概念你都懂，但能源互聯網項目如何落地？

小編按：能源互聯網是一種互聯網與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產業發展新形態，既有宏大的抽象概念內涵，亦可聚焦於具象化的能源互聯網項目，其中局域（園區）能源互聯網項目是大量企業的關注重點。

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【第八期】能源互聯網項目設計關鍵要素探討

主講人：王伊曉 上海電力設計院 項目負責人

演講提綱：

• 對能源互聯網概念的理解

• 能源互聯網項目設計關鍵要素

• 能源互聯網項目中的探索實踐

• 精彩問答

對能源互聯網概念的理解

概念的出現

首先，來說說我對能源互聯網項目的理解。「能源互聯網（互聯網+智慧能源）」的出現是天時、地利、人和三方面因素綜合而成的結果：

• 天時：目前能源面臨著消費、供給、技術、體制四方面革命。這些能源革命為能源互聯網的發展和催生奠定了一定的機遇。

• 地利：能源互聯網最終的發展需要的目標很大程度上是清潔能源比例上的提高和清潔能源的高效利用。現如今清潔能源的大發展為能源互聯網的發展提供了必要的物質條件。

• 人和：一是互聯網行業對傳統行業的滲透和衝擊；二是經過李克強總理號召的「互聯網+」的思想和「大眾創業 萬眾創新」的氛圍，為整個能源互聯網的技術和創新提供了良好的條件。

在以上三方面的因素作用下，能源互聯網的概念被提出，相信在未來能源互聯網會有著大力的發展。

十大重點任務

由國家發展改革委、國家能源局、工業和信息化部發布了《關於推進「互聯網+」智慧能源發展的指導意見》 ，這是能源互聯網發展的總綱。包括以下十大重點任務：

1.建設能源生產消費智能化基礎設施

2.建設多能協同綜合能源網路設施

3.建設與能源深度融合的信息通訊基礎設施

4.營造開放共享能源互聯網生態環境

5.發展儲能和電動汽車應用新模式

6.發展智慧用能和增值服務新模式

7.培育綠色能源靈活交易市場模式

8.發展能源大數據服務應用新模式

9.推動能源互聯網的關鍵技術攻關

10.建設國際領先的能源互聯網標準體系

十大重點任務歸類：

1-3：基礎設施構建方面

4：生態環境構建方面

5-8：模式創新方面

9：技術攻關方面

10：標準體系構建方面

這十大任務總體上環環相扣、脈絡清晰，今後會根據它們來推動互聯網的發展。

定義&意義

此外，《關於推進「互聯網+」智慧能源發展的指導意見》該文件也對能源互聯網下了如下定義：

定義：能源互聯網是一種互聯網與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產業發展新形態，具有設備智能、多能協同、信息對稱、供需分散、系統扁平、交易開放等特徵。

意義：能源互聯網是推動能源革命的重要戰略支撐，對適應可再生能源規模化發展，提升能源開發利用效率，推動能源市場開放和產業升級，形成新的經濟增長點，提升能源國際合作水平具有重要意義。

看其關鍵詞主要有以上幾個方面，國家文件並沒有對能源互聯網進行很大限制，而是留有較大發展空間。只要是通過利用互聯網手段和思維能夠實現滲透到能源生產、消費、傳輸、存儲的環節當中，有機結合，來激活這個能源市場，都可以算是能源互聯網的新形態。

能源互聯網的實現形態

以上是比較抽象化的定義。除了抽象定義外，能源互聯網也可以有較具象化的理解。一種是廣域能源互聯網，另一種是局域能源互聯網。

1、廣域能源互聯網：由全球能源互聯網發展合作組織進行相關的推動，全球能源互聯網的背景圖是實現全球能源骨幹網路通過特高壓電網實現互聯。

2、局域能源互聯網：如果把這種能源互聯網比作一個神經網路的骨幹網，那麼局域能源互聯網就是這個神經網路的末梢神經單元。它通過一個局部區域的熱網、氣網、電網以及這幾個部分來實現區域的自製和局部的自產，是一個小型的系統。

