市場環境下微能源網商業模式研究

吳俊宏, 崔 旻, 孫偉卿, 談一鳴

(1.華東電力設計院有限公司，上海 200001;2.上海理工大學光電信息與計算機工程學院，上海 200093)

市場環境下微能源網商業模式研究

吳俊宏1, 崔 旻1, 孫偉卿2, 談一鳴2

(1.華東電力設計院有限公司，上海 200001;2.上海理工大學光電信息與計算機工程學院，上海 200093)

微能源網是由狹義微電網發展起來的廣義微型能源網，集成風、光、氣等多種能源輸入和熱、電、冷等多種產品輸出，其作為微型綜合能源系統，不僅包含了供電服務，也涵蓋了供冷、供熱服務。微能源網具有廣闊的應用前景，但是微能源網的商業模式還不夠成熟，特別是電力市場環境對微能源網商業模式影響較大，缺乏相應的研究基礎和實踐經驗。介紹了我國電力市場的發展概況和現有的售電模式，結合微能源網的技術特點，分析了市場環境下微能源網的作用與定位，并對微能源網的投資模式和運營模式進行了研究。最后，提出了市場環境下微能源網的主要商業產品，包括冷熱電銷售服務、面向用戶的增值服務、面向電網的輔助服務和碳交易統一運作服務，對我國微能源網的發展和商業模式創新具有一定的參考價值。

電力； 可再生能源； 微能源網； 互聯網； 分布式能源； 商業模式

0 引言

微電網在我國已經有多個示范工程，但微電網示范項目大多是分布式電源和電儲能裝置的簡單組合，不能充分發揮整個系統的利用率。隨著對能源綜合利用率要求的不斷提高，純粹提供供電服務的微電網已經不能滿足時代發展的需求。國外已經開始了綜合能源系統(integratedenergysystems,IES)的研究[1-4]，并認為其將是未來30～50年人類社會的主要能源承載形式；歐洲最早提出IES概念并付諸實施，日本是亞洲最早開展IES研究的國家，美國、加拿大等國已將其上升為國家戰略。

微能源網集成了風、光、氣等多種能源輸入和熱、電、冷等多種產品輸出。由狹義微電網發展起來的廣義微型能源網，包含了供電服務和供冷、供熱服務。微能源網也稱為區域型能源互聯網。由于微能源網綜合考慮了各種能源之間的有機組合與集成優化，其突出優勢之一是可以充分利用可再生能源以及能源的梯級進行冷、熱、電一體化生產、計劃和調度。

微能源網應用工程在我國還處于起步階段。雖然我國已經開發了基于分布式三聯供系統的區域供能網，例如上海的虹橋商務區、迪斯尼樂園、前灘、世博園央企總部聚集區等都采用了區域集中供能方式，但這些已建成的項目主要是向用戶供冷和供熱，還沒有直接向用戶供電；同時，由于存在與用戶用能協調不足導致運行不經濟、商業產品單一等諸多問題，其商業模式仍有待研究。

本文將結合我國電力市場發展進程、發展預期和微能源網的技術特點，對微能源網的商業模式進行研究。

1 微能源網研究與發展概況

微能源網的組成為用戶、分布式光伏、分布式風電、分布式三聯供燃機、熱泵以及其他分布式供能單元；儲能裝置不限于電儲能，還包括冷儲能、熱儲能等；組網結構則包括電網、熱(冷)網、通信網等，能夠通過物聯網、云計算、大數據等信息技術對用戶和能源進行統一的調度管理，從而更好地實現能源、環境和經濟效益的統一。微能源網完全顛覆了傳統的大集中、大一統、大規模的供能用能模式和單向管理架構[5-6]，典型的微能源網示意圖和多能互補結構圖分別如圖1、圖2所示。

圖1 微能源網示意圖

圖2 微能源網多能互補結構圖

近年來，在綠色能源需求和節能減排壓力下，國內外更加重視微能源網的研究與應用，例如美國開展的綜合能源系統——冷熱電三聯供(IES-CCHP)系統、加拿大的ICES系統以及2010年日本發起的智能社區聯盟(JSCA)[1-5]等。

國內外學者主要針對微能源網的技術問題進行了研究，例如文獻[6]對微能源網的結構進行了分析，文獻[7]結合冷熱電負荷特性對微能源網的規劃進行了研究，文獻[8]提出了一種復合儲能優化配置方法，文獻[9]～文獻[16]則對微能源網的經濟調度和優化控制進行了研究，文獻[17]重點針對微能源網的供熱系統進行了太陽能—地源熱泵多熱源的控制策略研究。

