市场环境下微能源网商业模式研究

吴俊宏, 崔 旻, 孙伟卿, 谈一鸣

(1.华东电力设计院有限公司，上海 200001;2.上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093)

市场环境下微能源网商业模式研究

吴俊宏1, 崔 旻1, 孙伟卿2, 谈一鸣2

(1.华东电力设计院有限公司，上海 200001;2.上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093)

微能源网是由狭义微电网发展起来的广义微型能源网，集成风、光、气等多种能源输入和热、电、冷等多种产品输出，其作为微型综合能源系统，不仅包含了供电服务，也涵盖了供冷、供热服务。微能源网具有广阔的应用前景，但是微能源网的商业模式还不够成熟，特别是电力市场环境对微能源网商业模式影响较大，缺乏相应的研究基础和实践经验。介绍了我国电力市场的发展概况和现有的售电模式，结合微能源网的技术特点，分析了市场环境下微能源网的作用与定位，并对微能源网的投资模式和运营模式进行了研究。最后，提出了市场环境下微能源网的主要商业产品，包括冷热电销售服务、面向用户的增值服务、面向电网的辅助服务和碳交易统一运作服务，对我国微能源网的发展和商业模式创新具有一定的参考价值。

电力； 可再生能源； 微能源网； 互联网； 分布式能源； 商业模式

0 引言

微电网在我国已经有多个示范工程，但微电网示范项目大多是分布式电源和电储能装置的简单组合，不能充分发挥整个系统的利用率。随着对能源综合利用率要求的不断提高，纯粹提供供电服务的微电网已经不能满足时代发展的需求。国外已经开始了综合能源系统(integratedenergysystems,IES)的研究[1-4]，并认为其将是未来30～50年人类社会的主要能源承载形式；欧洲最早提出IES概念并付诸实施，日本是亚洲最早开展IES研究的国家，美国、加拿大等国已将其上升为国家战略。

微能源网集成了风、光、气等多种能源输入和热、电、冷等多种产品输出。由狭义微电网发展起来的广义微型能源网，包含了供电服务和供冷、供热服务。微能源网也称为区域型能源互联网。由于微能源网综合考虑了各种能源之间的有机组合与集成优化，其突出优势之一是可以充分利用可再生能源以及能源的梯级进行冷、热、电一体化生产、计划和调度。

微能源网应用工程在我国还处于起步阶段。虽然我国已经开发了基于分布式三联供系统的区域供能网，例如上海的虹桥商务区、迪斯尼乐园、前滩、世博园央企总部聚集区等都采用了区域集中供能方式，但这些已建成的项目主要是向用户供冷和供热，还没有直接向用户供电；同时，由于存在与用户用能协调不足导致运行不经济、商业产品单一等诸多问题，其商业模式仍有待研究。

本文将结合我国电力市场发展进程、发展预期和微能源网的技术特点，对微能源网的商业模式进行研究。

1 微能源网研究与发展概况

微能源网的组成为用户、分布式光伏、分布式风电、分布式三联供燃机、热泵以及其他分布式供能单元；储能装置不限于电储能，还包括冷储能、热储能等；组网结构则包括电网、热(冷)网、通信网等，能够通过物联网、云计算、大数据等信息技术对用户和能源进行统一的调度管理，从而更好地实现能源、环境和经济效益的统一。微能源网完全颠覆了传统的大集中、大一统、大规模的供能用能模式和单向管理架构[5-6]，典型的微能源网示意图和多能互补结构图分别如图1、图2所示。

图1 微能源网示意图

图2 微能源网多能互补结构图

近年来，在绿色能源需求和节能减排压力下，国内外更加重视微能源网的研究与应用，例如美国开展的综合能源系统——冷热电三联供(IES-CCHP)系统、加拿大的ICES系统以及2010年日本发起的智能社区联盟(JSCA)[1-5]等。

国内外学者主要针对微能源网的技术问题进行了研究，例如文献[6]对微能源网的结构进行了分析，文献[7]结合冷热电负荷特性对微能源网的规划进行了研究，文献[8]提出了一种复合储能优化配置方法，文献[9]～文献[16]则对微能源网的经济调度和优化控制进行了研究，文献[17]重点针对微能源网的供热系统进行了太阳能—地源热泵多热源的控制策略研究。

2016年3月，《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》(发改能源〔2016〕392号)发布，微能源网正是文件描述的“互联网+”智慧能源的重要表现形式之一；2016年8月，《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》(发改能源〔2016〕1430号)发布，强调了创新管理体制和商业模式。微能源网在我国的发展前景不仅取决于其技术形式，也取决于商业模式。具有经济性的商业模式能够促进微能源网的健康发展。

