什么是“微電網(wǎng)”？
電網(wǎng)的組成包括發(fā)電、輸電、變電、配電和微電網(wǎng)，前四個(gè)環(huán)節(jié)為主干網(wǎng)，微電網(wǎng)面向終端企業(yè)用戶，是主干網(wǎng)的延伸。
微電網(wǎng)（Micro-Grid）是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。
開發(fā)和延伸微電網(wǎng)能夠充分促進(jìn)分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷多種能源形式的高可靠供給，是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式配電網(wǎng)的一種有效形式，是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過渡過程中不可或缺的一部分。
微電網(wǎng)可以分為并網(wǎng)型和獨(dú)立型，其中并網(wǎng)型微電網(wǎng)通常與外部電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，且具備并/離網(wǎng)的切換與獨(dú)立運(yùn)行能力。
微電網(wǎng)的主要特征包括：
1.微型：主要體現(xiàn)在電壓等級(jí)低，一般在35千伏及以下；系統(tǒng)規(guī)模小，系統(tǒng)容量（較大用電負(fù)荷）原則上不大于20兆瓦。
2.清潔：電源以當(dāng)?shù)乜稍偕茉窗l(fā)電為主，或以天然氣多聯(lián)供等能源綜合利用為目標(biāo)的發(fā)電型式，鼓勵(lì)采用燃料電池等新型清潔技術(shù)。其中，可再生能源裝機(jī)容量占比在50%以上，或天然氣多聯(lián)供系統(tǒng)綜合能源利用效率在70%以上。
3.自治：微電網(wǎng)內(nèi)部具有保障負(fù)荷用電與電氣設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行的控制系統(tǒng)，具備電力供需自我平衡運(yùn)行和黑啟動(dòng)能力，獨(dú)立運(yùn)行時(shí)能保障重要負(fù)荷連續(xù)供電（不低于2小時(shí)）。微電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的年交換電量一般不超過年用電量的50%。
4.友好：微電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的交換功率和交換時(shí)段具有可控性，可與并入電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)備用、調(diào)峰、需求側(cè)響應(yīng)等雙向服務(wù)，滿足用戶用電質(zhì)量要求，實(shí)現(xiàn)與并入電網(wǎng)的友好互動(dòng)，用戶的友好用能。
微電網(wǎng)的主要結(jié)構(gòu)包括：
1.上級(jí)電網(wǎng)連接裝置：通過公共耦合點(diǎn)（CCP）并入配電網(wǎng)，通過中央控制器（MGCC）控制上級(jí)電網(wǎng)與微電網(wǎng)之間的功率傳輸。
2.電源裝置：包括光伏、風(fēng)能、燃料電池、微型燃?xì)鈾C(jī)等分布式電源，通過逆變器（PEC）和微源控制器（MC）并入微電網(wǎng)，為微電網(wǎng)提供電源。
3.儲(chǔ)能裝置：包括儲(chǔ)能電池、抽水蓄能、飛輪儲(chǔ)能等，同樣通過逆變器（PEC）和微源控制器（MC）并入微電網(wǎng)，為微電網(wǎng)提供電源。
4.負(fù)荷裝置：通過可控負(fù)荷控制器（LC）調(diào)節(jié)可控負(fù)荷。
目前微電網(wǎng)工程大致可以分為三類應(yīng)用場(chǎng)景：邊遠(yuǎn)地區(qū)微電網(wǎng)、海島微電網(wǎng)和城市微電網(wǎng)。
1、邊遠(yuǎn)地區(qū)微電網(wǎng)
邊遠(yuǎn)地區(qū)地廣人稀，遠(yuǎn)離大電網(wǎng)，交通不便，采用電網(wǎng)延伸的方式成本高，采用化石能源發(fā)電對(duì)生態(tài)環(huán)境的損害大。
但是，邊遠(yuǎn)地區(qū)風(fēng)光等可再生能源豐富，土地成本較低，適合發(fā)展新能源微電網(wǎng)。
目前，在我國西藏、青海、新疆、內(nèi)蒙已經(jīng)建成一批新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目，解決了當(dāng)?shù)氐墓╇娎щy。
2、海島微電網(wǎng)
我國面積500平方米以上的島嶼有6536個(gè)，其中有人居住的島嶼共450個(gè)。這些島嶼中，小島多、大島少，缺水島多、有水島少。
這些島嶼總體用電量不大，遠(yuǎn)距離架設(shè)輸電網(wǎng)絡(luò)不具有經(jīng)濟(jì)效益，尤其是外海島嶼遠(yuǎn)離大陸，敷設(shè)海底電纜的前期投入和后期維護(hù)費(fèi)用巨大。
