屬于新能源時代的電網應該長什么樣?
2021年3月，中央財經委員會第九次會議上首次提出“新型電力系統”的概念，明確指出要“深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統”。電力系統也由此迎來了全面轉型升級的重大歷史機遇。
新型電力系統，“新”在大量新能源的接入，這個看似簡單的轉變對于電網的要求是系統性的，包含電網形態、負荷特性、技術基礎、運行特性等方方面面。
要構建這樣開放的復雜系統，破解能源電力安全、綠色、經濟“不可能三角”，無疑將是一項長期的系統性工程，亟須凝聚行業內外、產業鏈上下游各方力量，明確路徑、統籌推進、協同發力。
在此大背景下，施耐德電氣聯合《36碳》開啟了“走進 · 綠色先行者” 系列開放日活動。該活動通過對 “源、網、荷、儲”不同領域的綠色先鋒企業、園區、工廠、院校的實地走訪與深入交流，邀請專家、企業代表共同探討在雙碳和新型電力系統建設語境下，能源產業技術路線、前沿趨勢與發展機遇、技術落地與實踐進展等，期以綿薄之力賦能新型電力系統加速建設與發展。
在新型電力系統的建設過程中，微網和綜合能源管理的協同發展為提升新能源的消納水平發揮著重要作用。10月9日，首期“走進綠色先行者”開放日活動來到清華四川能源互聯網研究院，并圍繞“微電網與綜合能源管理”這一主題，就如何幫助用戶從傳統能源消費向新能源多能融合、實現產消一體轉型，最終賦能新型電力系統建設展開深度探討。
參與對話的嘉賓和主持人分別是：
內蒙古電力集團經濟技術研究有限責任公司董事長 趙晨旭教授
清華四川能源互聯網研究院新能源電力系統分析與優化研究所主管 王湘博士
太湖新城集團新城能源公司副總經理 黃莉
施耐德電氣綜能微網業務負責人 黃弘揚
36碳資深作者 王方玉
本次對話主要內容整理如下：
“走進·綠色先行者”圓桌對話 之 趨勢變化
主持人：伴隨新型電力系統建設的不斷推進，電網將呈現哪些變革?在未來的新型電力系統當中，微電網與綜合能源管理處于什么樣的位置?
趙晨旭：站在前十年，電網領域的設備基本都是固定的，沒有很大的變化，也沒有商業機會;在新型電力系統建設的背景下，伴隨不確定因素增多，風能、光伏和儲能等電源隨時可以進入電網，對于電網系統、設備的可靠性、耐受性提出了挑戰，但背后也帶來更大的機遇。作為一個電網人，我內心既擔心又歡喜，歡喜的是更多主體參與電力系統建設，電網可以減少投資，擔心的就是在安全上的挑戰。
構建新型電力系統，要求電網從傳統單向輸電模式轉變為雙向互動模式，在實現高度智能化的同時，加強與其它能源系統的互聯互通。需求側企業亟需加大對新能源的投資與利用，積極與電網深度合作，利用電網資源降低運營成本、提高服務質量，借助電網技術優勢實現企業智能化升級。在此過程中，電網側進行有效“統籌協同”，消費側推進“綜合能源管理”成為兩大攻堅重點。
而微電網作為支撐分布式能源發展的關鍵技術之一，為用戶提供多元化綠色能源供給，并作為有力補充，緩解傳統電力系統的諸多不足;綜合能源管理成為能源節約和減排的重要手段，助力企業實現綠色轉型和可持續發展。這需要更多企業參與進來，在打造經濟、安全的電網的同時，重構商業模式，實現減碳、清潔與商業效益的同步。
主持人：現在微電網和綜合能源管理的推廣還處于一個試驗示范階段，還沒有廣泛應用，這背后的原因是什么?面臨著哪些發展的阻礙?
王湘：我們國家在電網的基礎設施建設上投入非常大，有著堅強的電網。在今天我們大規模的新能源建設，尤其是分布式新能源發展的背景下，微電網的需求不斷增多，并迎來快速發展期。比如農村地區分布式光伏和整縣光伏的推進，其本質上是形成了一個微電網，農村地區發展微電網還可以解決一些末端電網供電上的低電壓和可靠性問題。
目前，制約微電網發展的因素，一是微電網建設的產業鏈不夠完善，二是在規劃方面也沒有形成一種規劃的范式標準。所以未來在微電網和綜合能源管理的建設上，可能需要根據各個地區不同的需求和相應的資源稟賦，去打造一些示范性工程項目。通過示范性工程項目，形成一些行業的共識，在這個過程當中培養出一些引領行業發展的人才，多管齊下，逐步推動微電網的發展。
“走進·綠色先行者”圓桌對話 之 實踐探索
主持人：施耐德電氣深耕電網領域，在國內外市場都有著豐富的實踐經驗，如何看待當前微電網和綜合能源管理面臨的技術難題?施耐德電氣在微電網技術方面做了哪些布局?