局域能源互聯網是目前投資方、各個產業鏈比較關注的一大方面（今天我的演講以主要從次切入）。它遠遠不止是一個簡單的物理系統，它包含了一定豐富的內涵。將它進行邏輯解剖，大致分為以下3層網：

1. 物理能源網

它是局域能源互聯網的物理網站，主要包括源網的幾個部分。

• 源：電源、氣源、熱源等。

• 網：電網、氣網、熱網等 。

• 荷：用電負荷、用氣負荷、熱負荷等。

• 儲：儲電、儲氣、儲熱等。

• 主流動：能源流。

2. 信息物聯網

• 通過物理能源網的基礎之上，部署智能終端與感測器，搭建通信網路構建數據信息平台，實現整個信息物聯網的監視與控制，

• 主要流動：信息流。

3. 互聯服務網

包括服務與交易兩類。

• 服務：系統調度管理、設備運維、需求側響應、節能能效管理、碳資產管理等 。

• 交易：電力交易、熱力交易、碳交易、綠證交易等 。

• 主要流動：業務流、資金流。

整個能源互聯網通過以上三層網、四種流來進行有機整合。

能源互聯網項目設計關鍵要素

在這方面，我將以局域能源互聯網作為闡述的對象。

局域能源互聯網主要局部區域的熱網、氣網、電網，通過裡面的分散式能源、各類儲能系統以及區域負荷做無縫對接，以實現局部的自製，是一個相對獨立的系統，裡面包含了多種能源形式。

這個也是目前各個投資方相對較關心的項目標地，接下來我也會以局域能源互聯網項目設計的關鍵要素和大家進行探討。

（局域）能源互聯網項目設計≠傳統工程項目設計

局域能源互聯網的項目設計，區別於傳統工程項目設計，其邏輯內涵非常豐富。在設計這類項目時，需要貫穿項目籌劃、工程設計、工程實施、項目運營的全流程閉環設計。

下面我以上四個環節中的一些關鍵要素進行拓展。

項 目 籌 划

項目籌劃——政策分析

在局域能源互聯網項目中，項目策劃需要考慮非常多的因素，其中政策分析是籌劃階段的第一步。

提到局域能源互聯網的政策，除了上面提到的國家能源互聯網方面的一些文件以外，電力改革也是也是非常重要的宏觀政策。

其中中發9號文已經發布長達兩年，後續也發布了6個配套文件，對整個電力市場的構建，對發電側、輸配側、售電側的改革方案都進行了一定的描述。

最終是要「放開兩頭，關注中間」，有序放開用電計劃來還原商品品質以及商品屬性，這個對於我們局域能源互聯網獲取的項目投資和運營來說十分關鍵，其中，售電側改革是9號文的一大亮點。

售電側改革整體推進概況

為加速推進售電側改革，2016年10月11日，發改委和能源局聯合印發了《售電公司准入與退出管理辦法》和《有序放開配電網業務管理辦法》，進一步明確了配售電市場機制。

售電側改革主要分為增量配電網業務和售電業務兩塊。

增量配電網方面，2016年11月，國家發改委、能源局印發《關於規範開展增量配電業務改革試點的通知》確定105個項目為第一批增量配電業務改革試點項目。

後續寧夏自治區發改委又單獨申報了第106個增量配電網項目並獲得了國家發改委、能源局的單獨批複；雲南省獲得了國家發改委、能源局的批複，支持在105個國家增量配網試點之外積極篩選其他符合條件的項目並加快推廣增量配網改革；山西省經信委和發改委批複山西省鋁循環產業園區局域電網運營試點方案。

售電方面，截止2017年4月中旬，全國已工商註冊售電公司8000餘家，在電力交易中心已公示完畢或正在公示的共計1371家。

全國售電側改革較典型的兩個地區是廣東與重慶。

廣東目前已公布9個批次、321家准入市場的售電公司，2016年3-9月售電公司參與了超過140億度的月度集中競價（價差返還），2017年售電公司可參與的年度雙邊長協與月度集中競價（統一出清）總電量將達到1000億千瓦時左右，每月的月度競價和偏差考核都極具看點。