2016年3月，《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》(發改能源〔2016〕392號)發布，微能源網正是文件描述的“互聯網+”智慧能源的重要表現形式之一；2016年8月，《關于推進多能互補集成優化示范工程建設的實施意見》(發改能源〔2016〕1430號)發布，強調了創新管理體制和商業模式。微能源網在我國的發展前景不僅取決于其技術形式，也取決于商業模式。具有經濟性的商業模式能夠促進微能源網的健康發展。

2 我國電力市場發展和售電模式

我國電力市場發展可以追溯到1978年，當時提出可使用銀行貸款建設電力項目；1987年，政企分開，成立了國家電力公司；2002年，國發〔2002〕5號文發布，提出廠網分開，競價上網；次年，華東電網與東北電網一同被確立為我國區域電力市場建設試點；2009年，原國家電力監管委員會印發《電力用戶與發電企業直接交易試點基本規則(試行)》 (電監市場〔2009〕50號)，開始推進電力直接交易試點工作；2015年，中發9號文及配套文件相繼發布，旨在推進中國電力市場建設和售電側發展，鼓勵發展電力批發市場、電力零售市場以及調峰調頻、無功服務等輔助服務市場。

本輪電改之前，我國已有的售電模式主要有以下三類。

①公共電網售電。我國的國家電網和南方電網都屬于公共電網公司，是中國最常見的售電方式。

②大用戶直購電。2009年，原國家電力監管委員會印發《電力用戶與發電企業直接交易試點基本規則(試行)》(電監市場〔2009〕50號)，開始推進電力直接交易試點工作，不過市場進展非常緩慢。

③分布式電源售電。以分布式光伏為代表的分布式電源投資方直接將分布式電量賣給用戶，是近年來常見且發展迅速的一種售電模式。

本輪電改中新成立的售電公司主要業務模式包括以下三種。

①購售電業務。購售電交易為核心業務，售電公司可以通過與發電企業和售電企業進行市場交易獲得差價收入。

②增值業務。向用戶提供增值服務，如優化購電、節能改造、用電方式咨詢、合同能源管理等。

③營銷業務。部分售電公司(有配網)可從事抄表、表計維護、計費和收費、信息服務等相關電力營銷業務。

3 市場環境下微能源網的作用與定位

微能源網利用風、光、氣輸入，通過能源的生產和轉換，向終端用戶提供冷、熱、電產品。微能源網各方關系圖如圖3所示。

圖3 微能源網各方關系圖

電力市場環境下，并網型微能源網關于電力產品的市場定位，可以分為用戶型微網和售電公司型微網兩類。微網參與電力市場的主體定位，可分為用戶主體和售電公司主體。微網參與電力市場主體定位如圖4所示。

圖4

①用戶型微網，即單個用戶建設的微網，例如一個工廠用戶建設的廠區內含有光伏、儲能等元件的微網。無論微網與工廠業主的關系屬于合同能源管理模式、能源服務公司模式，還是業主自行投資、自行維護模式，該微電網在電力市場主體中均應和工廠用戶一同被視作用戶主體，而非售電主體。另外，《關于推進售電側改革的實施意見》中提到，該類“擁有分布式電源或微網的用戶可以委托售電公司代理購售電業務”，即該類微網用戶可以同其他用戶一樣參與電力市場。

②售電公司型微網，即形成局域網向多個用戶主體供電，例如一個工業園區的微網，同時面向多個不同用戶進行供電。該類型微網電壓等級一般為10～110kV，且與公共電網存在單一并網點。并網點以下部分屬于微網主體投資建設的增量配網部分，且負責該配網的運營。按照《關于推進售電側改革的實施意見》中對售電公司的定義，該類微網主體應屬于第二類售電公司，即擁有配電網經營權的售電公司。根據微網主體對網內分布式電源的擁有情況，可進一步將微網主體分為發配售一體化公司和配售一體化公司。

4 微能源網商業模式

4.1 微能源網的投資模式

微能源網的投資模式主要包括社會資本投資建設模式和公私合營模式(publicprivatepartnership,PPP)投資建設模式。

①社會資本投資建設模式。

該模式是由社會資本進行投資建設。考慮到微能源網的投資標的較大，且投資項目對工程技術要求很高，除傳統銀行貸款融資模式外，社會資本投資建設可尋求專業性更強的融資租賃公司提供融資服務。

②PPP投資建設模式。

近年來，國家出臺了一系列針對PPP模式政策支持文件，包括《中共中央國務院關于深化投融資體制改革的意見》(中發〔2016〕18號)、《國務院關于創新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》(國發〔2014〕60號)、《國家發展改革委關于切實做好傳統基礎設施領域政府和社會資本合作有關工作的通知》(發改投資〔2016〕1744號)。這些文件明確提出：“鼓勵引導民間投資和外商投資”，“鼓勵和引導民營企業、外資企業參與PPP項目”，“探索在PPP項目中發展混合所有制，組建國有資本、民營資本、外商資本共同參與的項目公司，發揮各自優勢，推動項目順利實施。引導民間資本、外商資本參與PPP基金等，拓寬民間資本、外商資本參與PPP項目渠道。鼓勵不同類型的民營企業、外資企業，通過組建聯合體等方式共同參與PPP項目”。