黃弘揚：在實際業務中，我們發現新型電力系統將帶來很多變化。從用戶的角度來看，隨著用戶端新能源比例的提高，源網荷儲等電網各個元素隨之增多，對用戶端形成一系列挑戰，其最核心的，一是安全，二是經濟性或者說效率。以前用戶并不需要考慮安全性的問題，更多是電網和設計院來負責整套系統，但在微電網場景里，在一個源網荷儲的多元系統中，除了設備安全，系統安全，還有很多全局安全和匹配性的問題需要考慮。我們看到一些客戶在實踐中，多個子系統之間的權責不清晰，背后就會有安全的隱患。所以我們強調，要從系統層面看微網或者綜合能源管理的應用。
面對新能源接入帶來的諸多不確定性，數字化創新則成為推動變革的核心動力。比如，整個配電結構發生變化后，需要通過數字孿生與仿真模擬，去重新匹配其安全性，再比如，很多用戶配備了光儲充風等新能源設施，該如何保證安全和協調運行也是個問題。我們在開展業務中接到很多這種來自客戶的咨詢需求。
效率方面，可挖掘的地方就更多了。因為隨著用戶側“源網荷儲數碳”等元素的復雜交織，互相之間的協調和配合就需要進行充分的考慮和精細化、一體化管理。再結合用戶場景的區別有針對性管理，例如，建筑和工廠場景的需求可能就是完全不一樣的。泛建筑場景的能耗主要來自于暖通，如何把暖通作為一個柔性空間融入整個建筑的源網荷儲就很關鍵;在工廠里，還要區分不同的工藝，這里面存在很大的優化空間。所以新型電力系統不只是電力系統問題，更重要對用戶的使用場景有深入了解，站在用戶角度考慮，我們發現用戶面臨很多類似的新問題，這需要用我們更多的時間積累，用數字化的技術結合場景來滿足用戶的新需求。
主持人：太湖新城集團在城市建設方面打造了很多綠色、低碳、宜居的標桿案例，在推進能源綠色低碳轉型過程中積累了豐富的經驗，而新城能源又是新城集團旗下唯一的能源管理平臺，如何看待當前的能源綠色低碳發展趨勢以及微電網發展?企業需要采取哪些行動?
黃莉：能源綠色化、低碳化應該說是目前我國能源轉型及全球發展的大趨勢。無論是國家戰略層面，還是各方需求層面，要實現“雙碳”的更快落地，微網是其中關鍵一環。太湖新城集團新城能源公司成立兩年，聚焦零碳技術、低碳手段，在全國范圍內落地八大項目，涉及到新型電力系統站網互動示范中心、企業綜合能源站、零碳場館、商超充電站等多元化場景。通過頂層設計先行，與用戶共同策劃，站在用戶角度規劃、開發與整體建設，真正實現為用戶提供能源綜合管理服務。
“走進·綠色先行者”圓桌對話 之 場景落地
主持人：微電網與綜能管理的應用場景有很多，據您了解，微電網與綜能管理在具體場景中落地情況如何?是否面臨一些挑戰?
趙晨旭： 首先，微電網肯定是一個盈利模式，未來也是個趨勢。簡單而言，微電網就是將過去的光、風、氫、儲、充電樁等各個點連成一個面，隨時可以調度或者公用。電網缺電的時候，就輔助返送給電網，保證可靠運行。
但我也觀察到，微電網實際落地應用挑戰比較大。我們之前有一個園區運行案例，投資和規劃設計都很順利，但運行到第三年的時候就開始出問題。一個是電價的問題，掙不到錢，二是維護成本比較大，起初運行良好，后期負荷上來了，設備也到了該維修的時候，出現如跳閘等故障，沒有專業的維修團隊來維護。最后園區運作困難，還是要找到供電單位來處理，導致最后維護成本上漲。這個案例未來也會碰到安全性的問題，一旦出現大的安全風險，以其現有能力是處理不了的。
為應對以上問題與挑戰，人才、制度、體系、標準都很關鍵。電網有相應的標準，但綜能和微電網這塊的標準還不很完善，出現問題如何解決，怎么規劃，現在都相對空白，一些研究的結果也有待進一步落地。
主持人： 在場景實踐上，清華四川能源互聯網研究院有哪些探索和發現?
王湘：推動微網綜能在單一業務產業園與多元化業務產業園的差異化應用，實現典型場景的應用探索，才能真正實現微網綜能的場景化應用。在四川的農村地區也針對性地開展微電網相關研究。考慮到農村地區的資源稟賦，利用當地生豬養殖產生的廢料、糞便等作為生物質燃料來發電，構建農村微能源網，提升當地的供電質量。同時，微電網的構建還為本地創造了新的就業機會。
同樣的，在推動微網、綜合能源應用的體系下，特別在工業園區場景應用，也應該因地制宜，充分利用當地稟賦。因為不同的工業園區可能產業不同，電力負荷的特征也不同，不同產業鏈在電力負荷上可能是有一些耦合或者互補的關系，在做這種典型場景微網或者綜合能源系統的時候，還要把這類因素綜合考慮進來。
主持人： 新城能源在踐行綠色低碳發展過程中，有哪些經驗可以給大家分享一下?
