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黑龙江省发展现状为例, 据 2015 黑龙江统计年鉴,生活电能消费量为 163.85 亿 kW?h, 生活型煤炭消费量(以散烧煤为主)达 425.5 万 t,取生活电能消费与煤炭消费比值作为终端电能替代的体现指标,则其指标值为 0.385,较上一年增加了 0.08,但从长期统计而言其增速较低;此外,据估计, 省弃风累计损失达 1.6 亿元。在本文所提发展模式下,首先以智能家用电锅炉对生活端散烧煤设备进行替代,为加大替代推广力度,可将用户前期使用成本压低至与燃煤方式相近,主要通过智能化集中控制,匹配风电出力情况,以消纳风电为主,降低发电成本;设将原弃风损失折算 50%利用率,则增收0.8 亿元,鼓励发电企业将该部分增收投资到前期建设中,从而减轻负荷商和用户压力;增发电量为电网也可带来增量过网收入;在能够吸引社会资本和政策支持的情况下,可以预期电能替代指标能大幅提升,形成长期发展模式。
在本路线下各主体的具体收益关系分析如下。
1)发电企业。
可再生能源发电企业的收益组成包含 4 方面:①常规用电时段售电收益;②清洁性能源发电补贴收益,即上网电价补贴;③可再生能源保障性收购增益;④电能替代增量负荷所消纳的原弃风电量售电收益。其成本则主要包括发电设备的成本均摊和运行维护费用。
传统火电企业的收益则并未受到影响,主要由售电收益、 调峰调频辅助服务收益、 集中供暖等周边服务费用组成。成本则由化石燃料消耗、备运维费用及设备成本均摊组成。
2)电网。电网企业在售电改革市场环境下,其收益包括了上网电量传输所产生的过网费用以及供给侧和需求侧多方协调参与间接降低的电网调度成本;而主要的成本则在于电网基础设施的运行维护费用。
3)聚合商。 聚合商不再拘泥于传统的电价差别或激励补贴的收益方式,可以通过为用户提供能源服务收取服务费用,不仅可以以售电的形式实现,还可以包括供暖费用或其他类似服务费用的形式;此外,通过对用户负荷状态的分析和优化调控,参与电网辅助服务亦可获取补贴费用;而通过对所聚合用户负荷的信息数据分析也可开展优化服务、定向推送、业务咨询等增值服务获取收益。而其运营成本则由所承担的过网费用以及电厂直购电费用构成。
4)电力用户。对用户而言,参与“互联网+”电能替代模式的增益在于:①减少散烧煤成本;②参与紧急服务的收益;③清洁替代设备补贴。而所付出成本则包含了参与初期更换设备的投入均摊成本和使用过程中所缴纳的服务费用。
5)社会层面。 从社会层面而言,主要收益体现在:①社会化的能源利用清洁性增益,即减少环境污染以缩减治理费用,减少碳排放以释放碳交易空间;②产业结构良性发展长期可持续收益;③能源利用效率提升以降低化石能源浪费,减缓能源衰退问题。同时国家政府层面在发展初期需要提供一定的补贴成本,如新能源发电补贴及居民侧清洁替代设备补贴等。
6)第三方企业。“互联网+”电能替代在激活电力市场主体活力的同时,也为第三方的生产服务企业提供了更广泛的市场环境。第三方企业通过业务咨询实现与用户需求相匹配的产品推广,为其争取增量负荷设备提升竞争力。
6 下一步发展方向
售电侧改革背景下的“互联网+”电能替代技术路线的提出,为其相关技术的发展方向提供了良好的借鉴作用,在下一步的工作中,需在基础建设、技术研究、经济模式、实践检验等环节进行深入发展:
1)大力发展新能源发电、大数据深度分析、云平台安全集成、信息物理融合等支撑技术,奠定实施基础。
2)深入研究关键技术,就前述潜力评估、动态集群、广域调控、组合优化、效果评价等多方面的关键技术进行精细化的研究,建立高效模型和优化策略库,实现需求侧资源利用效果的综合提升。
3)探索更多元化的交易模式,在开放市场环境下,允许更加多元的交易和盈利机制,充分发挥互联网思维,开拓新型市场交易机制;充分挖掘能源产业与其他产业的相关性,开拓信息增值机制,建立环保性交易,如绿色证书、碳交易等。
4)全面分析实践过程中存在的非理想化影响因素及附加需求,研究信息物理融合过程中存在的实践性困难,检验理论依据的适用性,推进“互联网+”电能替代发展进程。
7 结论
“互联网+”电能替代是以可再生能源为动力,以互联网技术、大数据分析、信息物理融合等先进信息通信技术为基础,以互联网运营思维模式为指导,以高聚合性电力负荷为主要手段,替代以散烧煤等低效能源形式的能源发展模式。
电力市场改革为“互联网+”电能替代的市场化实现创造了空间, 售电侧改革带来的增量负荷不仅体现为电网结构上的增量, 在“互联网+”电能替代模式下更多的增量体现在电能替代等电网业务上。售电主体担任负荷聚合商的职能,在发电厂、电网、用户之间起到枢纽的作用, 挖掘大量高聚合性增量负荷可调控潜力实现逆向长尾匹配,消纳可再生能源。为实现多主体的长期可持续共赢发展,需要精确可调控潜力评估技术、动态集群方法以及基于信息物理系统的广域协同控制策略等关键技术支撑,深度挖掘电能替代增量负荷的可调控潜力。在此发展路线下,聚合商以跨界融合的服务运营模式平衡收益;同时,电网企业获得了过网费用增收及调峰调频等辅助服务,使其能够以更开放的心态拥抱电改,实现多方共赢;而电能替代的推进也对国家能源结构调整、环境改善以及碳排放缩减意义重大。
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