要引入实时交互的经营模式,结合分布式能源、新能源和新型储能技术,通过市场化的电能定价机制,提高电力资源的优化配置,达到提升整个社会能源利用率的目的。

关键词:智能电网;电力网络;经营模式;分析研究

1.引言

随着智能电网的迅速发展,分布式电源发电上网的需求越来越强烈,给长期垄断经营的电力经营带来了巨大的影响,传统电力行业与分布式能源发电的竞争随着经济技术的发展和能源问题的日益突出而越来越激烈,研究与之相适应的电力经营理论的已经迫在眉睫。智能电网下的电力经营通过先进的电网技术实现电力网络的逐渐优化,进而在电力企业的经营模式上实现革新,分布式清洁能源发电及其并网技术的不断突破,使电力企业在经营理念上不应仅仅局限在单纯的向用户售电,而是引入双向交互的经营模式来适应电力交揚行为中各交易主体的角色变化。

2.电力经营现状

2.1国外电力经营现状

美国是当前世界自动化水平最发达的国家,其电力网络起步最早,已经发展的相当成熟,电力运行的重点是安全稳定,考核电力公司经营工作的主要标准是供电可靠性。美国电力企业为保证移峰填谷、节能及绿色环保,制定了多种灵活的电价政策,如实行丰水季节电价优惠与峰谷电价优惠,允许客户合表优惠,为鼓励电动交通工具实行充电优惠等。对于普通居民用电采取梯级电价,企业客户可以根据每月耗电多少及企业性质选择电价目录中的各种衍生方案,包括选择性绑定需量竞标项目、义务减负荷项目、实时电价、可中断电价等。

日本电力公司的日常电力经营业务包括:供电合同签订、电费电价优惠制定、业扩工程和抄核收等。日本的电力企业能够灵活使用多种经营手段:东京电力公司积极开拓市场,向用户推销新型蓄能空调系统,电力公司负责蓄能空调系统设备的投资和维护,用户不用前期投资,电力公司则在以后的使用过程中逐渐通过电费收回投资。

英国的电力公司对发电、输电、配电、售电各环节拥有相当成熟的技术,健全的价格体系以及强大的交易结算技术。施行的《服务行为规范》中对电力经营的主要工作内容进行了明确规定。

法国电力公司承担法国全国的电力供应,按照电压等级和变压器容量对电力用户进行分类,国家控制电价,电力企业对电价只有建议权而没有制定权。

2.2国内电力经营现状

电力经营是指在不断变化的电力市场中,以电力客户需求为中心,通过供用关系,使电力用户能够使用安全、可靠、合格、经济的电力商品,并得到周到、满意的服务。目标包括:对电力需求的变化做出快速反应,实时满足客户的电力需求在帮助客户节能高效用电的同时,追求电力经营效率的最大化,实现供电企业的最佳经济效益;提供优质的用电服务,与电力客户建立良好的业务关系,打造供电企业市场形象、提尚终端能源市场占有率等等方面。

3.智能电网环境下110kV电力网络经营模式分析研究

3.1国外智能电网下电力经营

美国的智能电网概念是一个动态发展的过程,逐渐由布什时代智能电网重点在对传统能源资源的调节分配发展到奥巴马时代借助智能电网这条新的“能源高速公路”,大力发展分布式清洁能源,促进可再生能源发展的低碳经济的战略发展大舞台,分布式能源在智能电网中的比重将越来越大,发展智能电网也成为美国启动百年新能源产业大变革的战略前提和生命线。

英国更是从整个国家发展战略的高度来统一协调国家的智能电网建设,将分布式能源作为国家可持续发展战略体系的核心,在能源资源总量不变、可持续发展战略和低碳经济模式不变的前提下,要保持经济的发展速度,能源保障只能选择可再生能源。

3.2国内智能电网下电力经营

当前我国对智能电网的研究主要集中在可靠融合目前传统电网中的水电、火电、核电与可再生能源(风电、生物质能、海洋能、太阳能光伏发电、太阳能热发电等)发电方式的最优模式。

