1. 微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究

1.1 微電網(wǎng)基本情況介紹

1.1.1 微電網(wǎng)的構(gòu)成組分

微電網(wǎng)的主要概念是：由分布式電源、新型儲能系統(tǒng)、電子電力設(shè)備、電力負(fù)荷、計量、保護(hù)、能源管理系統(tǒng)等組成。這些信息，包括：

分布式電源：主要是指在各類工業(yè)園區(qū)、商業(yè)綜合體、住宅樓、公共建筑中的太陽能、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等非水力可再生能源發(fā)電設(shè)備（包括 DC/DC變流器、 DC/AC逆變器、變壓器、支架等）。另外，在離網(wǎng)運(yùn)行時，通常使用備用的柴油作為輔助電力。在微電網(wǎng)中，分布式電源的主要作用是產(chǎn)生潔凈電能，為用戶提供電能，一般采用“自發(fā)自用，剩余電量上網(wǎng)”的方式。

新型儲能系統(tǒng)：傳統(tǒng)的抽水蓄能技術(shù)由于其反應(yīng)緩慢、初期投入大、受地理位置等原因，在微型電網(wǎng)應(yīng)用中通常不適合。目前，以鋰離子電池居多，主要有鋰離子電池、鈉電池、水系電池、液流電池等。鋰離子電池的主要組成是：磷酸鐵鋰+ BMS+ EMS+ PCS。另外，先進(jìn)的壓縮空氣和飛輪等物理存儲技術(shù)也逐漸被用于微型電網(wǎng)。在微電網(wǎng)中，新型儲能的作用是儲存新能源產(chǎn)生的電能，并根據(jù)微電網(wǎng)的運(yùn)行情況，對新能源進(jìn)行削峰、抑制波動，從而達(dá)到電力供需平衡和能量分配的目的。它還能作為應(yīng)急電力系統(tǒng)的“黑啟動”或應(yīng)急供電。

用電負(fù)荷：由三種不同的負(fù)載組成，一種為可調(diào)的建筑物負(fù)載（如中央空調(diào)，電梯，照明，電熱鍋爐）；第二種是住戶可調(diào)負(fù)載（如家用空調(diào)、電熱水器、電冰箱等）；第三種是新的負(fù)載，如充電樁、 IDC。目前，在全國范圍內(nèi)的微型電網(wǎng)示范中，最典型的就是充電基礎(chǔ)設(shè)施，它的主要作用是為電動車充電，其中慢充-停充組合（85%左右），既可以充電又可以停車。

電力電子設(shè)備：主要分為兩大類：一類是傳統(tǒng)的電力設(shè)備，如線路，斷路器，隔離開關(guān)，接地刀閘，電纜等；第二種是智能化、數(shù)字化的電力設(shè)備，如智能功率儀表（與電量傳感器相匹配）、柔性直流輸電設(shè)備、新型臺區(qū)智能集成終端。傳統(tǒng)電力裝置在微網(wǎng)中的作用是：電力傳輸、整流、調(diào)壓、逆變、變頻等；新型電力設(shè)備，承擔(dān)著實時監(jiān)測、監(jiān)測、采集電源、儲能、負(fù)荷（尤其是電源端，新能源的波動、斷續(xù)、預(yù)測、并網(wǎng)控制等功能，電力系統(tǒng)的監(jiān)控、保護(hù)。

智慧能源管理平臺：其具體表現(xiàn)為嵌入式軟件和控制算法，在微網(wǎng)中的應(yīng)用比較廣泛，它的作用是從更高的層面上來管理和管理各個設(shè)備，包括整體的能量管理、調(diào)度優(yōu)化、以及與主網(wǎng)之間的交互以及離網(wǎng)的切換。另外，隨著全國碳交易市場的不斷完善，能源管理平臺也從“以電為主”轉(zhuǎn)向“以碳為中心”的“以碳為中心”為核心的“以碳為中心”的綜合管理，同時支持碳核算、碳交易等功能。

總體來說，“源+網(wǎng)+荷+儲”是一個自主系統(tǒng)，可以實現(xiàn)自身控制、監(jiān)控和保護(hù)、能量管理，更經(jīng)濟(jì)、高效、安全地實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)功率平衡、系統(tǒng)優(yōu)化、故障檢測、質(zhì)量保護(hù)以及低碳減排，屬于一套完整的新型能源系統(tǒng)。

圖1 微電網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)

1.1.2 兩大主要運(yùn)行模式

微電網(wǎng)按照運(yùn)行模式的不同，可分為離網(wǎng)型微電網(wǎng)和并網(wǎng)型微電網(wǎng)：

A. 離網(wǎng)型微電網(wǎng)

離網(wǎng)式微網(wǎng)是完全獨(dú)立的，不需要與主網(wǎng)進(jìn)行任何連接，這些設(shè)備都是建立在偏遠(yuǎn)邊境、海上孤島等傳統(tǒng)電力系統(tǒng)難以觸及的區(qū)域，以滿足當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)供電需求。以海島為例，我國海島數(shù)量較多，居民較少，總用電量較低，要想與主網(wǎng)連通，必須要在很遠(yuǎn)的地方架設(shè)電力網(wǎng)，而在陸地上，則要鋪設(shè)海底電纜，這就是一筆龐大的投資和維修費(fèi)用，而在這個時候，可以利用海島上豐富的風(fēng)能、太陽能資源，來解決用電問題。此類微電網(wǎng)的建設(shè)難點(diǎn)是電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和維護(hù)。

亞洲發(fā)展銀行曾經(jīng)把離網(wǎng)微網(wǎng)分為三種類型，分別是“光柴系統(tǒng)”、“光儲柴系統(tǒng)—柴發(fā)主網(wǎng)”、“光儲柴系統(tǒng)—儲氣網(wǎng)”，隨著對可再生能源的滲透率不斷增加，而第二種方式的應(yīng)用最多，大多數(shù)島嶼都是以柴油發(fā)電機(jī)為主網(wǎng)，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓、頻率支持。

B . 并網(wǎng)型微電網(wǎng)