黃莉：新城能源的定位是新能源的整體運營管理商，負責全過程、或者說全生命周期的整體規劃。我們主要聚焦零碳技術、低碳企業、近零碳園區的一些建設，落地的場景還是比較多的，包含了綜合能源站、商超充電站、零碳場館、分布式光伏電站、重卡換電站等。比如，無錫首座零碳場館——太湖博覽中心、無錫首座垃圾集運中心的分布式光伏電站、華東區域規模最大的商超充電站等都是我們的示范案例。
微網和綜能管理是一個非常新的東西，而且處于不斷的變化中。我們在給業主做前期能源規劃的時候，會保證頂層設計在最前沿。同時在整體規劃的時候，站在業主的角度考慮，不管是開發、建設還是整體運營，做到系統化、長周期的規劃和安排，這樣才能盡善盡美。秉承“專業的事情要找專業的人”的理念和做法，新城能源期待與生態伙伴一起合作共贏。
主持人：施耐德電氣在推進微網建設和能源落地的場景層面，有哪些觀察，進行了哪些實踐?
黃弘揚：因為場景比較新，綜能和微電網的潛在挑戰很多。我們在實踐當中遇到過非常多復雜的場景和案例。我們經?？吹?，在綜合微網的建設過程中，不同資產歸屬于不同主體，協調和溝通難度大。此外，由于綜能和微電網還處于一個早期的快速生長階段，市場上缺乏懂多科目和擁有整體規劃能力的專家，所以在項目規劃階段就需要擁有專業能力和項目經驗的幫手參與其中，能進行統一的規劃和管理，這一點我覺得非常重要。
與此同時，我們看到當前的大量項目，其實是以經濟利益為驅動下的元素加法，并沒有起到“1+1大于2”的效果。這就造成運維管理的難度很大，給用戶也帶來了很多麻煩，甚至經濟損失。通過施耐德電氣比較精細化的管理介入之后，就可以讓其收益放大。
其實，當我們真正地站在用戶的角度，并不是安裝了設備和系統就結束了，更關鍵的是如何把系統綜合利用起來。這背后就需要數字化技術的支撐，技術在綜能和微網場景里面的重要程度進一步放大。我們認為當前整個微網場景里面有很大的優化空間。
微電網相關技術中，數字化是提升安全性和經濟性問題的重要手段。比如剛才提到的運維問題的處理、靈活電價的適配調度與優化，通過數字化的方式還可以進行歷史追蹤、分析、預測、調優。再比如說虛擬電廠中，光伏、儲能、充電樁、暖通等元素的協調管理，以及具體應用當中各主體之間的協調，這對整個系統的要求會比較高，如果不通過數字化的手段很難處理，所以施耐德電氣高度重視數字化應用。
技術做精做細后，一方面是有盈利空間可以挖掘，另一方面也可以提升管理效率、運營效率等。隨著行業發展越來越成熟，我相信都會意識到數字化技術的重要性，也能越來越多地挖掘出微電網系統的潛力，進而最終促成整個生態的繁榮。
“走進·綠色先行者”圓桌對話 之 前景展望
主持人：針對微電網和綜合能源管理的發展前景，有請各位嘉賓為大家送出一句話的寄語或者總結。
趙晨旭：選擇大于努力，越是在不確定的時代，就越要做出正確的選擇。今天，我們選擇微網和綜合能源這一賽道，一定是看準了整個產業的發展趨勢，相信未來會創造更大的價值。
王湘：在新型能源體系建設的過程當中，我們既要著眼于大的清潔能源基地和特高壓輸電的局面，同時也要看到分布式的清潔能源的微網和綜合能源的發展前景。相信綜合能源和微電網這個行業有很大發展潛力，這是我們建設新型能源體系兩條腿當中重要的一條大腿。
黃莉：科技賦能企業，綠色引領未來，低碳能源大有可為。
黃弘揚：在綜合能源這個領域，我們想強調OT+IT，即數字化技術手段與場景的真正融合，這是建設微網和綜合能源的有利武器。施耐德電氣將繼續秉承在能源管理和自動化領域的初心，繼續推動整個新型電力系統的建設，同時為更多企業的“碳中和”之路持續賦能。
要實現雙碳目標，能源是主戰場，電力是主陣地，而微電網和綜合能源管理是建設新型能源體系兩條腿當中重要的一條大腿。 對于微電網和綜合能源管理這一充滿潛力的新興市場，資深專家與實踐先鋒們滿懷信心，發出了市場最強音。
在新型電力系統發展日新月異的當下，微電網和綜合能源管理的重要性不斷提升，展現出了巨大的成長潛力。讓我們共同期待中國的新型電力系統和微電網事業能夠發展的更穩更快，生長出更繁榮的生態，為“雙碳”目標貢獻更大力量。
