《能源互联网助推中国能源转型与体制创新》

第五节 国外综合能源系统建设及实践经验对我国发展的启示

一、推进电力市场建设，完善需求侧响应方案

借鉴丹麦、美国应对风电波动性的经验，我们发现电力市场机制是应对大规模可再生能源接入的主要手段，因此推进“互联网+能源”构建的第一步就是要建立统一开发、自由竞争的电力市场机制。随着电改9号文及相关配套文件的出台，我国明确未来电力市场的总体框架，未来将继续深化推动电力市场建设，积极开展电力需求侧管理和能效管理，完善需求侧响应机制。

电力市场建设方面，要积极打造适应能源发展的具备可持续性、竞争性的电力市场。第一，逐步建立区域交易中心和省级交易中心，探索建立跨省跨区交易机制，加快推进全国统一电力市场建设，扩大西部能源基地电力向东部经济发达地区的电力输送，优化资源配置。第二，构建统一类型的电力批发市场，形成双边交易、日前市场、当日市场、实时市场完整的交易平台，引入辅助服务市场、输电权市场和容量市场，形成促进可再生能源利用的市场机制。第三，加快放开零售市场，赋予用户选择权，培育多元化市场主体，推进需求侧响应激励机制。第五，进行电价改革，核定输配电成本，制定政府监管的输配电费用，逐步放开零售电价，解决电价交叉性补贴问题。第六，建立市场风险防范机制，健全电力监管机制，完善电力法律法规体系，不断强化电力标准体系。

需求侧响应方面，目前我国实行的还主要是需求侧管理，侧重于行政手段，引导用户减少负荷或者推移负荷，市场化不强，用户参与度低，积极性不高。随着电力体制改革的深入，售电侧的放开，参考美国的需求侧响应的产品、项目及丹麦的需求侧响应实施方案，未来我们国家应继续深化推进需求侧响应机制建设，建立并推广供需互动的用电系统。第一，充分发挥政府在需求侧响应中的主导作用。政府要继续完善实施需求侧响应的政策和法律法规，规范参与各方的行为，营造良好的实施环境，引导电力需求侧响应工作的顺利开展；鼓励电力企业、电力公司参与需求侧响应，多渠道筹集资金，为发展需求侧响应提供资金保障；重点研究电价价格政策的调整，建立科学的电价体系；建立电力需求侧响应监管机构，保证电力需求侧响应的可靠有效实施。第二，落实电网企业作为实施需求侧响应工作的主体地位，对电力公司采取激励措施，鼓励其充分发挥主体作用，建立需求侧响应绩效考核机制。第三，加大对电力用户宣传教育力度，普及需求侧响应的基本知识；加大对需求侧响应用户侧系统安装的投资，如安装智能电表等，减少用户的参与成本；建立需求侧响应激励补偿机制，对用户削减负荷提供经济补偿，提高用户参与需求侧响应的积极性。第四，给予参与需求侧响应研究推广的电力企业、能源服务公司一定补贴，支持电力企业节能产品的研究、开发、推广和应用，支持相关电力需求侧项目的试点；支持能源服务公司探索新的金融产品和商业模式，支持其承办电力需求侧响应项目，打造清洁、有序、互动的用电服务平台。

二、加大清洁能源投入，优化能源消费结构

在智能电网的研究范围内，对于分布式发电、储能和可控负荷等分布式设备主要采取局部消纳与控制的方式。而对于“互联网+能源”，其研究重点从局部消纳转变为广域范围内的优化，其控制范围也转变为基于信息物理融合系统（CPS）的协调控制。其实现途径为横向深入推进清洁煤电、核电、海洋可再生能源综合利用，同时推动光伏发电、抽水蓄能等清洁能源基地建设，有效增强电网保障能力；纵向构筑电源、电网、用户、储能协调发展的电力供给和消费体系，全面提升电力安全稳定供应水平和清洁高效利用水平。在能源开发上，通过风能、太阳能等清洁能源替代化石能源，从而推动能源可持续利用。

在推动清洁能源替代的同时，我国应同时推动电能替代。“电气化水平”这一概念，即电能占终端能源消费比重，是衡量一个国家和地区经济社会发展程度的重要指标。提高电气化水平，就是要面向终端能源消费市场，倡导“以电代煤、以电代油”的能源消费新模式，通过电能替代不断提高电能在终端能源消费中的比重。国际上在清洁能源推广和改善能源结构方面有一些成功经验可以借鉴，其中以美国、日本、欧盟较为典型，这些国家的成功经验主要表现在宏观和微观两个层面上。宏观上，国家在扶持政策、金融补贴、技术研发与推广方面给予很大力度的支持，微观上，电力企业通过完善电网架构、加大营销投入、改善服务品质并利用市场机制对用户进行合理有效的引导。