在并網(wǎng)微電網(wǎng)和主網(wǎng)之間有一種 PCC接口，在正常條件下，能夠與主網(wǎng)并網(wǎng)，相互支持，進(jìn)行能量的雙向交流；在發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)的品質(zhì)或質(zhì)量不符合規(guī)定時，能夠及時切斷主網(wǎng)，實現(xiàn)自給自足，同時，離網(wǎng)方式的轉(zhuǎn)換要平穩(wěn)、迅速。比如：

1)在微網(wǎng)中的總電力消耗大于所管轄的電力供應(yīng)（含存儲系統(tǒng)的備用電力）時，該微電網(wǎng)可以啟動“并網(wǎng)模式”，向主電網(wǎng)購買電力，并向其供電；當(dāng)微電網(wǎng)絡(luò)中有大量的電力，它還可以通過逆向的方式將其賣給主網(wǎng)；

2)在主網(wǎng)負(fù)載較大的時候，可以采取脫網(wǎng)方式，將主網(wǎng)與微網(wǎng)的聯(lián)接切斷，以抑制主網(wǎng)的波動，并在突發(fā)事件中確保本網(wǎng)所管轄的負(fù)載的供電可靠性；

圖2 并網(wǎng)型微電網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)

1.1.3 三類重點(diǎn)應(yīng)用場景

當(dāng)前的微電網(wǎng)主要是并網(wǎng)式的，它的名字也有很多種，每一種名字都代表著不同的應(yīng)用場景，比如“源網(wǎng)負(fù)載與存儲一體化”、“光儲存儲/測試”、“光儲數(shù)”、“零碳工業(yè)區(qū)”等。但它的核心就是建立在一個相對封閉的小區(qū)、小區(qū)、小區(qū)、加油站、充電站/數(shù)據(jù)中心，并根據(jù)實際用電負(fù)荷水平、周邊新能源開發(fā)條件和電網(wǎng)條件，通過新建分布式新能源、新型儲能、電力電子設(shè)備等裝置，形成一個穩(wěn)定可靠的區(qū)域性綜合智慧能源管理體系。

A.??“光儲+”場景

“光儲充”、“光儲數(shù)”等概念更加具體，更有針對性，比如“光儲充”就是以充電站為核心的。

1)“光儲充”微電網(wǎng)，利用分布式光伏發(fā)電，為電動汽車充電，補(bǔ)充太陽能電池的非連續(xù)性，提高新能源的消納能力，達(dá)到一定程度的削峰填谷；

2)“光儲充”系統(tǒng)與外界主網(wǎng)的連接，主要是利用夜晚的低谷電價，在充電高峰期間，由微網(wǎng)中的光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)和主電網(wǎng)共同為充電站提供電力；

3)特別是在超充時代來臨之際，“光儲充”技術(shù)可以很好地應(yīng)對高壓、大電流對電力網(wǎng)絡(luò)的影響，“光儲、充電站”有望成為未來的發(fā)展趨勢。

江蘇，海南，上海，北京，山東，已建成了大量的光儲充電樁。目前的布局廠商有 CATL，華為，領(lǐng)充，天合光能，特斯拉。

另外，“光儲充”還衍生出了“光儲充放”、“光儲充檢”、“光儲充放檢”等新的應(yīng)用，并將V2G技術(shù)與電動汽車智能檢測技術(shù)相結(jié)合，為用戶提供綠色、經(jīng)濟(jì)、智能、智能、便捷的服務(wù)。“光儲充放”綜合發(fā)電站是能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)、能源數(shù)字化和 VPP建設(shè)的一項重要措施。

圖3 “光儲充檢”一體化場景

B. “零碳+”場景

“零碳工業(yè)園區(qū)”的重點(diǎn)突出了工業(yè)園區(qū)的環(huán)境，并要求在整個運(yùn)行期間，將所有的二氧化碳排放量都中和，或者說凈零排放量。執(zhí)行路線包含：

1)能源：采用屋頂光伏、光伏車棚、小型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備等可再生能源，有條件的園區(qū)還應(yīng)建設(shè)沼氣和熱泵系統(tǒng)，并配備儲能電站、儲熱儲冷裝置等滿足園區(qū)的供暖、制冷和供電需求；

2)負(fù)載：第一，每年都要將車輛全部電動化，配備充足的電動車充電站，可利用風(fēng)力發(fā)電、光伏等可再生能源發(fā)電；其次，應(yīng)用節(jié)能、隔熱、環(huán)保等環(huán)保技術(shù)，在整個園區(qū)內(nèi)都裝有智能儀表，并由智能能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)集中控制；

3)碳排放（和“光儲充+”的最大區(qū)別）：大規(guī)模的森林綠化（一株成熟的樹木每年可從大氣中吸取21.8公斤二氧化碳）；CCUS的專業(yè)碳吸附設(shè)備/工程，例如某些小而高效的生物碳吸附工程（例如，在大樓的外墻上懸掛海藻，每千克海藻可以吸收2 kg左右的CO2，每年可以生產(chǎn)200 kg的海藻），碳匯的貢獻(xiàn)可以和碳交易市場掛鉤。

很顯然，與“光儲充+”等概念不同，“零碳工業(yè)園區(qū)”是將“凈零碳排”這一概念引入到綠色發(fā)電體系中，著重研究了“工廠零碳”，“建筑零碳”和“交通零碳”三個方面的工業(yè)園區(qū)；

它不僅突出了我國清潔能源的發(fā)電量和消納率，而且在“節(jié)能減排”，“綠化碳匯”和“CCUS技術(shù)”等方面，還將綠色電力、綠色證券、 CCER等多種貿(mào)易手段相結(jié)合，拓展了利潤空間。

C. 源網(wǎng)荷儲一體化”場景

“源網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷與儲存整合是最廣泛的。按照國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，“源網(wǎng)荷儲一體化”的實施途徑主要有“區(qū)域（省級）源網(wǎng)荷儲一體化”、“市（縣）源網(wǎng)荷儲一體化”、“園區(qū)（居民區(qū)）源網(wǎng)荷儲一體化”等三種具體模式。