打造包括太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、海浪發(fā)電和蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在內(nèi)的全新分布式供電系統(tǒng)，與海島原有的柴油發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)輸配系統(tǒng)集成為多能互補(bǔ)微電網(wǎng)系統(tǒng)，是解決離網(wǎng)型海島用電難問題的有效途徑。
3、城市微電網(wǎng)
隨著控制技術(shù)進(jìn)步，電價(jià)上漲，城市出現(xiàn)戶用微網(wǎng)系統(tǒng)和工商業(yè)零碳智慧微電網(wǎng)，包括集成可再生分布式能源，提供高質(zhì)量及多樣性的供電可靠性服務(wù)，冷熱電綜合利用，可以實(shí)現(xiàn)零能耗建筑，電網(wǎng)削峰填谷、調(diào)峰調(diào)頻等多種功能。
工商業(yè)微電網(wǎng)系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)系大電網(wǎng)，分布式能源站、能源用戶，并借助能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工商業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的靈活可控，促進(jìn)清潔能源的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)電能、熱（冷）能等的綜合利用、相互轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)，全而降低用能成本，提升經(jīng)濟(jì)效益，減少污染物排放。幫助企業(yè)進(jìn)行高效的能源管理，改變能源的使用習(xí)慣，規(guī)范和加強(qiáng)能源管理。
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多因素共同驅(qū)動(dòng)企業(yè)微電網(wǎng)市場(chǎng)
微電網(wǎng)根據(jù)用戶群體可劃分為企業(yè)微電網(wǎng)、民用微電網(wǎng)，以及其他類（軍/校/醫(yī)等），其中企業(yè)微電網(wǎng)為包含“發(fā)-輸-變-配-用”完整功能的企業(yè)自用小型完整用電網(wǎng)絡(luò)。
但并非所有企業(yè)自持的用電網(wǎng)絡(luò)都是企業(yè)微電網(wǎng)，在現(xiàn)階段，企業(yè)自持的電網(wǎng)往往是處于低壓配電網(wǎng)末端的部分電力設(shè)施，低壓配電網(wǎng)前端的電力設(shè)施往往屬于供電公司。
但企業(yè)自持的低壓配電網(wǎng)可通過改造，補(bǔ)齊“發(fā)-輸-變-配-用”完整功能，使之變?yōu)槠髽I(yè)微電網(wǎng)。
新能源后時(shí)代，分布式光伏、儲(chǔ)能、充電樁等硬件普及以及盈利模式明確，電力市場(chǎng)交易規(guī)則加速完善，多方面因素驅(qū)動(dòng)企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)配置意愿增強(qiáng)。
1.企業(yè)用能趨緊，可靠用電訴求增強(qiáng)。
近年來在“雙碳”發(fā)展背景下，企業(yè)能耗雙控力度整體較嚴(yán)，較多企業(yè)面臨拉閘限電問題，影響企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。
同時(shí)極端天氣也對(duì)電力負(fù)荷產(chǎn)生較大壓力，近年以來我國華東、華中、華北、華南、川渝等地區(qū)出現(xiàn)歷史罕見高溫極熱天氣，多省市電力負(fù)荷創(chuàng)新高，部分流域水電來水偏少，水電機(jī)組出力受到嚴(yán)重影響，電力緊缺情況進(jìn)一步加劇。
在主電網(wǎng)電力可靠性降低情況下，企業(yè)為保障自身生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)不受影響、減少停電損失，加裝分布式電源及配套微電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的積極性持續(xù)提升。
2.電力價(jià)格市場(chǎng)機(jī)制持續(xù)完善，電力峰谷價(jià)差擴(kuò)大、電價(jià)上漲。
2021年10月國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步深化燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)市場(chǎng)化改革的通知》，要求燃煤發(fā)電市場(chǎng)交易價(jià)格浮動(dòng)范圍提升到20%，高耗能企業(yè)市場(chǎng)交易電價(jià)不受上浮20%限制。