为着力优化能源结构，提高清洁能源比例，我国主要可以从以下几个方面进行建设：第一，加快抽水蓄能综合示范基地建设，引领华东地区抽水蓄能发展。为适应核电、可再生能源和特高压交直流发展需要，加快推进抽水蓄能发展，突破抽水蓄能建设运营体制机制障碍。加快抽水蓄能电站建设，确保2023年前新增600万千瓦左右抽水蓄能装机。第二，加快海洋可再生能源综合利用示范基地建设，引领我国海洋可再生能源利用。在海洋能丰富的地区规划海上风电项目。另外，积极推进海洋能源基地建设，努力建设兆瓦级模块化大型海洋潮流能发电机组示范项目。第三，加快光伏发电综合示范基地建设，引领东部地区分布式光伏发电发展。以国家光伏发电应用示范区为依托，推进与工业厂房、公共建筑相结合的光伏发电发展，形成分布式光伏发展示范效应。与此同时加快推进喜阴植物种植区、水产养殖区、荒坡荒地、水库等的综合利用，发展农光、渔光互补地面电站。另外，重点推进光伏发电应用综合示范基地建设，引领东部地区分布式光伏发电发上。宏观上国家在扶持政策、金融补贴、技术研发与推广方面给予很大力度的支持，微观上电力企业通过完善电网架构、加大营销投入、改善服务品质并利用市场机制对用户进行合理有效的引导；建立需求侧响应激励补偿机制，对用户削减负荷提供补偿；继续深化离岸海岛核电的开发研究和比选工作，加快海岛核电研究和工程实践，建成海岛核电示范项目，探索我国沿海地区核电发展新方式，通过核电与所在地区的融合发展、协同发展的创新机制，引领我国核电和谐发展之路。

三、建设分布式能源网络，构建用户侧智慧能源系统

结合美国天然气分布式能源发电和丹麦分布式风力发电的发展经验，分布式能源不再以单一能源供应为主，发展天然气、风能、光能、热能、生物质能等能源协调互动的分布式能源网络将是分布式能源发展的主流。未来，依托天然气冷热电联产分布式能源技术，耦合太阳能、风能、生物质能等可再生能源发电技术和储能、热泵、余热利用等新型高效能源技术，应用智能能源管理技术构建的用户侧智慧能源系统将是发展的重点。该智慧能源系统能实现各种能源的梯级利用和智能协同，实现能效最大化将是我们国家未来发展分布式能源网络的重要方向。

国外分布式能源网络发展多年，我国分布式能源发展也已经开始起步，从发达国家成功的经验我们可以看出，国家层面的法律保证、政府层面的执法决心、政策的可落实性、技术的进步、电力企业和能源服务公司的参与是发展分布式能源网络、实现可持续发展的重要保障。第一，制定鼓励分布式系统发展的政策，完善促进分布式能源发展的财税、价格政策和措施，包括税收减免、财政补贴等，充分发挥财政税策的引导和激励作用，为分布式能源创造一个良性的发展环境。第二，完善分布式系统并网运行管理措施，制定明确完整的包括基础标准、技术标准、评估标准等在内的分布式能源框架体系，确保分布式并网发电有章可循。第三，建立科学的上网电价体系，使得分布式发电多余的电能可参与现货市场或者辅助服务市场进行售卖，调动用户的积极性。第四，改革电力系统，建立适应分布式能源发展的分散式、智能型电网，加快智能电表、先进测量元件等设备的安装，积极应对分布式能源并网安全。第五，积极引导企业和高校开展包括光电转换、旋转材料、逆变等设备制造技术以及蓄电池等储能技术的研究，提高我国自主研发的水平；在设备制造方面，吸取外国分布式能源制造业的成功经验，建立严格的产品设备质量体系，提升我国分布式装备的制造水平。第六，积极推进区域型和楼宇型分布式能源项目的建造，通过财政补贴、税收减免等引导能源服务商对分布式能源项目投资、管理和运营，大大调动分布式能源市场的活力，建立产品多样化、服务多元化的市场机制。

四、 发展网络信息技术，加强交通、电力与天然气网络之间的协调互动

智能电网的信息系统以传统工业控制网络为主体，而“互联网+能源”系统以下一代互联网组成的开放式信息网络为主体，基于信息物理融合系统以及软件定义网络，从而实现能源信息全面监视与精确控制。通过信息网络、广域测量、高速传感、高性能计算、智能控制等技术，实现各层网架和各个环节的高度智能化运作，自动预判，自动识别大多数故障和风险，实现能量流和信息流的高度融合与双向互动，实现能源在各区域的高效配置。多年的实践经验表明，如果没有信息通信技术支撑，那么电网的智能化将无法实现。各国专家已基本认同智能电网，即是将先进的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成的新型现代化电网。发达国家为实现智能电网，均高度重视信息通信技术的发展。

