微網，光伏之蜜糖，電網之砒霜？

當托馬斯·愛迪生在1882年建成他的第一個直流微電網時，他或許不會想到微網的概念在百年後的今天再一次火熱起來。

早在十九世紀末，電氣化方興未艾之時，相較於爭執不休的交直流，電網在規模上「越大越好」 這一定律便從未改變過。無論是從經濟性還是安全性的角度上來分析，電網的互聯都可以降低建設成本，且一定程度上增加系統的慣性，並相互分享系統的靈活度，使其能夠更加從容的面對大大小小的故障，快速恢復原狀。

從英國已經給出的十幾吉瓦高壓直流輸電（HVDC）建設計劃，到歐洲連接亞洲和北非的2050超級電網（SuperGrid）構想，再聯想到國內火熱的全球互聯網概念，「電網互聯」這一概念一直為電氣工程師們所推崇。然而，就像曾經一敗塗地的直流輸電成功翻身一樣，曾被貼上「難堪大用」的標籤的微電網（以下簡稱「微網」）也開始火熱起來。

在分析微網的利弊之前，讓我們先看一下美國能源部對微網的定義：

「A groupof interconnected loads and distributed energy resources (DERs) with clearlydefined electrical boundaries that acts as a single controllable entity withrespect to the grid and can connect and disconnect from the grid to enable itto operate in both grid-connected or island modes.」

簡要翻譯就是：

「微網是由一組互聯的負載和分散式能源組成的。相對於電網來說，其具有單一可控的特徵，使得它既可以在與電網相連的條件下工作，又可斷開連接，單一運行。」

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光伏蜜糖

以此我們可以注意到微網的主要特徵就是其能夠在「孤島模式」運行。這也是微網早期最主要的應用，對於島嶼或是山區甚至極地等經濟性上或技術性上無法與主電網相連的地區，微網的建設能夠給當地居民帶來穩定的供電。但是這種場景下的需求畢竟有限，那麼為什麼最近微網的建設又突然進入快車道了呢（如下圖預測）?

主要原因有三點：

「電網可靠性的區別化」

「峰谷電價的差異化」

「接光伏的鍋」_(:3)∠)_

首先我們來談談可靠性。

近年來全球極端天氣增多，造成了不同程度的停電事故，給電網的運行造成了極大的挑戰。全網統一的可靠性標準或許已不再適用。電網需分清輕重緩急，讓醫院消防等公共事業的供電需求在大範圍故障的情況下優先得到保障（當然不是說你家就該斷電(??ˇ?ˇ??)，只是救死扶傷的供電應優先保障）。

與此同時，微網可不僅僅指代的是幾個備用發電機。首先它需要有足夠並「可靠」的發電容量來實時滿足網路內的非彈性的用電需求，也就是在隨時斷開的前提下實現穩定運行。其次它需幫助建立彈性電網，提高其恢復力（resilience），保證斷電后的快速重啟。 最後，在不斷接入新負載的前提下，微網也可以通過控制降低區域用電峰值，從新排組用戶的電力需求，從而減緩電網更新設備的需求，也意味著更少的硬體擴容投資。

第二條則是能源交易。

隨著新能源發電的不斷增加，其發電的不穩定性也會造成電力市場清算價格的變化越來越大。比如英國在去年九月就曾出現過比日常價格高24倍，清算電價達到£999/MWh的情況。由於微網一般配有儲能裝置，所以其也可以實現對「峰谷電價」的利用，從而節省用戶的購電成本。此外，這類儲能裝置也能幫助電網/售電公司吸納更多的可再生能源發電，達到其所被分配的「可再生能源配額要求」（例如綠證等）。

最後一個關鍵點就是電能質量的提升。

一方面頻率或電壓敏感類的負載在電網中的比重逐漸增加，另外一方面分散式發電（尤其是光伏）不斷接入居民側，加劇了電壓和電網頻率的不穩定，所以在電網公司急需提升局部調節能力。而微網能通過它所配備的各類發電和儲能資源，以及相應的電力電子元件，對電能質量進行調節，並限制以及緩解區域電網運行不穩定對主電網的影響。此外這些分散式的發電和儲能也能為電網和調度提供 「輔助服務」，支撐電網運行。

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電網砒霜

以上說了一堆微網的「好話」。但是為什麼電網公司有可能視微網為砒霜呢？可概括為兩點：

?可靠性標準的區別很難被貨幣化

?當前電網的盈利模式過於單一

像上文中提到的，微網的重要貢獻就是可靠性和電能質量提升。但是這兩個標準都很難被直觀的從投資回報比中反映出來，而客戶也未必願意為此買單（甚至有人會說電網在畫大餅，你也沒轍），所以電網不願做出改變也是可以理解的。

此外電網企業的利潤來源一般是「輸配固定電價」。這一價格的制定是根據居民購電量以及電網設備折舊計算的。而且由於輸配電天然壟斷的特性，定價機制受到政府監管。考慮到電氣設備較長的運行壽命（一般可達到20-30年），電網公司一般是不希望看到設備因為「用戶需求改變」而過早被更換的。而我這裡所說的用戶需求改變就是指光伏，儲能，還有電氣化供冷暖以及電動車充電等不同活動在無協調控制的前提下加入。

但是科技發展如此迅猛，光伏和儲能組件價格不斷降低，用電側對於自發電設備的利用率只會越來越高，而這也使得未來電網所可能需要面對一個重大問題：「負載叛逃」（load defection）。這種情況下，如果電網企業願意擁抱這種變化，建設微網，幫助優化分散式資源的運營，恐怕只會加速負載叛逃的進程，這對依靠輸配電費這單一收入源的他們來說無異於飲鴆止渴。但電網公司若想通過一己之力（例如取消Net Metering政策）限制光伏發電的接入，恐怕只能延緩負載叛逃的到來，無助於解決電網利潤來源的問題，造成用戶和電網公司兩敗俱傷的局面。所以不得不說電網公司站在了一個按常規套路出牌都是死路的岔路口。

那麼對於這一問題，作為既得利益者的Tesla和Solar City 公司的CEO—埃隆·馬斯克又是怎麼評價的呢？

首先他在之前收購SolarCity問題上就表示他就是為了布局「光伏+儲能+電動車」的微網一站式服務。

他曾認為人類終極能源來源是分散式發電，但在最近卻發出了不同的聲音，安撫電網公司。他認為未來分散式和集中式發電比例可以達到1：2。這也就是說電網公司仍能分到一塊很大的蛋糕。當然這一假設是建立在供暖和通勤需求都被大量電氣化的前提上。讓人不得不為此打上一個大大的問號。

至於馬斯克為什麼要做出這樣的評價，因為他預測到特斯拉未來在儲能市場上的銷售額百分之八十到九十是來自於大容量的Powerpack 電池，而不是面向居民的Powerwall，而電力事業公司這一大客戶必將成為儲能銷售企業眼裡的一塊大肥肉。

新能源技術的爆發已然不可阻擋，而站在路中間的電網公司們，如若不求變，不想方設法找到「解毒劑」，恐怕只會落到個湮滅在歷史洪流中的下場了。