目前，“源網(wǎng)、存儲、存儲”的最大體現(xiàn)就是“園區(qū)級”，“光儲數(shù)”、“光儲數(shù)”、“存儲/存儲”、“零碳園區(qū)”等，實質(zhì)上，都是“園區(qū)級的源、電、電一體化”。從“園區(qū)級”到“市縣級”的“源網(wǎng)、荷儲一體化”，特別是在“整縣推進(jìn)”的分布式光伏政策下，“市、縣、縣、鄉(xiāng)、鄉(xiāng)、村、村、鄉(xiāng)、縣的“源網(wǎng)荷儲一體化”正在迅速推廣，到目前為止，7個省份已經(jīng)發(fā)布了50 GW以上的“源網(wǎng)荷儲”計劃。

文章隨后統(tǒng)一版本，以“源網(wǎng)荷儲”示范工程為代表的并網(wǎng)微網(wǎng)。

另外，需要指出的是，微電網(wǎng)可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上或與現(xiàn)有的配電網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合；它可以是一個單一的微電網(wǎng)，也可以是一個由若干個微網(wǎng)組成的小電網(wǎng)。

1.1.4 多種電網(wǎng)架構(gòu)類型

（1）電網(wǎng)架構(gòu)類型

根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不同，并網(wǎng)微電網(wǎng)可以分為：交流微電網(wǎng)、直流微電網(wǎng)和直流微電網(wǎng)。

AC微網(wǎng)：分布式電源、儲能設(shè)備等都是由電源設(shè)備與 AC匯流排相連的。目前，微網(wǎng)仍以交流微電網(wǎng)為主。

圖4 交流微電網(wǎng)運(yùn)行架構(gòu)

直流微電網(wǎng)：分布式電源、新型儲能系統(tǒng)、各種負(fù)載等都與直流母線相連，直流電網(wǎng)由電力電子逆變器與外界的交流電網(wǎng)相連。直流微網(wǎng)采用功率電子轉(zhuǎn)換設(shè)備，能夠為不同電壓等級的交流、直流負(fù)載提供電能，并可在直流側(cè)調(diào)節(jié)分布式供電及負(fù)載的變化。

交直流混合微網(wǎng)：它包含交流母線和直流母線，它能對交流負(fù)載和直流負(fù)載進(jìn)行直接的電力供應(yīng)。

圖5 直流微電網(wǎng)運(yùn)行架構(gòu)

（2）演變趨勢預(yù)期

在微網(wǎng)中，分布式光伏、（超）充電樁/IDC、新的能量存儲系統(tǒng)等都可以提供 DC/DC的輸出。“荷”和“儲”的“源”直流將推動直流和直流混合結(jié)構(gòu)成為電網(wǎng)中低壓側(cè)發(fā)展的重要方向，該系統(tǒng)已經(jīng)在一棟大樓和多棟大樓中進(jìn)行了應(yīng)用。

單體建筑：“光儲直柔”，也就是“直”變直流，讓建筑電氣設(shè)備具有“柔性”（“柔性”），與傳統(tǒng)的太陽能建筑相比，太陽能發(fā)電系統(tǒng)可以將電力利用率提升6-8%，前期投資降低10%-20%，更節(jié)能。

在多個建筑領(lǐng)域：由國網(wǎng)和南網(wǎng)牽頭的多個交直流混合微網(wǎng)示范項目已經(jīng)完工，其中蘇州同里的交直流混合微電網(wǎng)示范項目為例：該示范項目已經(jīng)建成了4.38兆瓦的系統(tǒng)，并具有連續(xù)的負(fù)載能力，其中包括：

1)“源”：2.901 MW多種可再生能源，如太陽能（屋頂/幕墻/道路）；

2)“網(wǎng)”：交聯(lián)和直流微電網(wǎng)

3)“荷”：2.691 MW的多樣化 DC負(fù)載，如充電樁（DC快速充電）+數(shù)據(jù)中心， AC負(fù)載0.97 MW；

4)“儲”：超級電容和磷酸鐵鋰的混合存儲，目前已經(jīng)建設(shè)完成：

利用電力電子變壓器，可在10 kV、±750 V、±375 V直流、直流-375 V直流-直流-柔性交叉互聯(lián)；

圖6 蘇州同里“光儲直柔”示范項目

交、直流復(fù)合微電網(wǎng)可以有效的改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率、可靠性、降低系統(tǒng)的復(fù)雜性、穩(wěn)定的控制、電力的交互作用，是今后配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。正是基于交直流的混合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得微電網(wǎng)有望從1.0時代的“點(diǎn)消納”，2.0時代的“線消納”走向3.0時代。

圖7 微電網(wǎng)發(fā)展階段演變

1.1.5、微、主電網(wǎng)間關(guān)系及發(fā)展必要性

（1）微、主電網(wǎng)的核心差異

通過對微電網(wǎng)的分析，我們發(fā)現(xiàn)，微網(wǎng)與主網(wǎng)的區(qū)別在于：

1)發(fā)電端：微網(wǎng)是指分散/分散的新能源，如風(fēng)電、光伏等，其發(fā)電量波動大、間歇性高；目前的主電網(wǎng)主要集中在大型火電、水電等大型集中式電力系統(tǒng)上，屬于基礎(chǔ)負(fù)荷，發(fā)電相對穩(wěn)定；但不管是火電、水電、風(fēng)電、光伏，都有一個共同點(diǎn)，那就是電力和電力的實時均衡（不能超過某個限度）。

2)電力用戶：目前的微電網(wǎng)主要是以工業(yè)園區(qū)、單位大院、居民小區(qū)為主，相對于電網(wǎng)所面對的全社會來說，這種封閉的環(huán)境下，電動車的數(shù)量密度處于高位，因此，它所承受的隨機(jī)、無序充電壓力也就越大。

其次，不同的體系結(jié)構(gòu)：

1)主網(wǎng)仍然是“源隨荷動”的基本結(jié)構(gòu)，也就是說，發(fā)電廠把一次能源轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過輸電、變電、配電，最終實現(xiàn)電能的生產(chǎn)和消費(fèi)，在此期間，由發(fā)電站向用電終端提供了一個單向的能量輸送。