對於局域互聯網的項目，在前期投放階段，既要考慮整體宏觀政策，還要考慮不同區域的特點，以廣東為例，它在兩個年度之內就有非常大的交易模式的變化。不同區域之間也會有非常大的差異，所以在選擇投資標的時應充分關注當地政策變化、最新進展。

與廣東從交易端切入模式不同，重慶選擇了資產端切入，以國家級新區、重點產業園區的增量配電網放開作為優先任務，制定了一系列配套規定和政策，也為其他地區增量配網放開提供了良好借鑒。

總體來說，整個電力體制改革和能源互聯網是一個相輔相成、協同推進的關係。

• 首先，電改為能源互聯網商業模式革新創造市場機制條件和基礎

• 其次，能源互聯網技術和商業模式為電力市場和配售電公司發展提供想象空間

所以，絕對不能把能源互聯網和電改割裂開來看，它們必定是一個相輔相成、相互推進的過程，在項目策劃階段，要同時關注著著兩個政策方面的進展。

項目籌劃——利益相關方分析

局域能源互聯網項目是一個有一定的動資產運營屬性的項目，會打破傳統運營格局。對於局部區域內原有的或者說是有意向進入的利益層級，都會有不同的利益訴求，其中包含地方政府、電網公司、園區管委會、燃氣公司、供熱企業、發電企業、園區用戶、其他相關方的利益訴求共贏模式。

對於想這裡面做局域能源互聯網的投資方來說，需先考慮好是否有足夠的博弈籌碼，是否有合理的共贏模式和這些利益體互利共贏、取長補短。

項目籌劃——實施條件分析

實施條件主要是指整個局域能源網項目的具體基礎條件，主要包括：

• 基礎條件：包括政策條件、用地性質等等

• 用能需求：包括是否有足夠的用電、用熱、用冷需求，是否足夠大，是否足夠穩定

• 服務需求：政治服務方面的需求。

項目籌劃——投融資與項目公司組建模式設計

這也是協調不同利益相關方的一種方式。

尤其是要強調經營層，我的想法是儘可能採用職業經理人制，來實現經營層和股東層的分離。這種模式可以最大程度上的避免內部消耗和利益牽絆，能夠更好推動項目運營。

項目籌劃——業務模式規劃

典型盈利模式如下：

1、電力市場交易收入

電力市場交易收入主要包括兩方面：一是直接參与電力市場獲得收入，包括電能量批發零售價差收入、合同轉讓收入、輔助服務收入、容量市場收入等；二是區域配網內自有分散式電源供電銷售，即通過自有電站售電賺取利潤。

2、配電服務收入

按照準許成本+合理收益模式獲得配電網過網費收入以及用戶配電資產運維等服務收入。

3、基礎供能服務收入

• 供電服務：通過區域配電網從大電網獲取電源向用戶供電，或從配電網內接入的電站獲取電源向用戶供電。

• 供氣服務：通過區域內天然氣門站、天然氣管道等向用戶供氣。

• 供熱（冷）服務：通過區域內建設的天然氣冷熱電三聯供系統或熱泵、燃氣鍋爐、太陽能集熱系統、電動離心機等系統向用戶供熱（冷）。

4、多維增值服務收入

• 信息服務收入：按照用戶訂製能源信息服務的情況進行收費；

• 需求側響應收入：根據未來地區需求側響應需求及激勵政策，通過用戶側儲能等靈活調節手段，獲得需求側響應補貼；

• 碳資產管理與綠證交易：通過管理和運營自身持有的或用戶擁有的碳資產、綠證資源，獲得相應收入。

• 合同能源管理：為區域內能耗企業提供短期能源託管服務和中長期能源託管服務，通過定製化的需求側管理、能效優化、節能改造等手段節約用戶用能，在節約能源費用中收取一定比例作為投入資金、節能產品、技術、人才、管理、維護的費用，並獲得服務收益。

5、 能源金融收入

隨著電改推進與電力市場的發展，電力市場各類金融性合約如電力期貨及各類衍生品將不斷湧現，可通過各類合約的優化組合獲得收益。碳市場發展成熟后碳金融亦是新的贏利點。其他諸如綠色債券、融資租賃等金融模式亦有廣闊空間。