有学者提出首先探讨可再生能源与智能电网技术的发展现状,将智能电网与可再生能源并网发电共同研究,创立了智能电网下可再生能源并网发电控制手段,指出了以后的发展趋势;有学者提出通过实验实例研究了人工智能技术的电力设备监测系统的可行性,详细描述了开发和应用电力设备在线监测系统的情况。有学者提出对智能电网互动、兼容等特点的研究,智能电网在促进电力市场向自由市场竞争发展方面起到了巨大的推动作用,未来电力市场的主要载体将是智能电网,智能电网的每一步发展都将带动电力市场向自由竞争市场更进一步,最终实现电力系统运行方式与电力市场供需关系的全面变革,实现电力市场交易主体的多元化与交易品种的金融化,实现电力市场与智能电网的融合协调,实现多种能源形式的合理优化配置;有学者提出侧重于电力市场与智能电网互动关系,认为智能电网对电力市场改革的影响主要体现在智能电网对电力市场发展的基础支撑作用和巨大推动作用以及智能电网在推动电力市场发展后可能带来的长期远景,特别针对分布式电源与智能电网相互作用对电力市场可能产生影响提出了对应办法;同时,还有学者提出分布式能源发电技术的进展和智能电网发展给电力经营带来了新的发展机遇,智能电网跨越式发展下需要新的电力经营理论与新的电力经营模式与之相适应,通过参考借鉴国外的电力经营模式和对未来智能电网下的自由竞争电力市场和网络电力经营的合理假设,极大的促进了电力经营的发展空间。以智能电网下发达的智能配电网为基础建立起来的电力智能经营理论符合现代经营智能化理念以及电力经营模式的变革要求,通过将国外对电力经营的研究现状与当前国内电力经营现实完美结合形成了我国电力体制改革的发展目标,使我国对智能电网下电力经营的研究达到了国际先进水平。

3.3电力网络经营模式研究

在电力行业的网络经营研究方面,国内诸多学者分析研究了我国电力行业的电子商务应用状况,指出我国电力行业的网络经营虽然已经起步,但仍然存在着很多问题,包括零打碎敲、缺乏全面规划,各自上阵、不能整体协调,偏重硬件、观念不够深入,注重技术、轻视商务环节,偏爱实践、理论指导不足等。

电力行业的网络经营不如其他行业,网络经营可以为电力市场的参与者特别是小型电力公司提供运营及管理在线应用服务。电力企业发展网络经营必须采取一种渐进式的以客户为中心的总体发展策略,构建电力产业链的“大电子商务”观点,从信息安全、管理监察、信息传输、协同办公等方面,优化升级电力物资管理信息化管理。以实现我国在现有电力网络、通信网络的基础上,实现电力服务提供、电能量自动获取和计量、电能量信息自动传送、电费自动计算、电费自动收取,达到电力服务交易全过程的电子化目标。

4.智能电网对电力经营的影响

智能电网不是将先进的电网技术和电力电子设备的简单组合,也不仅仅是着眼于孤立的单纯解决电力问题的理论,智能电网是建立在先进的计算机、电子设备和高级元器件等基础上,引入现代通信、自动控制及其他信息技术,通过对电力网络的改造,实现电力网络更加经济、可靠、安全、环保这一根本目标,需要站在全局性的角度综合考虑智能电网的四个维度来观察问题:即绩效目标、性能特征、技术支撑和功能实现,才能更好的理解智能电网。

分布式电源发电并网的紧迫要求促进了智能电网的快速发展,智能电网的发展又为分布式电源的并网提供了技术方案;只有取得相关配套政策的允许分布式电源并网发电才能得以实现,而电网运行方式的改变必然要求与之相适应的电力经营变革。

4.1智能电网对并网电价影响

分布式电源接入智能电网,将使电力输配网从传统的单向、垂直的树形结构向双向、多元的供应网络发展。分布式电源技术的进步降低了发电设备的价格,使越来越多的电力用户拥有了自己的发电设备,智能电网技术的发展又使用户从过去完全的电力消费者变成智能电网下既是电力消费者又是分布式电能生产者的双重身份。

我国目前的发电企业上网电价是由国家发改委确定“一厂一价”,供电企业的销售电价也是由国家发改委制定。智能电网下大量分布式电源用户的发电,特别是风电、生物质能发电和光伏发电的迅速发展,现行的“一厂一价”的强制上网电价方式显然将提髙供电公司购电的平均上网电价,进而增加供电企业成本。这种形势下,供电企业显然不希望购买分布式电源的电能,在当前供电企业控制电力上网的前提下,会想办法拖延签订并网协议,减少分布式电源并网发电时间和电量,这样就会制约分布式电源的进一步发展。因此,为适应分布式电源在智能电网下并网的需要,必须尽快找出适合分布式电源并网机制的上网电价政策。

4.2智能电网对电力市场影响

智能电网中分布式电源发电的发展,将有利推动电力市场迅速过渡到良性竞争的自由电力市场,分布式电源接入智能电网的重要制度基础是电力市场化。随着全球经济的迅速发展,世界各国纷纷投入很大力量來研究更好的解决办法以满足发展对电力能源的从数量和质量两个方面进一步需求。希望通过市场的价格因素来吸引各利益方的参与和提高电力市场各参与方的动力,充分利用电力市场机制来实现对能源的合理使用以满足社会经济发展对电能不断增加的需求。

分布式电源的投资方及运营商与供电公司等大型国企相比一般来说并不是具有很强实力,其话语权一般处于弱势地位。为解决这种局面,必须继续深化电力体制改革,在整个电网范围内建立起来多种类型的电力市场,在电力的生产和销售环节引入市场机制,根据市场机制来利用电力市场各方参与者的智慧來不断平衡电力需求与供给的矛盾。