近些年来飞速发展的大数据、云计算、物联网、移动互联网等信息通信技术，能够强化“互联网+能源”一体化平台支撑能力，提升系统智能分析决策能力，强化信息化保障能力。充分发挥网络信息技术在“互联网+能源”中的核心技术作用，能够有效地支撑“互联网+能源”的协同与创新发展。主要可以从以下几个方面加大力度：①建立开放泛在的通信网络体系。通过建立开放泛在互联的通信网络体系，满足分布式能源等用户终端的开放接入；实现电网与公共通信网的有序互联，满足能源交易等对外部单位或用户服务的要求；实现网络末端的泛在覆盖，为移动终端提供通信通道。②全面建成电力云平台。通过全面构建电力云平台在生产控制、经营管理和公共服务三个领域中的应用，形成电力云计算和应用服务体系，统一支撑公司生产控制、经营管理和公共服务等领域各类业务应用。③构建智慧能源互联网络。通过构建智慧能源互联网络，努力提高信息网络承载能力，规范智能终端接入标准，实现终端移动互联接入，全面提升智能电网信息感知能力和业务互动化水平。④提升大数据管理。通过构建大数据平台内部经营管理、电网实时运行、用户用电信息和外部数据，提供统一的数据集中共享服务，提升数据资产价值挖掘。⑤建设新一代信息安全智能防御体系。通过建设新一代信息安全智能防御体系，强化可信互动、通信传输和工业控制三类安全防护，保障智能电网创新发展。⑥保障信息运维过程。强化信息通信运维管理，实现信息通信一体化运维，提高运维自动化水平和实时监控预警能力。⑦进行信息通信技术服务外延化研究。电网公司在信息通信技术的研究和应用上有着丰富的经验，随着电力体制改革的逐步深入，售电市场的逐步放开，市场上会有更多的电力企业需要专业的电力相关技术支撑，因此可以尝试以先进的信息通信技术和优秀的经验为其他电力企业提供服务。

考虑到天然气对环境影响较低，是一种绿色能源，因此充分利用具有高效、反应快、建设时间短等特点的联合循环燃气机组，将天然气网络与电力系统耦合起来，进行天然气网络与电力系统的协调规划，将天然气网络规划、天然气发电机组规划与输配电网络规划统一协调考虑，设计包括天然气管道、燃气机组和输电线路选址与定容等在内的最优气电协调规划方案。利用电转气技术推动天然气网络与电力系统的深度融合[59]，即将电转气设施与可再生能源发电机组联合运行，可将多余的电能转化为天然气存储起来，这也为电能储存技术提供了一条新的解决方案。

而交通行业已经成为发电行业之外的另一化石能源主要消耗行业。近年来，随着电池储能技术的发展与成熟，电动汽车成本逐渐下降，从而以电动汽车为核心的电气化交通系统进入飞速发展阶段。电气化交通系统特别是电动汽车正在逐渐成为“互联网+能源”的重要组成部分，即以电动汽车为纽带，将电力系统与交通系统耦合起来。

电力系统与交通系统的耦合主要体现在规划与运行两个层面上。在规划层面上，充电设施将是未来连接交通与电力系统的纽带，具有举足轻重的地位。建设充电设施的目的是向车主提供充电服务，因此充电设施规划必须考虑交通网络的结构、道路车流量以及电动汽车车主的便利程度等因素；而且充电设施的选址会影响车主的日常驾驶行为，从而最终影响交通网络的流量分配。与此同时，充电设施的选址和定容也会影响电力系统负荷的时空分布，因此充电设施规划有必要与电力系统和交通系统的规划协调进行。另一层面则是交通系统与电力系统在运行层面的协调。交通系统和电力系统一样是具有相当复杂性的网络系统，而交通系统需要关注的变量则为建统网络流量，利用实时道路检测、卫星定位、车载导航等技术，实现交通流量控制从静态监控到动态监控的转变。通过视频监测技术、车联网技术等，可以进行交通信号实时调整，最终实现交通流量优化控制。交通系统与电力系统之间存在复杂的交互影响，在“互联网+能源”系统中对而这进行协调控制，从而可以优化并提高二者的运行总价值。

综上，利用互联网以及其他前沿信息技术，促进能源网络内部设备信息交互，从而最终达成能源生产与消耗的最优化配置，是发展“互联网+能源”

重要环节。

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