工 程 設 計

工程設計——多能負荷預測

多能負荷主要指局部區域內電負荷、熱負荷、冷負荷、天然氣負荷。這些負荷都是要對它的負荷的峰值、用量以及特性曲線都需要做一個精準的細分預測。並且這個負荷預測是所有後續設計運營的基礎，因為沒有負荷，也就沒有項目運營的對象，所以負荷預測的準確與否，很大程度上決定了這個項目的成本。在數據、資料比較完備，有可參照的標的物情況下，可以把負荷預測做得更詳細一些。

工程設計——多能互補系統建模分析與優化

建模優化分為以下3個步驟：

1、收集基礎數據：

收集項目所在地附近的風光資源數據或現狀風光電站的年出力曲線，收集各類儲能系統的出力特性曲線與充放電壽命曲線，收集項目所在地附近或性質類似地塊各類用戶的電、熱、冷、氣年負荷特性曲線等等。

2、建立優化模型：

基於外部因素與內部需求分析，制定優化目標（總體上滿足橫向多能互補、縱向源網荷儲協調特徵，實現整體運行成本下降、能源利用效率提升、系統運行特性優化等目標），明確約束條件，建立優化模型。

3、優化模型求解：

對複雜優化模型進行分階段的解耦求解，最終得到局域能源互聯網的優化配置方案，並進行模擬模擬運行驗證。

以電儲能系統為例，其優化配置分為

1、功能目標：技術性問題 不同的儲能裝在不同的位置，不同的應用場景下相應地會有不同的功能目標

安裝在發電側功能目標為：

• 平滑出力：吸收可再生能源發電的波動或平滑可再生能源發電的輸出功率。

• 功率控制：使得電站出力可跟蹤計劃曲線或調度指令，提高間歇式能源可控性。

• 減少棄電：儲存過剩的可再生能源電力，在可以消納時段釋放，減少棄電比例。

• 優化電源：通過在火電廠等常規電源內加裝儲能設備，提高電廠調頻調峰能力。

安裝在輸電側功能目標：

• 輔助服務：為電網提供調頻、調峰、備用、黑啟動等輔助服務

• 優化潮流：選擇合適位置建設，優化潮流，減輕或解決線路過負荷和阻塞， 降低線路損耗

• 延緩投資：提高輸電網設備利用率，延緩電網投資擴建

安裝在配電側功能目標

• 孤島運行：對於獨立型微電網中或併網型微電網解列時，在孤島運行狀態下可用於調節微電網的頻率和電壓，維持系統平衡

• 主動配網：主動配電網必要的調節手段之一，可提高配電網對分散式電源的消納能力和電能質量

• 可靠供電：在配網發生事故停電時，固定儲能和移動儲能設備可用於維持保持部分重要用戶的供電，提高配網供電可靠性。

• 延緩投資：提高配電網設備利用率，延緩電網投資擴建

安裝在用電側功能目標

• 削峰填谷：用戶利用儲能裝置和分時電價，削峰填谷，改善負荷特性，降低電度電費和基本電費

• 可靠供電：高可靠性用電需求用戶，可配置儲能設備作為UPS，提高供電可靠性

• 需求響應：可協助用戶參與需求側響應

2、效益目標：經濟性問題 對於不同性質的儲能，也有不同性質的效益目標

工程設計——軟體平台功能設計

局域能源互聯網的工程設計階段還要考慮局域能源互聯網項目後續的運營平台，主要包括如下四個方面的功能：

• 管理：資產台賬、財務報表、數據分析

• 服務：線上服務、線下服務、數據分析

• 運行：調度控制、數據採集、數據分析

• 交易：B2B（批發市場）、B2C（零售市場）、C2C（自由交易）、數據分析

前瞻性技術：

• 多能協同優化控制技術

• 能源大數據的深度分析挖掘應用技術

• 區塊鏈技術在局域能源互聯網靈活交易、綠色金融等領域的應用