2)微型電網(wǎng)的情況就不一樣了，它的風(fēng)機(jī)、光伏組件隨時間、氣候而變化，同時電力負(fù)荷也會發(fā)生變化，因此需要更多的儲能系統(tǒng)、柔性臺區(qū)等具有能量存儲、轉(zhuǎn)換屬性的新型路由裝置，以實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)能源生產(chǎn)與用能負(fù)荷的動態(tài)平衡，并充分保證新能源的消納，也就是“源—網(wǎng)—荷—儲”的聯(lián)動。

（2）發(fā)展微電網(wǎng)必要性

如果我們?nèi)匀皇敲海ɑ痣姡皇窍耠妱悠囘@樣的隨機(jī)負(fù)載，那么，主電網(wǎng)就能更好地完成火電的發(fā)電和輸配，最多也就是在增容線路、輸配電線路和數(shù)字化/智能化運(yùn)營上投入。

發(fā)展微電網(wǎng)的背景是，在“2060年，碳達(dá)峰，2060年”的指導(dǎo)下，我國能源產(chǎn)業(yè)的碳排放量達(dá)到40%的電力工業(yè)，應(yīng)加快建設(shè)新能源為主的新型電力體系，提高新能源的消納和儲存能力，以滿足“雙碳”的目標(biāo)。與之對應(yīng)的是，以風(fēng)力、光伏為首的非水可再生能源在整個社會的發(fā)電量中所占比例不斷增加（到2021年底已經(jīng)超過12%)，預(yù)計到2030年將成為主要的發(fā)電站（約25%-35%）。然而，風(fēng)電、光伏發(fā)電雖然綠色、潔凈、取之不盡，是世界上公認(rèn)的替代傳統(tǒng)能源的主要新能源，但其在實際應(yīng)用中也有許多問題，對電力供需雙方都造成了負(fù)面影響，從而引發(fā)了新的需求，推動了我國的發(fā)展。以下文章將從電力供應(yīng)和電力需求兩方面論述發(fā)展微型電網(wǎng)的必要性

A. 發(fā)電側(cè)必要性：體現(xiàn)為風(fēng)電、太陽能的并網(wǎng)不利影響。

一方面，風(fēng)電、光伏發(fā)電具有間歇式、波動性的特點(diǎn)，比如風(fēng)力發(fā)電的功率與風(fēng)速強(qiáng)度有關(guān)，而風(fēng)速又與季節(jié)、天氣、時間等因素有關(guān)；同時，太陽能的發(fā)電量與光強(qiáng)有著密切的關(guān)系，而這種關(guān)系還與日出、高度、日落等因素密切相關(guān)。

這種新能源的隨機(jī)性，會給傳統(tǒng)電網(wǎng)（中、低壓配電網(wǎng)）帶來負(fù)面的影響，如：局部電壓越界，電壓波動加大，潮流逆向流動頻繁，短路電流增加，供電可靠度降低，電能質(zhì)量下降，繼電保護(hù)裝置誤動，增加調(diào)峰難度。

圖8 風(fēng)電、光伏發(fā)電隨機(jī)性

而在新增的光伏發(fā)電量中，分布式發(fā)電的比例是最大的，這樣的分布式能源接入電網(wǎng)將會進(jìn)一步降低電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。地方電網(wǎng)雖然可以在一定程度上改善系統(tǒng)容量，但也會給電網(wǎng)帶來很大的投資壓力，同時也會降低電力的邊際利用率，從而影響到消納的真實情況，從而導(dǎo)致風(fēng)電的“棄風(fēng)棄光”。

因此，在供應(yīng)端，首先要建立一種“分布式”的新電網(wǎng)，利用“自發(fā)自用”的方式，將網(wǎng)絡(luò)中的新能源“就地消納”，最大限度地減少對傳統(tǒng)電網(wǎng)（主網(wǎng)）的影響，從而降低新增容量的投資。其次，新的電網(wǎng)要求對斷續(xù)上網(wǎng)的電能進(jìn)行動態(tài)存儲，并對其進(jìn)行改造，從而抑制新能源的發(fā)電波動。最終，新的電力網(wǎng)絡(luò)必須具有“模塊化”、“柔性化”的特點(diǎn)，能夠大規(guī)模地在工業(yè)園區(qū)、住宅小區(qū)、標(biāo)準(zhǔn)鎮(zhèn)/鄉(xiāng)鎮(zhèn)等地進(jìn)行大規(guī)模的推廣。從而可以很好的解決新能源的并網(wǎng)和消納問題。

B. 負(fù)荷側(cè)必要性：反映了下游用電客戶的主觀商業(yè)訴求。

負(fù)載方主要包括兩種不同的用戶需求：

1)一種是大企業(yè)，為了保證穩(wěn)定的供電，比如在傳統(tǒng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障的情況下，它可以保證自己的供電穩(wěn)定，尤其是在風(fēng)電、光伏等間歇發(fā)電中，這種情況下，它的失效幾率會更高；另外，一些大型企業(yè)的用戶也想享受到冷、熱、電一體化的能源供應(yīng)；

2)二是居民用戶，由于電動車的滲透速度越來越快，隨機(jī)、無序的大量移動負(fù)載涌入電網(wǎng)，會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響，特別是在“用電高峰”（比如晚上1800)，更是“充電高峰”，導(dǎo)致“峰上加峰”；

因此，在需求方面，必須要有一種既能獨(dú)立于主網(wǎng)，又能兼容（即插即用）的新型電力網(wǎng)，在突發(fā)事件時，可以與主網(wǎng)分離，獨(dú)立運(yùn)行，以增加大型工業(yè)負(fù)荷的供電可靠性；同時，這種新的電力系統(tǒng)可以靈活的提供電力，使電力系統(tǒng)與電力系統(tǒng)之間的負(fù)載曲線相匹配，從而達(dá)到最大限度地達(dá)到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的均衡，從而降低對電力系統(tǒng)的影響。另外，微電網(wǎng)還能針對不同的需求方的環(huán)境特征和資源的分配情況，構(gòu)建具有特定功能的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，以滿足特定的電力需求。

從發(fā)電側(cè)的效應(yīng)和負(fù)荷側(cè)的需求出發(fā)，提出了一種基于“源網(wǎng)、荷-儲一體化”的微電網(wǎng)運(yùn)行方式，能夠發(fā)揮發(fā)電側(cè)和負(fù)荷側(cè)的調(diào)節(jié)功能，實現(xiàn)供需雙方的精確匹配，保證電力的可靠供應(yīng)。

