2024年青岛市微电网发展研究

青岛市微电网发展研究 —基于典型示范项目的调查 参与人员： 李长胜青岛科技大学邓玉勇青岛科技大学宋庆龙青岛科技大学姚楚瑜青岛科技大学 致谢： 在本报告的编写过程中，特别感谢以下来自政府、企业和机构专家对报告撰写提供的洞见与建议。 康俊杰北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目王可珂北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目吴迪北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目郑平北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目雷仲敏青岛市城市经济学会名誉会长董波青岛市市直企业专职外部董事撖奥洋国网青岛供电公司发展部主任，正高级工程师邢家维山东电科院工程师 特别感谢青岛市发改委、青岛市工信局、中德生态园管委会、国网山东综合能源服务有限公司、国网山东青岛供电公司、青岛乾程科技股份有限公司、青岛东软载波科技股份有限公司、特来电股份有限公司、青岛能源第三热力公司等单位对本报告的支持。 本报告所述内容不代表以上专家和所在机构，以及项目支持方的观点。 青岛市微电网发展研究—基于典型示范项目的调查 目录 ◎引言........................................................................................ii ◎第一章 青岛市微电网发展基础及成效......................................1 （一）发展基础......................................................................1（二）青岛市微电网试点主要成效.........................................6 ◎第二章 青岛市微电网发展中的利益相关者诉求分析...............16 ◎第三章 青岛市微电网典型示范案例效益评估..........................19 （一）青岛东软载波信息产业园微电网.................................19（二）中德生态园多能互补综合能源示范项目......................24 ◎第四章 青岛市微电网推广面临主要问题与对策建议...............26 （一）制约青岛市工业微电网推广的主要障碍......................26（二）加快青岛市微电网推广的对策建议.............................28 引言 党的二十大报告提出“加快规划建设新型能源体系”，构建安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型电力系统是关键。微电网是构建新型电力系统的重要组成部分。其中，微电网是指由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统，具有微型、清洁、自治、友好的基本特征。可以与外部电网并网运行或孤立运行，与大电网互通互济、协调运行，能够促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给。 青岛市化石能源资源全部依赖外部输入，是典型的能源输入型城市，2020年青岛市电力对外依存度达到60%，2022年这一比例继续上升达到65.9%。随着“双碳”战略的深入推进，青岛加大了可再生能源开发力度，截至2023年年底，青岛新能源发电总装机达到449万千瓦，比2020年增长了78.5%。青岛积极相应国家号召，加快新型电力系统建设，开展了一系列微电网试点示范，形成了政府引导、市场驱动、企业主导的微电网试点示范工作局面。 本报告在梳理青岛地区微电网发展基础的基础上，系统分析青岛电网试点示范项目运行模式，总结了青岛微电网试点示范的主要经验，评估了微电网典型示范项目的经济性，分析了微电网利益相关方及其需求，识别了微电网推广存在的主要障碍，研究提出了青岛微电网推广的对策建议。 第一章青岛市微电网发展基础及成效 （一）发展基础 （1）政策环境逐渐向好 从国家层面来看，2015年《关于进一步深化电力体制改革的若干意见文》(中发〔2015〕9号)正式掀开了新一轮电力体制改革大幕，为微电网发展提供了适合生存的土壤。随后，《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》（发改能源[2016]1430号）、《推进并网型微电网建设试行办法》（发改能源〔2017〕1339号）等支持微电网发展的中央政策陆续出台，国家试点示范逐步加大力度。此外，在《2030年前碳达峰行动方案》《“十四五”现代能源体系规划》《“十四五”工业绿色发展规划》等国家宏观层面规划文件中都对微电网做了相应部署，更是鼓舞了行业士气。从地方层面来看，2022年8月，国务院印发《关于支持山东深化新旧动能转换推动绿色低碳高质量发展的意见》，支持山东建设绿色低碳高质量发展先行区。《青岛市深化新旧动能转换推动绿色低碳高质量发展三年行动计划（2023—2025年）》明确：“加强源网荷储电网布局，率先应用柔性直流、有源配电网、智能微电网、虚拟电厂等先进技术，提升新能源消纳及电力调峰保障能力。”青岛微电网试点示范和推广环境日趋向好。相关政策如表1所示。 （2）市场需求逐渐显现 第一，分布式发电装机规模快速增长，微电网建设需求增加。“十四五”以来，青岛加快了可再生能源规模化开发步伐，莱西市、胶州市、黄岛区国家整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点稳步推进。截至到2023年年底，青岛新能源发电总装机达到449万千瓦。随着分布式电力装机规模的提升，分布式电力消纳问题日益凸显，青岛平度市 2024年分布式光伏列入接网消纳困难县1。