2022年2月國家發(fā)改委、能源局發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)工作的通知》，并在11月25日發(fā)布《電力現(xiàn)貨市場(chǎng)基本規(guī)則（征求意見稿）》、和《電力現(xiàn)貨市場(chǎng)監(jiān)管辦法（征求意見稿）》，對(duì)2月份的《通知》進(jìn)行了系統(tǒng)性完善，電力現(xiàn)貨市場(chǎng)制度框架已趨于完善，全面推廣在即。
使用微電網(wǎng)可幫助企業(yè)進(jìn)行峰谷套利、節(jié)能降耗，明顯降低用能成本，未來隨著電力峰谷價(jià)差擴(kuò)大、電價(jià)上漲，企業(yè)鋪設(shè)微電網(wǎng)動(dòng)能持續(xù)強(qiáng)化。
3.電力市場(chǎng)體制加速變革，企業(yè)微電網(wǎng)可直接參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易。
2022年11月國家發(fā)改委、能源局發(fā)布的《電力現(xiàn)貨市場(chǎng)基本規(guī)則（征求意見稿）》中明確提出：要穩(wěn)妥有序推動(dòng)新能源參與電力市場(chǎng)，并與現(xiàn)有新能源保障性政策做好銜接；要推動(dòng)儲(chǔ)能、分布式發(fā)電、負(fù)荷聚合商、虛擬電廠和新能源微電網(wǎng)等新興市場(chǎng)主體參與交易。
2023年1月10日，國家發(fā)展改革委辦公廳發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步做好電網(wǎng)企業(yè)代理購電工作的通知》，提出各地要適應(yīng)當(dāng)?shù)仉娏κ袌?chǎng)發(fā)展進(jìn)程，鼓勵(lì)支持10千伏及以上的工商業(yè)用戶直接參與電力市場(chǎng)，逐步縮小代理購電用戶范圍。
4.市場(chǎng)廣闊，2025年我國企業(yè)微電網(wǎng)投資規(guī)模可達(dá)520億元。
2021年我國新增工商業(yè)分布式光伏裝機(jī)7.7GW，但目前階段主要是以鋪設(shè)分布式光伏電站為主，尚未圍繞分布式電站大面積鋪設(shè)微電網(wǎng)，因此當(dāng)前階段企業(yè)微電網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模較小。
展望2025年，根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織《中國“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃研究》，我國到2025年末擬初步實(shí)現(xiàn)光伏裝機(jī)561GW，較2020年累計(jì)裝機(jī)量（253GW）增加約308GW，假設(shè)其中分布式光伏占比60%，同時(shí)工商業(yè)占分布式光伏中的50%，則十四五期間工商業(yè)分布式光伏將增加90GW，假設(shè)2022-2025年逐年分別增加14/18/22/26GW，并假設(shè)2025年工商業(yè)分布式光伏微電網(wǎng)滲透率達(dá)到20%。
我們以10元/W企業(yè)微電網(wǎng)建設(shè)成本測(cè)算，僅考慮工商業(yè)分布式光伏的情況下（不考慮分散式風(fēng)電、天然氣多聯(lián)供、燃料電池等其他分布式電源），2025年我國企業(yè)微電網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)520億元。
3萬億市場(chǎng)，誰主沉浮？
國家電網(wǎng)公司的統(tǒng)計(jì)，我國10kV及以上供電電壓等級(jí)的工商業(yè)用戶有200萬戶以上，這些用戶均有建設(shè)或改造微電網(wǎng)的潛力。
常見工商業(yè)鋪設(shè)分布式電源裝機(jī)規(guī)模約1-2MW，我們假設(shè)1MW/個(gè)，根據(jù)能源局示范項(xiàng)目數(shù)據(jù)，平均每W微電網(wǎng)分布式電源裝機(jī)對(duì)應(yīng)企業(yè)微電網(wǎng)整體投資約10-11元，我們以10元/W企業(yè)微電網(wǎng)建設(shè)成本測(cè)算，單個(gè)企業(yè)微電網(wǎng)投資規(guī)模約1000萬元。
存量200萬戶10kV及以上供電電壓等級(jí)的工商業(yè)用戶若全部鋪設(shè)微電網(wǎng)，潛在市場(chǎng)總空間可達(dá)20萬億元。
企業(yè)微電網(wǎng)的需求端是各工商企業(yè)主，其中也有較多工商業(yè)主委托供電公司 代建，這類項(xiàng)目經(jīng)供電公司轉(zhuǎn)包后在市場(chǎng)上放出，但較終的需求方均是各工商業(yè)主。
