微平衡交易机制将是能源互联网的关键和突破点

 来源:中国能源报    2016/3/1 

作者:刘敦楠（华北电力大学能源互联网研究中心副主任） 

       引言：能源互联网是未来的发展趋势并将落地，它的建设对我国能源具有重要意义。能源互联网突破了化石能源的制约，优化了能源结构，能源交易更加自由，可做到余量上网、自由交易、市场定价。

       考虑到能源互联网开放的市场交易和需求，需要建立不同于传统交易模式的供需交互机制，因此面向能源互联网的微平衡交易机制确定将是关键点和突破点。

       新名词解释：微平衡交易

       提高效率、实现目标，是市场经济的重要原则，也是传统组织管理经验总结的重要法则。市场经济是一个复杂的大系统，通过分别解决大系统中各自较为独立而又相互依赖、相互制约的子系统最优控制来达到系统整体最优目的。

       微平衡交易是基于大系统分解原理和协调控制的基本思路，将集中决策与分散化决策有机地结合起来，建立起一个具有多级、分散、协调和最优控制性能的经济交易系统。

       能源互联网推进微平衡交易的必要性

       ①分布式电源发展需要。

       分布式电源，是在空间位置上相对分散的，利用新能源及可再生能源进行供能或发电的设备，与传统的能源生产设备相比，分布式的能源设备具有清洁环保、灵活高效等特点，可以实现能源的梯级利用，提高能源利用效率。分布式能源设备往往靠近需求侧，用于实现本地的能源供给与需求匹配。在国家的支持下，未来大量的分布式电源将接入，由于分布式电源的随机性和分散性，可能对整个配电系统的安全性和稳定性带来一定的影响，需要增加储能设施，并且依靠主网调度引导和支持。

       ②微网发展需要。

       微网是能源互联网的基本单元，能够实现多种能源互补，允许多种能源接入，包括水电、光伏、风电、燃气、燃油、储能、燃料电池，能够实现能量供给的连续性和平稳性，在与主网解裂的情况下独立供能独立运行。微网可以在小范围内实现功率的瞬时平衡，而以光伏发电和风力发电为代表的分布式能源又具有较强的随机性和波动性，给微电网的运行控制增加了难度，虽然已有更为复杂的组成和多种运行控制策略支撑，仍然需要通过联络线和主网互联，进行双向能量交换，以达到电力电量平衡。

       ③自发自用余量上网的决策需要。

       随着能源互联网的发展，最终要走向消费端，吸引用能主体参与能源互动。智慧小区、智能家居、电动汽车、冷热电联供和智能系统开发的出现，使得能量的流动方向由以往的单向流动转换为双向互联互动，用能主体既是能源消费者又是能源生产者。在科学合理的机制下，用能主体参与电力平衡交易，不仅能够改善自身的用能成本，也能提高能源网络灵活性和效率，最终达到能源网络“多赢”的局面。

       ④信息的融合为更高效的分散化决策提供可能。

       能源互联网中，数据的来源空间分布广且数量庞大，既有来自分布式发电、储能、用电装置的信息，也遍及输配电网及其设备的信息，信息种类也多种多样，除了电学量的相关信息，还有包括温度、湿度、压力、风速等非电学量信息。这些海量的数据信息可以通过发达的互联网进行传播，相比于传统的能源管理，降低了信息获取成本。信息获取成本越低，使得个别能源供应者和用户之间自发自主的进行能源交易的分散化程度越高，资源优化配置也由原来的集中式向分散式发展。

       能源互联网微平衡交易与传统电网集中平衡的区别

       传统的能源电力行业，是以国、网、省三级管理模式下进行调度业务，由统一的电网调度控制系统进行协调控制，省级电力交易中心负责全省的整体平衡，掌握全省的机组、负荷及省间交换信息，系统内所有发电厂和变电站的信息都集中到这个中央调度控制中心，调度机构直接确定各机组的运行方式和出力计划，是一种集中式优化决策的资源配置方式。

       能源互联网下的电网规模巨大运行复杂，各网地域资源配置不均衡，时空差异明显，部分地区具有高渗透率分布式资源，能源供给形式和消费形式也灵活多变，集中调度难以保证优化深度。

       微网是能源互联网的末端神经组织，区域内可在自治模式下，各个微网单元在主网调控目标下负责能源的就地消纳，与主网并没有功率交换，同时向上通报负荷情况和能源水平，主网的调控中心则对电网运行进行监督和安全校核；在微网故障或者自治运行失效无法保证微网内的能量和负荷平衡时，主网将微网作为柔性负荷，提供辅助服务，如能量和负荷转移、需求侧响应、分布式电网的智能投切等进行功率交换，从而保证微网的安全经济运行。最终整个电网系统各个区域保证微平衡，达到跨区域、跨能源形式的协同平衡，多能源间的能量平衡优化，从而实现整个系统能源运行综合能效的最大化。