（3）未來電網(wǎng)模式展望

未來的電力系統(tǒng)必然是主網(wǎng)和微網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合，兩者缺一不可。微電網(wǎng)作為主網(wǎng)的一種受控負(fù)載，它不僅可以對微電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)存和用電進(jìn)行整體的優(yōu)化控制，而且還可以有效地改善消納和能量的轉(zhuǎn)化。同時，它還可以與主電網(wǎng)（配電部分）進(jìn)行動態(tài)互動或分離操作，緩解隨機(jī)電源/負(fù)載（如分布式光伏、充電樁）對電網(wǎng)造成的無序影響，同時，還可以通過峰谷電價政策，為主網(wǎng)提供調(diào)峰、需求響應(yīng)等輔助業(yè)務(wù)（調(diào)峰、調(diào)頻、需求響應(yīng)等）。大電網(wǎng)與微電網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制的未來電力系統(tǒng)，將更加安全、智能、靈活、高效、清潔。

1)源補(bǔ)充：各電力公司間的有效協(xié)同互補(bǔ)，也就是通過靈活的電力資源與潔凈的能源進(jìn)行協(xié)同、互補(bǔ)，以克服由于氣候、環(huán)境等因素的影響而帶來的隨機(jī)性、波動性，從而有效地提高了可再生能源的利用率，降低了電網(wǎng)的轉(zhuǎn)動后備容量，增強(qiáng)了系統(tǒng)的自主性。

2)源網(wǎng)協(xié)同：在現(xiàn)有電網(wǎng)協(xié)同運(yùn)行的情況下，采用新型電網(wǎng)調(diào)控技術(shù)，有效地解決了新能源大規(guī)模并網(wǎng)和分布式電源“不友好”的問題。

3)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載交互：與用戶簽訂協(xié)議，采取激勵措施，把負(fù)載轉(zhuǎn)換成可調(diào)整的電力系統(tǒng)（即靈活的負(fù)載），并在電網(wǎng)發(fā)生故障或?qū)⒁l(fā)生故障時，利用負(fù)荷進(jìn)行主動調(diào)整和響應(yīng)，以保證電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的運(yùn)行。

4)網(wǎng)-儲-交互：最大限度地利用蓄能器的雙向調(diào)整功能.蓄能就是一個“充電寶”，當(dāng)電量處于低谷時，它可以作為負(fù)載進(jìn)行充電，當(dāng)峰值時，它會作為電力的一部分。它具有快速、穩(wěn)定、精確的充放電調(diào)整功能，可提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、需求響應(yīng)等多種功能。

5)源荷交互：智能電網(wǎng)是一個具有廣泛空間的多個空間、多個負(fù)載，它既可以被分配，又可以被用來進(jìn)行供求均衡，而負(fù)載的柔性是一個很好的平衡方法。通過指導(dǎo)居民的用電習(xí)慣和用電行為，可以將各種靈活的、可調(diào)節(jié)的資源聚集起來，共同參與電網(wǎng)的調(diào)峰、新能源的消納。

1.2 微電網(wǎng)市場格局分析

1.2.1 微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游概覽

圖9 微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

在微電網(wǎng)的上游，也就是上述組成微電網(wǎng)的各種軟、硬件，包括分布式電源，新型儲能，逆變器，電力電子設(shè)備，充電樁，能量管理系統(tǒng)等；

中游的微電網(wǎng)，指的是開發(fā)、建設(shè)等 EPC，也就是玩家所說的“總承包商”；

微電網(wǎng)下游指的是銷售和運(yùn)營業(yè)務(wù)，也就是所謂的“業(yè)主方”，指的是“兩網(wǎng)”“五大四小”，還有其他的央、國企。

1.2.2 產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)競爭優(yōu)劣勢

（1）中上游不同類型廠商核心能力分析

中游廠商的類型和上游的企業(yè)有很大的相似之處，也就是說，在微電網(wǎng)行業(yè)，大部分的核心供應(yīng)商都在或者試圖成為中間承包商。“攢總包局”是實現(xiàn)這條產(chǎn)業(yè)鏈縱向延伸的關(guān)鍵，它的實力取決于五個方面：

1)高價值：指在微電網(wǎng)的各個部件中，具有較高的價值，是不可或缺的

2)高度的相關(guān)性：在微電網(wǎng)的各個組成部分中發(fā)揮著“橋梁”的作用

3)技術(shù)含量高：指技術(shù)壁壘較高、業(yè)績較好的微電網(wǎng)產(chǎn)品

4)資本雄厚：資本雄厚，資本雄厚，投資成本低

5)渠道豐富：即下游客戶渠道、物業(yè)資源和數(shù)據(jù)壁壘比較多

接下來，文章就產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的剖析，詳細(xì)說明了這一環(huán)節(jié)的廠商類型、核心能力、競爭優(yōu)勢/劣勢以及典型案例。

A. 分布式電源廠商

分布電源的主要生產(chǎn)企業(yè)主要是上市公司，其中主要有明陽、遠(yuǎn)景等風(fēng)力整機(jī)廠，以及協(xié)鑫，晶科，天合光能等。

從橫向比較來看，企業(yè)的競爭優(yōu)勢主要來源于規(guī)模優(yōu)勢、資本成本以及技術(shù)不斷更新所帶來的技術(shù)紅利；缺點(diǎn)是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、成熟度高，技術(shù)迭代的容錯率也很低，如果一家公司走錯了路，那就是萬劫不復(fù)，比如“無錫尚德”。

對風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造商、光伏電池板/部件制造商來說：從上游到中游，其核心優(yōu)勢是“價值量大”，“關(guān)聯(lián)性高”，“資金實力”和“渠道豐富”，因此，縱向延伸的難度相對小，可以作為供應(yīng)商，也可以在 EPC總承包乃至最下游的微電網(wǎng)運(yùn)營服務(wù)；