4.2 微能源網的商業產品

在電力市場環境下，微能源網能夠提供更多的商業產品，主要包括以下四種[18]。

①冷熱電銷售服務。

根據微能源網的技術特點，可以向用戶提供電產品和冷熱產品，同時應制定合理的冷熱電產品套餐，以提高微能源網的運行經濟性以及節省用戶的用能費用。

②面向用戶的增值服務。

該服務包括用戶節能服務、需求管理服務、不間斷電源(UPS)服務等。通過大數據，可對用戶的用能習慣進行分析。增值服務能夠給用戶提出合理的節能建議，同時可通過價格引導用戶用能合理消費，并且利用微能源網的孤網運行功能以及電儲能系統向重要用戶提供不間斷電源服務。

③面向電網的輔助服務。

該服務包括響應電網的需求管理信號、對電網提供調峰、調頻服務、無功電壓支撐服務以及黑啟動服務等。微能源網的技術優勢在于能夠對用戶負荷、分布式電源、儲能設備進行統一管理，具有多種調節手段，諸如分布式電源、儲能等，能夠針對電網提供調峰調頻服務。同時，微能源網內的逆變器單元和燃機均具備功率因素調節能力，可以為電網提供無功支撐服務。除此之外，微能源網具備電網全黑故障下的孤網運行功能，能夠為鄰近電廠提供黑啟動電源服務，支援電網的黑啟動。

④碳交易統一運作服務。

2017年，全國將建成統一的碳排放交易體系。結合用戶節能服務和網內綠色能源服務，將網內碳交易排放權作為商品。由于該服務對網內用戶進行統一管理，可以考慮打包網內用戶的碳排放權進行交易，以獲得更大利益。

4.3 微能源網的運營模式

微能源網項目可以由用戶自行運營，對于不擅長能源管理的用戶，也可以委托第三方運營，有多種運營方式可供選擇。微能源網主要運營模式如圖5所示。

圖5 微能源網主要運營模式

其中，綜合能源服務與售電公司最主要的區別在于：如果采用綜合能源服務，微能源網內分布式電源(特別是分布式燃機)的發電量可以選擇上網模式。

5 結束語

近年來，國家密集出臺了多個文件，鼓勵清潔能源和能源互聯網的發展。同時，隨著智慧能源技術的不斷成熟和我國電改的穩步推進，可以預計在不久的將來，微能源網將成為我國重要的能源生產和消費形式之一。

微能源網的發展在我國尚屬起步階段，商業模式還不夠成熟。本文探討了我國電力市場環境下，微能源網可能存在的商業模式，并對微能源網的投資模式、運營模式和商業產品進行了分析，對于微能源網的發展和商業模式創新有現實的參考價值。

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StudyforCommercialModeofMicroEnergyNetworkintheMarketEnvironment

WUJunhong1,CUIMin1,SUNWeiqing2,TANYiming2

Here,microenergynetworkmeansthegeneralizedmicroenergynetwork,whichisdevelopedfromthenarrowsensemicrogrid,itintegratedwind,light,gasandotherenergyinputsandheating,electricity,coolingandotherkindsofproductoutputs;asamicrointegratedenergysystem,itnotonlycontainsthepowersupplyservices,butalsocoversthesupplyofcoolingandheatingservices.Microenergynetworkhasbroadapplicationprospects,butthebusinessmodelofmicroenergynetworkisnotmatureenough,especiallythepowermarketenvironmenthasgreatinfluenceonthebusinessmodeofmicroenergynetwork;andlackofrelatedresearchandpracticalexperience.Thedevelopmentoverviewandthecurrentsalesmodeofourelectricitymarketareintroduced;andcombiningwiththetechnicalcharacteristicsofmicroenergynetwork,theroleandpositioningofmicroenergynetworkundermarketenvironmentareanalyzed;andtheinvestmentandoperatingmodesofmicroenergynetworkarestudied.ThisprovidescertainreferencevalueforthedevelopmentandinnovationofbusinessmodelofmicroenergynetworkinChina.

Electricity;Renewableenergy;Microenergynetwork;Internet;Distributedenerygyresources;Commercialmode

吳俊宏(1984—)，男，碩士，工程師，主要從事能源互聯網以及電力市場方向的研究。E-mail:wujh2589@ecepdi.com。

TM727;TH

ADOI: 10686/j.cnki.issn1000-0380.201701005

(1.EastChinaElectricPowerDesignInstituteCo.,Ltd.,Shanghai200001,China;2.SchoolofOpticalElectricalandComputerEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093，China)

修改稿收到日期：2016-11-22