2.2可选业务2.2.1购售电业务在购售电业务中,微网的经济效益主要影响因素为:①微网电量交易是否采用传统的电价机制(即微网按趸售电价向外部电网售电,并按零售电价向外部电网购入外部电力);②微网内部电能交易(即微网向终端用户直供电,采用专门的电价和市场机制)是否获得监管部门许可;③在微网和外网

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电力市场环境下微网的可选运营模式及其成本效益研究(二)

2016-08-22 15:50 来源:电力市场观察 

2.2可选业务

2.2.1购售电业务在购售电业务中,微网的经济效益主要影响因素为:

①微网电量交易是否采用传统的电价机制(即微网按趸售电价向外部电网售电,并按零售电价向外部电网购入外部电力);

②微网内部电能交易(即微网向终端用户直供电,采用专门的电价和市场机制)是否获得监管部门许可;

③在微网和外网电能交易中是否采用实时电价计费。对微网运营主体来说,实现微网系统的经济效益需确定合适的购售电量,从而在其成本优势和销售劣势两方面进行优化均衡。

图2为固定零售电价(如我国正采用的零售环节目录电价)和实时电价情形下,微网与外网购售电交易过程中经济效益的形成机理。

由图2可看出:

①在固定零售电价情形下,微网的利润空间相对较小,这是因为交易量和交易价格均处于较低水平。

②在实时定价机制的情形下,微网内部用户和微网系统的机组均将通过动态的交易决策实现成本最小化/收益最大化。

同时,电网的年平均购电电价可能会降至微网系统的成本线以下,而电网的年平均销售电价可能会升至微网系统的成本线以上(与独立运营模式的经济性相反),且随交易量的增加,微网利润也会显著提高。微网内部的经济效益可通过其内部的用户效益和分布式发电机组的效益之和来度量,但在实际运营过程中,需通过公平透明的内部市场机制来保证利益的合理分摊,并将利益转移到相应的受益方,即内部市场是为微网系统和终端用户制定实时电价(在采用的前提下)的责任方,若不论是否制定实时电价,购电价格和售电价格之间的差距总是存在,则微网内的零售电价也需在内部市场进行调整。从经济角度看,若执行固定电价,则可能会造成微网系统产生过度的市场力或终端用户参与需求侧管理(需求侧响应)的积极性不高,而实时电价机制能弥补此不足。

2.2.2技术保障服务

微网除了与外部电网之间的电能交易(基于外部市场价格或固定价格)外,还可能为外部电网带来技术层面的效益,包括降低电网损耗、缓解电网阻塞和延缓电网升级改造、改善电压质量和供电可靠性及提供平衡、旋转、非旋转备用服务。系统运行过程中,微网为外网带来的技术保障效益可由外网运营商和外网用户获得,而现阶段,为了将微网侧转移部分的外网收益作为部分收入,需在微网和外网运营商之间建立一种技术性服务市场或报酬机制以实现外部效益的内部化。

理想环境下,微网应采取一种自主性的交易模式,即微网可独立决定每小时的电量输入/输出水平来实现其利润最大化,并将所得利润分配给所有参与主体,这就意味着将微网视为一个自动调解的单元,即不完全由外网控制。举例来说,在相对自由的(非垄断的)电力市场环境下,当外部市场价格非常低时,外网输配电企业不能要求微网必须使用本系统内的机组来代替由外部购电,这实际上是外部输配电企业出于改善中压层面或高压层面电网性能的目的对微网实施的运营限制。

此时,外部电网获得的效益是以微网利润损失为代价,这就需要建立一个利益均衡机制。然而,目前配电公司或其他主体是否愿意支付这笔平衡交易支出或向微网支付其向外网提供服务的附加费,而不再仅以电网的输电规范来对微网实施监管(或将微网视为系统安全稳定问题的责任者),尚需在实践中探讨。由于信息不透明或配电公司不愿意从真正意义上承认微网的地位,因此很难对微网运营做出客观的技术效益评价。其原因在于外部电网企业可能会由于微网系统内的交易而损失部分电网的使用费。此外,外网的发电企业(包括集中式发电机组和中压电网的分布式机组)可能会面临终端电力需求的减少,从而导致其售电收入减少。

解决上述问题同样需监管部门的平衡和引导。在一个高效的监管模式下,微网对外网技术的两项服务(提供电力供应与技术保障服务)均应得到合理报酬,在一定程度上为外网提供技术保障服务,并以此得到补偿支付或获取作为独立运营主体的资格较可能实现,此时微网可能获得以下两类收益:

①确立微网的交易主体地位,即促使“就地生产、就地消纳”模式的实现,从而降低微网系统内的购电费用;

②实施更优化的购售电电价,即允许多个微网之间购电和售电的部分电价减免或一个微网和附近用户/分布式发电机组之间的电价减免。

3 微网与外部电网交互的可选运营模式

在不同的所有权和调度管理权情形下,经济业务的开展模式有所不同,相关经济主体的成本/收益情况也会有所差异。因此,基于已有研究和实践经验,并结合我国电力工业市场化改革现状,提出配电公司代管模式和微网独立运营模式两种微网的可选运营模式,图3为两种模式下相关主体的经济关系和能量交换关系。

两种运营模式下微网系统内外部经济主体的利益格局分析如下。

(1)配电公司代管模式。

较适用于老化的配电系统,此类配电系统的线路、设备陈旧,并存在较多维护、能源供应质量方面的问题。外部配电公司投资并管理微网内的发电机组(若得到相关监管部门的许可),主要是为了以此替代费用高昂的配网系统升级改造,并解决电网调度运营的瓶颈(如输配电线路容量限制),而向附近电力用户出售微网电力来获得潜在收益可能不是配电公司的初衷。然而,一旦微网电力价值得到认可,配电公司就会希望成为微网收益的受益主体。此时,终端电力用户或许不会意识到自己正在使用本地微网发出的电力。

(2)微网独立运营模式。

适用于系统电价较高的情形或具有良好的微网政策支持环境(这两个条件很可能同时发生)。在这种运营模式下,单个或多个电力用户将会购买微网发电机组产生的电力,以此降低其电力支出;微网运营主体会销售微网产生的电力,以此获得销售差价(当外部电价较高时)。但独立运营模式将减少微网从外部电网的购电量(这会导致外部电力系统收入的减少),由此配电公司将无法从微网内部的交易过程中获利,将会向微网运营者征收电网使用费、附加并网条件等。表2为不同运营模式的微网收益分配情况。

4 结语

综合分析了微网运行过程中的成本效益,界定了微网与外部电网的经济关系与可能存在的业务,结合已有研究成果和我国电力工业市场化改革现状,提出微网与外部电网交互的可选运营模式,分析了不同运营模式下微网系统内外部经济主体的利益格局,为制定合理的运营模式和费用机制提供了决策依据,也为促进我国微网系统合理化、有序化、规模化发展提供了参考。但相关研究有待在定量层面上进一步深化。

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