1)在微電網(wǎng)中，風(fēng)電、光伏的價值占到了50%，而逆變器、新型儲能系統(tǒng)等組件的配置都要依賴于風(fēng)電、光伏，也即風(fēng)電、光伏本就是微電網(wǎng) EPC中最重要組成部分；

2)風(fēng)電整機(jī)廠、光伏電池片/組件廠商，都是“五大四小”的下游用戶，因此風(fēng)電、光伏廠商具有天然的客戶渠道優(yōu)勢；

3)另外，國內(nèi)風(fēng)電、光伏龍頭企業(yè)大部分已經(jīng)上市，資本雄厚；

綜合來看，對于這種類型的供應(yīng)商來說，他們可以成為微電網(wǎng)的轉(zhuǎn)包商（風(fēng)機(jī)、光伏電池片/部件供應(yīng)商），也可以作為總承包商，負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的施工，乃至整個微電網(wǎng)的運(yùn)行。這類企業(yè)在縱向上實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的難度最低。

案例一：中國石化與天合光能于2021年簽訂戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，以中國石油公司的加油站為基礎(chǔ)，實施分布式光伏、光伏+充電樁、光儲充一體化的解決方案，其中，江蘇常州的一家加油站光伏項目已經(jīng)投入運(yùn)營。天合光能于2022年三月與青海省政府簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，將在全國范圍內(nèi)建立“源網(wǎng)、荷、儲一體化零碳園區(qū)”；

案例2：晶科能源充分發(fā)揮“源—儲—荷—一體化”的典型綜合優(yōu)勢，開發(fā)了一套以交、直流耦合結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的智能化微網(wǎng)體系，以滿足不同應(yīng)用場合、不同工作條件下的可靠性，比如，2022年12月，晶科能源和中建科工將在廣東省惠州市建設(shè)一棟零碳寫字樓的示范研究。

B. 儲能系統(tǒng)解決方案提供商

這些儲能系統(tǒng)的供應(yīng)商中，大部分都是“新勢力”，比如沃太，奇點(diǎn)，云儲，庫博，清科優(yōu)能，這些公司的營收都在數(shù)億到數(shù)億之間，市值也在數(shù)億到數(shù)十億之間。就國內(nèi)的能量儲存系統(tǒng)來說：

1)超過50%以上的電池芯都是從國外采購的，所以很難保證“新勢力”的能量電池供應(yīng)渠道的穩(wěn)定性和成本，所以國內(nèi)的“新勢力”，大部分都是來自于某個鋰電池企業(yè)。

2)盡管 PCS的成本比例不高（大約10%)，但 PCS是存儲設(shè)備和電網(wǎng)之間的重要設(shè)備；對“新勢力”來說，有些“新勢力”是自研的，有些是國外的，有些是自己研發(fā)的，有些是國外的，有些是自己研發(fā)的，有些是可以自己研發(fā)的，可以和儲能系統(tǒng)進(jìn)行更好的匹配；

3) EMS、 BMS的關(guān)鍵是軟件（算法控制），主要是芯片，而國外的高端芯片大部分都是從國外進(jìn)口的，國內(nèi)的“新勢力”大部分都是差不多的；

總的來說，在“新勢力”中，并沒有太大的區(qū)別，由于下游產(chǎn)品積壓嚴(yán)重，技術(shù)壁壘并不高，所以競爭的重點(diǎn)是穩(wěn)定的原材料供應(yīng)渠道，以及通過標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的存儲柜，迅速占領(lǐng)下游市場，建立良好的客戶關(guān)系和服務(wù)。

而對于儲能系統(tǒng)的供應(yīng)商，我們認(rèn)為其從上游到下游的發(fā)展邏輯是由強(qiáng)大的內(nèi)生成長動力所驅(qū)動，沒有明顯的縱向延伸優(yōu)勢，更適合僅作為上游供應(yīng)商；

1)未來業(yè)務(wù)增長更多依賴于重要大客戶(“兩網(wǎng)”電力/能源中心/國企)、市場渠道拓展(大行業(yè)、小企業(yè)、各類家庭/物業(yè))和品牌效應(yīng)的綁定。類似于微電網(wǎng)這種容易達(dá)成業(yè)績、樹立標(biāo)桿的園區(qū)級示范工程，與下游客戶高度重合，對于儲能系統(tǒng)解決方案商來說極具吸引力，也是他們尋求發(fā)展和突破的必由之路。

2)但由于儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)中的比重適中，關(guān)聯(lián)度小，技術(shù)弱，可供“新生力量”使用的資金量不會太充裕，儲能系統(tǒng)解決方案提供商在微電網(wǎng)中游業(yè)務(wù)中并不具備強(qiáng)勢地位；

綜合判斷這類廠商的產(chǎn)業(yè)鏈縱向延伸相對困難，更傾向于只做上游供應(yīng)商。

案例一：久保能源推出的Power Combo是基于負(fù)荷預(yù)測、云能量管理、柔性控制、智能運(yùn)行系統(tǒng)的模塊化、預(yù)裝式分布式儲能系統(tǒng)。它由磷酸亞鐵鋰儲能電池模塊(PACK)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、雙向轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(PCS)、WeWatt能量調(diào)度系統(tǒng)(EMS)以及消防和環(huán)控五大模塊高度集成。整個部署過程簡單，系統(tǒng)易于維護(hù)。可以根據(jù)需求制定最適合的能源互聯(lián)網(wǎng)解決方案。

案例二：清科基于自身軟硬件產(chǎn)品矩陣，構(gòu)建了微網(wǎng)建設(shè)(源網(wǎng)儲一體化建設(shè)方案)、資產(chǎn)運(yùn)維(配電/電力系統(tǒng)智能運(yùn)維解決方案)、能源運(yùn)營(電力能源與碳排放管理解決方案)、能源交易(虛擬電廠建設(shè)運(yùn)營解決方案碳資產(chǎn)管理與交易解決方案)并應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)園區(qū)。相比于庫博，清科優(yōu)能已朝能碳協(xié)同發(fā)展。