4.3智能电网对价格体系影响

并网难和价格高制约着分布式电源的发展,风能、水能、太阳能等分布式能源受自然限制大,其间歇性和随机性决定了电能质量与大型常规化石能源发电相比有一定差距,而且受技术水平和规模限制,目前的分布式电源发电成本要高于常规能源发电。要制定与分布式电源的特点相适应的价格形成机制,分阶段采取财政补贴、价格激励、目标引导等措施提高分布式电源在电力市场的竞争能力。可以从以下几个方面进行:

1、通过立法或制定相应的政策规定供电企业必须提供分布式电源上网的条件并且给予一定的政策倾斜来要求供电企业购买分布式电源所发电量这在国际上也是一种通行的办法。

2、动态电价,消纳原理。此时随着分布式电源和智能电网的发展,小型分散的分布式电源用户通过代理商间接参与发电竞价,而大容量分布式发电企业则可以直接以竞价的形式主动参与到市场竞争。

3、价格联动,广域资源优化。社会经济发展的需求与能源环境保护的矛盾推动了智能电网的快速发展,随着坚强智能骨干电网的发展,电力经营不再局限于发、输、配、供与销售电价的联动,而是变成了电能与所有资源的电价联动。

4.4智能电网对计量通信影响

智能电网从根本上说是数字电网,甚至可以说成是数据电网。衡量数据质量的关键是数据的准确性与实时性。分布式电源并入智能电网,首先必须确保这些数据的准确、可靠。上网电量的多少,峰谷电价的计量,双向计量的独立性,智能电网中数据大多是由智能电表实时计量获取的,如何确保这些计量数据实时、准确,就成为电能计量的新研究方向。分布式电源的广泛分布性、随机性、间歇性以及并网引起的双向潮流计算这些都大大增加了电力计量的难度。通过智能电网的双向通信信道供电公司能够自动采集所需用户数据,实时观察分布式电源的运行情况,及时响应用户用电模式改变,有效预测终端售电市场地未来发展走势,通过制定灵活多样的经营方案,激发用户主动参与需求侧响应的热情,积极响应终端零售市场的变化,平衡电力供需缺口,最终实现互动经营。

4.5智能电网对需求侧引导影响

用户需求的及时响应与满足是智能电网下电力经营技术的关键。它要求能量流的平衡与实时交五,电力经营要仔细跟踪需求特性波动因子,及时发现售电市场的微观波动因子并及时响应其变化。

电力网络经营能够通过对电力市场的实时侦测及时发现并响应电力负荷需求变化,通过差异电价实现对电力用户向有利于供需平衡的方向发展。传统电网下能够供电力经营调配的发电资源很少,并且其控制得实时性和结合度也不能得到保证,不能很好的协调各种资源供需矛盾,降低电力市场中的售电风险。分布式电源并网在运行成本、售电均价、售电量、经济效益等电力经营方面给供电公司带来了巨大变革,根本上改变了传统电网向用户单向售电的基本模式,其并网售电将使供需双方存在利益的博弃。

4.6智能电网对终端用户影响

由于智能电网的定义及发展趋势仍在不断研究中,因此对于智能电网对终端用户的影响研究还只能通过研究国家电网公司智能用电小区试点来进行。智能电网在终端客户层面体现出的互动的概念,实质上就是针对分布式电源接入并网的变化以及现代自动化、通讯技术的应用。在国家电网智能用电小区的建设试点中,华北电网《智能电力小区示范工程建设方案书》中提出了实用性、先进性、前瞻性、信息采集全覆盖、双向互动、分布式发电并网、电动汽车充电模式和运营方案等建设原则,拟实现功能包括:1、智能用电服务;2、智能电网支撑三网融合;3、家电控制和用电信息采集及管理;4、社区信息服务。

智能电力小区依托智能电网通讯信道,实现了电力网、电信网、有线电视网和互联网的多网融合,在满足电力安全生产和用户信息服务满意度的前提下,创造了良好的社会效益和经济效益。电力终端用户将享受越来越多的便捷服务。

5.总结

智能电网时代,电力经营模式要放在“低碳经济”的大背景下考虑,从传统经营只注重具体业务和客户服务的局限中解放出来,扩展全局观念,从宏观到微观都要有相应的变化。随着智能电网技术的不断进步,电力网络经营成为可能,它可以提供便利的电力市场,在发电侧解决分布式电源上网竞价的话语权问题,无论发电规模大小,均享有平等的交易机会;在售电侧,可以提供多种的电价销售模式,使分时电价、峰谷电价、绿色电价等成为可能,用户可以根据自己的经济状况和供电可靠性要求选择不同的电力套餐;通过电力网络经营,能够远程控制各种电器设备,真正享受智能电网带来的各种便利。

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