2 我国电力市场发展和售电模式

我国电力市场发展可以追溯到1978年，当时提出可使用银行贷款建设电力项目；1987年，政企分开，成立了国家电力公司；2002年，国发〔2002〕5号文发布，提出厂网分开，竞价上网；次年，华东电网与东北电网一同被确立为我国区域电力市场建设试点；2009年，原国家电力监管委员会印发《电力用户与发电企业直接交易试点基本规则(试行)》 (电监市场〔2009〕50号)，开始推进电力直接交易试点工作；2015年，中发9号文及配套文件相继发布，旨在推进中国电力市场建设和售电侧发展，鼓励发展电力批发市场、电力零售市场以及调峰调频、无功服务等辅助服务市场。

本轮电改之前，我国已有的售电模式主要有以下三类。

①公共电网售电。我国的国家电网和南方电网都属于公共电网公司，是中国最常见的售电方式。

②大用户直购电。2009年，原国家电力监管委员会印发《电力用户与发电企业直接交易试点基本规则(试行)》(电监市场〔2009〕50号)，开始推进电力直接交易试点工作，不过市场进展非常缓慢。

③分布式电源售电。以分布式光伏为代表的分布式电源投资方直接将分布式电量卖给用户，是近年来常见且发展迅速的一种售电模式。

本轮电改中新成立的售电公司主要业务模式包括以下三种。

①购售电业务。购售电交易为核心业务，售电公司可以通过与发电企业和售电企业进行市场交易获得差价收入。

②增值业务。向用户提供增值服务，如优化购电、节能改造、用电方式咨询、合同能源管理等。

③营销业务。部分售电公司(有配网)可从事抄表、表计维护、计费和收费、信息服务等相关电力营销业务。

3 市场环境下微能源网的作用与定位

微能源网利用风、光、气输入，通过能源的生产和转换，向终端用户提供冷、热、电产品。微能源网各方关系图如图3所示。

图3 微能源网各方关系图

电力市场环境下，并网型微能源网关于电力产品的市场定位，可以分为用户型微网和售电公司型微网两类。微网参与电力市场的主体定位，可分为用户主体和售电公司主体。微网参与电力市场主体定位如图4所示。

图4

①用户型微网，即单个用户建设的微网，例如一个工厂用户建设的厂区内含有光伏、储能等元件的微网。无论微网与工厂业主的关系属于合同能源管理模式、能源服务公司模式，还是业主自行投资、自行维护模式，该微电网在电力市场主体中均应和工厂用户一同被视作用户主体，而非售电主体。另外，《关于推进售电侧改革的实施意见》中提到，该类“拥有分布式电源或微网的用户可以委托售电公司代理购售电业务”，即该类微网用户可以同其他用户一样参与电力市场。

②售电公司型微网，即形成局域网向多个用户主体供电，例如一个工业园区的微网，同时面向多个不同用户进行供电。该类型微网电压等级一般为10～110kV，且与公共电网存在单一并网点。并网点以下部分属于微网主体投资建设的增量配网部分，且负责该配网的运营。按照《关于推进售电侧改革的实施意见》中对售电公司的定义，该类微网主体应属于第二类售电公司，即拥有配电网经营权的售电公司。根据微网主体对网内分布式电源的拥有情况，可进一步将微网主体分为发配售一体化公司和配售一体化公司。

4 微能源网商业模式

4.1 微能源网的投资模式

微能源网的投资模式主要包括社会资本投资建设模式和公私合营模式(publicprivatepartnership,PPP)投资建设模式。

①社会资本投资建设模式。

该模式是由社会资本进行投资建设。考虑到微能源网的投资标的较大，且投资项目对工程技术要求很高，除传统银行贷款融资模式外，社会资本投资建设可寻求专业性更强的融资租赁公司提供融资服务。

②PPP投资建设模式。

近年来，国家出台了一系列针对PPP模式政策支持文件，包括《中共中央国务院关于深化投融资体制改革的意见》(中发〔2016〕18号)、《国务院关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》(国发〔2014〕60号)、《国家发展改革委关于切实做好传统基础设施领域政府和社会资本合作有关工作的通知》(发改投资〔2016〕1744号)。这些文件明确提出：“鼓励引导民间投资和外商投资”，“鼓励和引导民营企业、外资企业参与PPP项目”，“探索在PPP项目中发展混合所有制，组建国有资本、民营资本、外商资本共同参与的项目公司，发挥各自优势，推动项目顺利实施。引导民间资本、外商资本参与PPP基金等，拓宽民间资本、外商资本参与PPP项目渠道。鼓励不同类型的民营企业、外资企业，通过组建联合体等方式共同参与PPP项目”。