雖然“新勢力”均已推出與微電網(wǎng)相關(guān)的總體解決方案，但真正建設(shè)完整的“源網(wǎng)荷儲一體化”示范項目依舊是乏善可陳，更多的還是作為儲能系統(tǒng)產(chǎn)品供貨方參與到大工業(yè)源/網(wǎng)側(cè)微電網(wǎng)項目中，亦或是在居戶、小工商業(yè)或某一大型工廠等單點(diǎn)微電網(wǎng)中發(fā)力。

此外，龍頭電池廠商已經(jīng)開始親自下場從事相關(guān)業(yè)務(wù)，比如寧德時代通過持股49%的子公司上海快卜新能源延伸出“光儲充檢”業(yè)務(wù)，能夠為用戶提供儲能、快充、電池健康檢測等多元服務(wù)。快卜以上海為運(yùn)營總部，以“儲充檢+大數(shù)據(jù)運(yùn)營”為核心，開展面向全球的儲充檢系統(tǒng)運(yùn)營和平臺服務(wù)，擁有長壽命儲能電池，大數(shù)據(jù)電池檢測以及電動汽車充電服務(wù)的優(yōu)勢，已先后在上海、廣東、成都、宜賓、長春、北京等地投運(yùn)多個“光儲充檢”示范點(diǎn)。再比如欣旺達(dá)2022年在山東滕州正式投建“源網(wǎng)荷儲零碳產(chǎn)業(yè)園”，通過擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的能碳數(shù)字化管理平臺，搭建各環(huán)節(jié)高度協(xié)同、供需平衡的新型智能微網(wǎng)系統(tǒng)。

C. 逆變器廠商

微電網(wǎng)包含了兩類逆變器，一是光伏逆變器，二是儲能變流器，如前所述，儲能變流器與光伏逆變器在技術(shù)原理、應(yīng)用場景、上下游方面具有高度重合性，因此二者供應(yīng)商也高度近似，且銷售渠道高度重合。國內(nèi)主要廠商包括陽光電源、固德威、古瑞特瓦、上能電氣等。

雖然各路“新生力量”都提出了與微電網(wǎng)相關(guān)的整體解決方案，但真正建設(shè)完整的“源、網(wǎng)、載、儲一體化”示范工程仍有欠缺，更多的人是作為儲能系統(tǒng)產(chǎn)品的供應(yīng)商參與到大行業(yè)的源/網(wǎng)側(cè)微電網(wǎng)項目中，或在家庭、小企業(yè)或某大型工廠等單點(diǎn)微電網(wǎng)項目中發(fā)力。

此外，領(lǐng)先的電池制造商已經(jīng)開始親自從事相關(guān)業(yè)務(wù)。例如，當(dāng)代安培科技有限公司通過其持股49%的子公司上海快步新能源延伸了“光儲、充電、巡檢”業(yè)務(wù)，可為用戶提供儲能、快充、電池健康檢測等多重服務(wù)。快步通以上海為運(yùn)營總部，以“儲充檢大數(shù)據(jù)運(yùn)營”為核心，開展了全球儲充檢系統(tǒng)運(yùn)營和平臺服務(wù)，具備長壽命儲能電池、大數(shù)據(jù)電池檢測和電動汽車充電服務(wù)優(yōu)勢。先后在上海、廣東、成都、宜賓、長春、北京等多個“光儲充檢”示范點(diǎn)投入運(yùn)營。再如，欣旺達(dá)于2022年在山東滕州正式投資建設(shè)“源網(wǎng)荷儲零碳產(chǎn)業(yè)園”，通過具有自主知識產(chǎn)權(quán)的能源與碳數(shù)字化管理平臺，構(gòu)建鏈路高度協(xié)調(diào)、供需平衡的新型智能微網(wǎng)系統(tǒng)。微電網(wǎng)包括兩類逆變器，一類是光伏逆變器，另一類是儲能變流器。如前所述，儲能變流器和光伏逆變器在技術(shù)原理、應(yīng)用場景、上下游等方面高度重合，因此其供應(yīng)商也高度相似，銷售渠道也高度重合。國內(nèi)主要廠商有陽光電源、古德威、古瑞特瓦、上能電氣等。對于逆變器廠商來說，從上游向中游延伸主要是基于“高相關(guān)性”，這也源于企業(yè)發(fā)展第二增長曲線的需求，本質(zhì)上并不具備明顯的垂直延伸優(yōu)勢，更適合做上游供應(yīng)商；

1)由于逆變器是分布式光伏和新型儲能系統(tǒng)主要部件進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換和電網(wǎng)連接的重要器件(尤其是儲能變流器的技術(shù)門檻較高)，領(lǐng)先的逆變器廠商自然與光伏和儲能廠商關(guān)系密切，易于組織；

2)而且國內(nèi)領(lǐng)先的變頻器廠商大多上市或有大集團(tuán)做后盾，資金實力相對較強(qiáng)；

3)但是，一方面逆變器在微電網(wǎng)總成本中的比重太低，另一方面逆變器的核心材料，如IGBT功率模塊、IC元器件等基本都是進(jìn)口的，不是自主研發(fā)的；而且由于光伏、儲能系統(tǒng)乃至微電網(wǎng)的最終客戶主要是電力/能源集團(tuán)和電網(wǎng)公司，一些系統(tǒng)中的變流器/逆變器產(chǎn)品通常在招標(biāo)時指定出貨，這使得逆變器廠商在微電網(wǎng)業(yè)務(wù)中并沒有獲得相對強(qiáng)勢的地位。

綜合評價，這類廠商縱向延伸產(chǎn)業(yè)鏈相對困難，也更傾向于只做上游供應(yīng)商。

案例：古德威于2012年開始研發(fā)“光伏儲能”雙向逆變器產(chǎn)品，是國內(nèi)最早真正推出儲能逆變器產(chǎn)品的公司之一。2021年，古德威為南京“整縣推進(jìn)”項目提供光存儲解決方案和智能光伏儲能逆變器核心設(shè)備；

D. 電力電子設(shè)備廠商

包括國電南瑞(繼電保護(hù)及柔性輸電、新能源電力預(yù)測軟件、智能電表)、許繼電氣(一次/二次融合設(shè)備、調(diào)度軟硬件、智能電表)、TBEA(多場景電力電子設(shè)備智慧能源數(shù)字化平臺)；