供給端看：參與企業(yè)微電網(wǎng)的市場(chǎng)主體大致可以分為以下三類：
1.電網(wǎng)公司旗下軟硬件開發(fā)及集成服務(wù)企業(yè)
該領(lǐng)域以國網(wǎng)四大家為代表，同時(shí)各地電力三產(chǎn)公司持續(xù)服務(wù)長(zhǎng)尾市場(chǎng)。由于較多業(yè)主微電網(wǎng)需求會(huì)直接委托供電公司代建，因此有較多項(xiàng)目被電網(wǎng)公司旗下的軟硬件開發(fā)及集成服務(wù)企業(yè)所消化，其中較大的包括國電南瑞、國電南自、許繼電氣、四方股份、國網(wǎng)信通等。
此外，中小型項(xiàng)目還會(huì)被各地廣泛存在的電力三產(chǎn)公司所消化。
根據(jù)國家能源局《電力業(yè)務(wù)資質(zhì)管理年度分析報(bào)告（2022）》，截至2021年，我國共有持證承裝（修、試）電力設(shè)施企業(yè)共3.16萬個(gè)（該許可證主要用于承接相應(yīng)電壓等級(jí)電力設(shè)施的安裝、維修或者試驗(yàn)業(yè)務(wù)），其中山東、江蘇、河南、四川、廣東等省市均擁有超過2000個(gè)，具備相關(guān)資質(zhì)的企業(yè)眾多且非常分散，持續(xù)服務(wù)長(zhǎng)尾市場(chǎng)。
代表公司有國電南瑞，其企業(yè)微電網(wǎng)領(lǐng)域已有完備產(chǎn)品，成功應(yīng)用在多項(xiàng)示范項(xiàng)目。
國電南瑞在微電網(wǎng)方面聚焦分布式電源并網(wǎng)和接入控制，主要開展了新能源并網(wǎng)的保護(hù)控制、協(xié)調(diào)控制和運(yùn)行控制等裝備研發(fā)，已實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)二次系統(tǒng)配置齊套化。
目前國電南瑞企業(yè)微電網(wǎng)產(chǎn)品已成功應(yīng)用在南京江北充電塔面向電力物聯(lián)網(wǎng)的智能協(xié)調(diào)控制項(xiàng)目、無錫低壓臺(tái)區(qū)區(qū)域能源自治示范工程項(xiàng)目、蘇州基于電力物聯(lián)網(wǎng)的電動(dòng)汽車與能源互動(dòng)融合應(yīng)用示范項(xiàng)目等。
2.基于低壓電器生產(chǎn)能力向企業(yè)微電網(wǎng)延伸的企業(yè)
國內(nèi)外龍頭共同角逐低壓設(shè)備，通過打包軟硬件解決方案銷售方式積極開發(fā)微電網(wǎng)產(chǎn)品。
由于企業(yè)微電網(wǎng)鋪設(shè)過程中需用到大量低壓電器，因此低壓電器生產(chǎn)商可通過打包解決方案的形式為工商業(yè)主提供微電網(wǎng)產(chǎn)品。
如國內(nèi)的正泰電器、德力西、良信股份等，以及在國內(nèi)開展相關(guān)領(lǐng)域業(yè)務(wù)的海外企業(yè)施耐德、西門子、ABB等。
從我國低壓電器份額分布上看，2021年施耐德占比14.7%，其次為正泰電器/德力西，分別占14%/7%。這些低壓設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)為促進(jìn)設(shè)備的銷售，也開發(fā)出較多的系統(tǒng)解決方案來實(shí)現(xiàn)軟硬件打包銷售，其中也包括微電網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域。
3.基于細(xì)分領(lǐng)域集成能力向企業(yè)微電網(wǎng)延伸的企業(yè)
企業(yè)微電網(wǎng)是貼近用戶側(cè)的電力網(wǎng)絡(luò)，具有需求分散、個(gè)性化需求多、市場(chǎng)化程度高等基本特征，部分民營(yíng)企業(yè)依托較為靈活高效的管理體制、激勵(lì)機(jī)制、創(chuàng)新能力，在企業(yè)微電網(wǎng)細(xì)分領(lǐng)域已積累較強(qiáng)的集成交付實(shí)力。
同時(shí)伴隨分布式光伏及儲(chǔ)能快速發(fā)展，這些民營(yíng)企業(yè)將自身產(chǎn)品與光伏、儲(chǔ)能相互融合，很容易打造出各具特色的企業(yè)微電網(wǎng)產(chǎn)品。
這類基于細(xì)分領(lǐng)域集成能力，向企業(yè)微電網(wǎng)領(lǐng)域延伸業(yè)務(wù)的企業(yè)包括：電力能效管理領(lǐng)域的安科瑞，配網(wǎng)EPCO領(lǐng)域的蘇文電能，電力通信領(lǐng)域的澤宇智能、威勝信息，能源物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的炬華科技等。
微電網(wǎng)正處于高速發(fā)展期，隨著微電網(wǎng)市場(chǎng)的重心開始向工業(yè)和商用項(xiàng)目轉(zhuǎn)移，企業(yè)微電網(wǎng)市場(chǎng)的未來愈發(fā)光明。
