国网天津东丽供电分公司 天津 300000
摘要：国网天津电力公司根据国家清洁能源发展趋势和能源结构调整需求，以东丽区为示范，针对区域消纳清洁能源所面临的能源需求不均衡、用电需求增长放缓、市场调节机制欠缺、需求侧管理不足的问题，结合区域的用电特点，从全网最优运行的角度，着手提升能源使用效率，提出了一种清洁能源多级消纳模式，从“点、线、面”+“面、线、点”两个方向上而实现本地与远方清洁能源的消纳。
关键词：分布式发电；清洁能源；多级消纳
1 研究背景
清洁能源是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，主要包括水电、风电、光伏发电、生物能（沼气）发电等可再生能源以及核能。鉴于清洁能源的特性以及社会对于环境保护的意愿，我国近年来致力于清洁能源的发展，通过颁布各类政策法规，对清洁能源的生产和消费提出了要求。国家电网公司根据国家政策指向，提出“电从远方来，来的是清洁电”的发展方向。天津市东丽区作为国家电网公司客户服务中心北方园区所在地，被国网天津电力公司选为清洁能源消纳示范区，通过打造清洁能源多级消纳模式，引领天津能源结构优化。
2 清洁能源消纳存在的问题
东丽区经济发展迅速、能源资源充足，具备成为清洁能源多级消纳示范区的先天优势，但同时也存在能源需求不均衡、用电需求增长放缓、市场调节机制欠缺、需求侧管理不足的问题。
能源需求不均衡。东丽区是以工业为主体的区县，高耗能行业分布较为集中，电力消纳能力较强，但存在能源需求不均衡。
用电需求增长放缓。东丽区经济发展正经历转型升级，非工业、商业和中小学教学用电等第三产业用电增速较快，工业用电等第二产业用电增长率逐渐下降，给清洁能源消纳带来一定难度。
市场调节机制欠缺。清洁能源具有发电量不恒定的特点，无法定量分配各发电指标，在我国发电指标以行政指令来制定的背景以及现有电价管理体制下，市场调节机制的欠缺往往会削弱参与主体的主观能动性，加大清洁能源的统筹协调的难度。
需求侧管理不足。天津市尚未在财政、税收、信贷等方面制定充分的配套政策来激励对电力需求侧的管理，尚未在发电、供电、用电各方建立合理的利益分配机制，相关政策的缺失导致需求侧管理的严重不足，同样不利于清洁能源消纳的统筹协调。
3 清洁能源多级消纳模式
针对清洁能源消纳所面临的上述问题，可以从全网最优运行的角度来着手提升能源使用效率，从而实现清洁能源的消纳。基于此，在促进光伏发电等分布式电源并网的同时，打造如下图1所示的清洁能源多级消纳模式，通过“点、线、面”+“面、线、点”双向多级消纳方式，提升配电网对分布式发电有序管理能力。
3.1本地清洁能源消纳
“点、线、面”是通过从低压向高压转移，从而消纳本地分布式电源产生的清洁能源的形式，能够在保障清洁能源损耗最低的条件下，最大限度实现能源的充分利用。其中，点消纳是以分布式电源为核心的一定范围内的自发自用，较理想的方式有微电网等；线消纳是将分布式能源多发的电量以反向潮流的形式上来后，在配电网关联的线路上进行灵活的转移利用，实现“线上转移消纳”，没有倒送至变电站所造成的线损浪费；面消纳是在线消纳无法完成消纳任务情况下，将分布式能源多发的电量汇集到变电站，通过变电站进行统一能量优化管理。
3.2远方清洁能源消纳
“面、线、点”消纳是远方清洁能源电的消纳形式，经由高压到低压的输送，同时为配电网用户和以分布式电源为核心的微电网用户提供电能。其中，面消纳以高电压等级电能输送为主，它将远方清洁能源发电厂或发电站生产的电能通过高电压、低线损的方式输送到电网中来；线消纳借助配电网络，将变电站降压后的电能输送给用户端；点消纳则在分布式电源无法为微电网用户提供充足能源的情况下，满足微电网用户的用电需求。
4 总结与展望
本文提出的清洁能源多级消纳模式，理论上可以解决或回避清洁能源消纳所面临的能源需求不均衡、用电需求增长放缓、市场调节机制欠缺、需求侧管理不足等问题，大幅提升配电网对分布式发电的有序管理能力，实现本地与远方的清洁能源的消纳。该模式的落地实现，需要从电量的预测、电能的并网管理、电能的消纳三个方面有序开展，这也是本文所提出的消纳模式的后续研究方向。
4.1 电量预测
电量预测是对区域整体用电情况的把控。对需求侧用电量的精准预测，可以实现本地清洁能源电量和远方清洁能源电量的有效平衡。建立用电量预测模型，合理预测东丽区需求侧用电量，再结合天津市电力公司引入的外省清洁能源电量以及本地的清洁能源电量，合理制定区域受电计划，是清洁能源的多级消纳的基础和前提。
4.2 并网管理
清洁能源由于其周期性强、波动性大，会对电网维护造成一定的不便。清洁能源的并网应从并网制度、并网服务、并网技术三方面入手，通过完善清洁能源发电上网补贴政策、健全供电公司内部工作制度、创新分布式电源综合服务模式、提高电网协调能力、加强对电力系统再调度能力等手段，来保障清洁能源并网的准入机制和合规性，提高并网及运维水平，保障电网平稳运行。
4.3 消纳管理
清洁能源消纳管理的内容主要包括清洁能源消纳市场机制、需求侧管理平台、多级消络监控三个方面。建立清洁能源直接上网交易机制有助于增强并网的清洁能源的可交易特性；建立需求侧管理平台，有助于实现对用户的精细化、差异化管理；加强对多级能源消纳的监控，能够保证清洁能能源的消纳效率。
参考文献
[1]杨凌辉，陈洪岗，冯煜尧，等.面向大规模清洁能源消纳的都市电网“强馈入弱开机”运行关键技术研究与实践[J].上海节能，2015（6）：297-301.
论文作者:皮曦楠,姜浩,王小宇,朱昊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/18
标签：清洁能源论文; 分布式论文; 需求论文; 东丽区论文; 电量论文; 电网论文; 能源论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;