4.2 微能源网的商业产品

在电力市场环境下，微能源网能够提供更多的商业产品，主要包括以下四种[18]。

①冷热电销售服务。

根据微能源网的技术特点，可以向用户提供电产品和冷热产品，同时应制定合理的冷热电产品套餐，以提高微能源网的运行经济性以及节省用户的用能费用。

②面向用户的增值服务。

该服务包括用户节能服务、需求管理服务、不间断电源(UPS)服务等。通过大数据，可对用户的用能习惯进行分析。增值服务能够给用户提出合理的节能建议，同时可通过价格引导用户用能合理消费，并且利用微能源网的孤网运行功能以及电储能系统向重要用户提供不间断电源服务。

③面向电网的辅助服务。

该服务包括响应电网的需求管理信号、对电网提供调峰、调频服务、无功电压支撑服务以及黑启动服务等。微能源网的技术优势在于能够对用户负荷、分布式电源、储能设备进行统一管理，具有多种调节手段，诸如分布式电源、储能等，能够针对电网提供调峰调频服务。同时，微能源网内的逆变器单元和燃机均具备功率因素调节能力，可以为电网提供无功支撑服务。除此之外，微能源网具备电网全黑故障下的孤网运行功能，能够为邻近电厂提供黑启动电源服务，支援电网的黑启动。

④碳交易统一运作服务。

2017年，全国将建成统一的碳排放交易体系。结合用户节能服务和网内绿色能源服务，将网内碳交易排放权作为商品。由于该服务对网内用户进行统一管理，可以考虑打包网内用户的碳排放权进行交易，以获得更大利益。

4.3 微能源网的运营模式

微能源网项目可以由用户自行运营，对于不擅长能源管理的用户，也可以委托第三方运营，有多种运营方式可供选择。微能源网主要运营模式如图5所示。

图5 微能源网主要运营模式

其中，综合能源服务与售电公司最主要的区别在于：如果采用综合能源服务，微能源网内分布式电源(特别是分布式燃机)的发电量可以选择上网模式。

5 结束语

近年来，国家密集出台了多个文件，鼓励清洁能源和能源互联网的发展。同时，随着智慧能源技术的不断成熟和我国电改的稳步推进，可以预计在不久的将来，微能源网将成为我国重要的能源生产和消费形式之一。

微能源网的发展在我国尚属起步阶段，商业模式还不够成熟。本文探讨了我国电力市场环境下，微能源网可能存在的商业模式，并对微能源网的投资模式、运营模式和商业产品进行了分析，对于微能源网的发展和商业模式创新有现实的参考价值。

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StudyforCommercialModeofMicroEnergyNetworkintheMarketEnvironment

WUJunhong1,CUIMin1,SUNWeiqing2,TANYiming2

Here,microenergynetworkmeansthegeneralizedmicroenergynetwork,whichisdevelopedfromthenarrowsensemicrogrid,itintegratedwind,light,gasandotherenergyinputsandheating,electricity,coolingandotherkindsofproductoutputs;asamicrointegratedenergysystem,itnotonlycontainsthepowersupplyservices,butalsocoversthesupplyofcoolingandheatingservices.Microenergynetworkhasbroadapplicationprospects,butthebusinessmodelofmicroenergynetworkisnotmatureenough,especiallythepowermarketenvironmenthasgreatinfluenceonthebusinessmodeofmicroenergynetwork;andlackofrelatedresearchandpracticalexperience.Thedevelopmentoverviewandthecurrentsalesmodeofourelectricitymarketareintroduced;andcombiningwiththetechnicalcharacteristicsofmicroenergynetwork,theroleandpositioningofmicroenergynetworkundermarketenvironmentareanalyzed;andtheinvestmentandoperatingmodesofmicroenergynetworkarestudied.ThisprovidescertainreferencevalueforthedevelopmentandinnovationofbusinessmodelofmicroenergynetworkinChina.

Electricity;Renewableenergy;Microenergynetwork;Internet;Distributedenerygyresources;Commercialmode

吴俊宏(1984—)，男，硕士，工程师，主要从事能源互联网以及电力市场方向的研究。E-mail:wujh2589@ecepdi.com。

TM727;TH

ADOI: 10686/j.cnki.issn1000-0380.201701005

(1.EastChinaElectricPowerDesignInstituteCo.,Ltd.,Shanghai200001,China;2.SchoolofOpticalElectricalandComputerEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093，China)

修改稿收到日期：2016-11-22