微电网能够促进分布式电源规模化接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠性供给，微电网建设市场需求迎来增长。第二，电力改革的深化持续，工商业用户直接参与电力市场交易，企业微电网开启与大电网双向互动模式，企业等负荷侧用户也逐渐意识到微电网在平滑基础用电负荷、实现电力系统安全稳定运行的市场价值；同时，用户侧对用电侧能效管理等电力能源增值服务的需求也越来越强烈，微电网建设意愿逐渐提升；最后，青岛电力供需形势依然偏紧，特别是迎峰度夏期间，全市基础用电负荷迅猛增长，甚至出现过短时有序用电干预措施。微电网建设可拓展电网可调控资源，提高电网的可靠性和安全性。 （3）产业配套初具雏形 微电网是新能源产业重要细分领域，是青岛战略新兴产业主攻方向之一。在微电网示范项目带动下，青岛初步构建起了硬件供应商、综合解决方案提供商、微电网工程方、微电网运营商等的微电网产业配套。代表性企业主要有青岛乾程科技股份有限公司、青岛鼎信通讯股份有限公司、青岛东软载波科技股份有限公司、特来电股份有限公司。 其中，青岛鼎信通讯股份有限公司专注于电力线载波通信技术和总线通信技术，是电力行业中压载波、配电网自动化、电能质量、10kV充电站、电弧故障保护等技术产品 的供应商；青岛乾程科技股份有限公司主要提供智能电表、热力表、水表等智能化终端，为客户提供涵盖“智慧能源计量+储能产品+智能微电网及综合能源服务”的一体化解决方案；青岛东软载波科技股份有限公司主要围绕智能配电、智能用电、智能微电网及综合能源应用需求，提供智能微电网、智能配电室、分布式光伏运维、分布式储能、虚拟电厂智能化运营、光储充一体化电站等系统方案的整体规划、设计、施工、运维等服务；特来电股份有限公司是我国知名充电网运营商，主要微电网产品包括微网箱变、梯次电池储能系统、特微网产品，以及新能源微网综合解决方案，为客户提供方案设计咨询、设备供应、落地实施、合同能源管理等全生命周期服务。主要企业详见表3。 （4）应用场景不断拓展 近年来，5G、大数据、人工智能等数字技术发展日益成熟，加速向电力行业渗透，在电力设备数字化升级改造、特高压输电、微电网、泛在电力物联网、能源互联网建设等方面得到了创新示范性应用。大数据、云计算等技术不断与电力能源相结合，微电网应用场景不断拓展。在常规离岸或孤岛电力供应、商业和工业用电、山区和农村地区的电力供应、军事基地和应急救援场所、5G基站等场景加快推广应用。 （二）青岛市微电网试点主要成效 （1）试点示范项目总体情况 早在2017年5月，青岛市中德生态园启动区泛能微电网项目、青岛董家口港新能源微电网示范工程项目就同时入选国家发改委、国家能源局的第一批新能源微电网示范项目2。截止到2024年4月底，青岛有13个微电网项目被列入国家发改委、工信部等各部委示范项目。除青岛西海岸新区的斋堂岛500kW海洋能独立电力系统示范工程项目外，其余均为并网型项目。从微电网投资主体划分，青岛市的微电网运行模式分为电网（电力分销渠道）企业主导模式和非电网企业（其他微电网投资方）主导模式。电网企业主导模式以中德生态园多能互补综合能源示范项目为代表；其余是非电网企业（其他微电网投资方）主导模式。从应用场景的角度划分，青岛市主要为智能车棚的光储充微电网、工业园区微电网和公共建筑微电网。青岛市代表性的微电网示范项目如表4所示。 （2）试点示范项目运行模式 本部分从技术配置、盈利模式、经济效益、和节能降碳效益四个维度分析青岛地区微电网示范项目的具体运行模式。其中，技术配置重点介绍示范项目技术配置，简要描述微电网接入方案和技术方案；盈利模式重点阐述具体案例获取利润的方式；经济效益重点分析示范项目的投资收益；节能降碳重点阐述案例取得的节能降碳效益。 （1）工业园区-东软载波信息产业园微电网 该项目位于青岛市胶州市创新大道17号的东软载波信息产业园区内，是青岛市首个风光储充一体化综合能源微电网项目，总投资853.76万元。项目由青岛东软载波科技股份有限公司（以下简称“东软载波”）投资建设运营。示范项目2018年开始建设，2019年1月，微电网项目投入运行。主要包含光伏发电单元、风力发电单元、储能单元、交直流负荷和微网能量控制平台。系统具备并网运行、离网运行、并离网切换模式，通过就地控制和中央控制，实现整个微电网系统的统一集成、调控、管理的协调控制。作为绿色智慧低碳园区多能互补微电网示范项目，2020年7月，被列入工信部公布第一批智能光伏示范企业及示范项目。 技术配置。该项目由“源网荷储”以及控制系统组成。其中，智能微网控制器和能源路由器是智能微电网的核心处理设备，为实现能源互联网的供、储、需的能量多元互动提供支撑；“源”由1448.2kWp屋顶光伏和光伏车棚、20kW风电机组，以及主电网构成；“网”是能源传输网络，包括输电线路和电力系统设备（配电室、配电箱等）；“荷”由智能照明、智能空调，以及充电桩组成，其中，充电桩具体包括2个60kW直流充电桩、2个30kW直流充电桩和若干7kW交流充电桩；“储”由683kWh锂电储能电池组成。既可以满足电网削峰填谷，提高光伏系统的消纳率，还可以作为备用电源为园区用能提供应急供电，保证重要负载不掉电。技术配置详见表5。 盈利模式。项目可再生电力采取“自发自用，余额上网”模式，主要依赖分时电价政策参与削峰填谷的辅助市场，分布式光伏电量余额上网获取收益，以及变压设备基础容量配套费节约。 经济效益。该项目系统总投资853.76万元，年发电量大概145万千瓦时，项目年均自用电量110万千瓦时，年均上网电量35万千瓦时；年均从电网购电170万千瓦时。储能电池通过峰谷分时电价每年获利约110万。另外，分布式光伏发电、储能电池削峰填谷，可每年节约变压设备基础容量配套费17.8万元。 节能降碳。项目年度可再生电力发电量为145万千瓦时，按照2022年全国单位火电发电量烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳排放因子4，项目年度可再生电力发电量可直接减少烟尘24.65千克、二氧化硫120.5千克、氮氧化物192.85千克、二氧化碳排1194.8吨。 （2）公共建筑类-青岛奥帆中心零碳社区多能互补式清洁供热项目 该项目以“分布式绿能多能互补”为核心，构建了包括国际会议中心、奥帆博物馆、媒体中心、宴会厅等10座建筑在内的奥帆中心多能互