對于電力電子設(shè)備制造商而言，從上游向中游延伸主要基于電網(wǎng)側(cè)客戶的合作和上游大數(shù)據(jù)源的“豐富渠道”，但整體價值較低，不從事技術(shù)門檻，更愿意只做供應(yīng)商：

1）電力電子設(shè)備制造商客戶渠道的豐富性，主要體現(xiàn)在與國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)長期合作形成的穩(wěn)定供貨關(guān)系；電力市場改革“管中放兩端”精神，“兩網(wǎng)”不是“源、網(wǎng)、荷、儲”的主體，但“網(wǎng)”仍是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)“資源、網(wǎng)絡(luò)、負(fù)載和存儲”。電子設(shè)備廠商通過前期的定制和改進(jìn)，形成了最適合兩網(wǎng)的設(shè)備know-how，也更有利于他們獲得整個微電網(wǎng)的建設(shè)資質(zhì)。

2）此外，由于新能源具有波動性、間歇性、隨機(jī)性發(fā)電等特點(diǎn)，需要通過數(shù)字化實現(xiàn)對新能源電量更好的預(yù)測能力。電力電子設(shè)備制造商可以獲得用戶側(cè)用電行為的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，能夠深入分析其用電行為，提升負(fù)荷控制能力，與現(xiàn)有的設(shè)備狀態(tài)感知和運(yùn)行巡檢能力形成合力。網(wǎng)格側(cè)。

3）但考慮到微電網(wǎng)中電力電子設(shè)備價值低，技術(shù)門檻不高，“源、網(wǎng)、荷、儲”的主要擁有者是“五大四小” 》等電力能源央企，不是電網(wǎng)公司，客戶優(yōu)勢被削弱；

綜合評價，此類廠商垂直延伸產(chǎn)業(yè)鏈難度適中，更傾向于只做上游供應(yīng)商，但也有平臺型電力電子設(shè)備廠商提供整體解決方案；

案例：特變電工長期致力于“源-網(wǎng)-荷-儲”業(yè)務(wù)

1）電源方面，提供基于1500V大功率串聯(lián)組串式逆變器的光伏發(fā)電解決方案，并具有網(wǎng)絡(luò)化智能運(yùn)維、直流故障智能開斷等特點(diǎn)，進(jìn)一步提高光伏發(fā)電收益植物。

2）在儲能方面，推出了安全可靠、靈活友好的1500V智能組串式儲能系統(tǒng)解決方案，具有集群級電池管理，可實現(xiàn)一次調(diào)頻、慣性響應(yīng)等主動支持功能，網(wǎng)絡(luò)控制。

3）在電網(wǎng)方面，可提供基于無阻塞架空柔性直流技術(shù)的特高壓柔性直流輸電解決方案，可在長距離、大容量架空線路中提供柔性直流電。為流電應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

4）數(shù)字化方面，建成光伏集中運(yùn)營平臺、能源綜合管理平臺、資產(chǎn)管理平臺三大數(shù)字化系統(tǒng)，推出智能IV曲線掃描診斷、多時間尺度功率預(yù)測等先進(jìn)應(yīng)用。

5）2022年08月，特變電工發(fā)布公告，在新疆省若羌縣工業(yè)園區(qū)建設(shè)20萬噸/年高純硅及配套源網(wǎng)荷儲一體化項目。項目擬建設(shè)545MW新能源電站一座，其中：風(fēng)電項目425MW，光伏項目120MW，儲能70MW/140MWh。

E. 充電樁制造商/充電樁運(yùn)營商

從充電樁產(chǎn)業(yè)鏈來看，主要涉及充電設(shè)備制造商、充電建設(shè)運(yùn)營商和整體解決方案提供商，其中設(shè)備制造商和運(yùn)營商是產(chǎn)業(yè)鏈中最主要的環(huán)節(jié)，即建設(shè)和運(yùn)營充電樁的效率是制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。并且由于國內(nèi)大部分充電樁廠商也延伸到了充電樁運(yùn)營業(yè)務(wù)，而充電站運(yùn)營商多為自制充電樁，兩者的界限越來越模糊，本文簡單將其合并，統(tǒng)稱為充電樁制造商；星星充電、Terad（特召）、靈沖代表；

對于充電廠商來說：從上游向中游的延伸，主要是基于“大價值”、“豐富渠道”和“強(qiáng)技術(shù)”。充電廠商除了扮演供應(yīng)商角色外，向下游延伸至EPC甚至微電網(wǎng)運(yùn)營也是情理之中：

1）首先，目前微電網(wǎng)的標(biāo)志性場景是基于聚合充電數(shù)字化平臺的“光儲充+”一體化模式。類能源數(shù)字化場景打通了綠色電力從生產(chǎn)到存儲再到消費(fèi)的完整閉環(huán)，而充電樁（站）是這一新場景中最重要的負(fù)荷資源，具有較高的價值，也是眾多用戶的基礎(chǔ)。未來的變化；

2）其次，充電廠商擁有豐富的渠道資源，甚至比電力電子設(shè)備廠商還要豐富；

a. 一方面，充電廠商在提供充電服務(wù)時，電源輸入端接入主電網(wǎng)，直流快充還需要建設(shè)專用網(wǎng)絡(luò)并配備諧波抑制裝置等設(shè)備，因此充電廠商它一般與“兩網(wǎng)”建立深度連接，部分廠商直接得到“兩網(wǎng)”支持（如國網(wǎng)電氣）。“磨合”優(yōu)勢明顯；

b. 由于電源輸出端與電動汽車相連，充電廠商通常掌握著較為豐富的電動汽車充電數(shù)據(jù)、動力電池運(yùn)行信息、外部環(huán)境參數(shù)等，形成數(shù)據(jù)壁壘，同時也與充電廠商和車企的關(guān)系密切。比較近。目前，行業(yè)內(nèi)“合作建樁”的模式已成為主流。車企提供客戶群體，充電廠商提供能源和技術(shù)支持。信息和數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通還可以為客戶提供融資、租賃等增值服務(wù)，提高營收能力。兩者優(yōu)勢互補(bǔ)，有利于業(yè)務(wù)范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。雙方還可以在V2G、雙向樁等前沿領(lǐng)域形成技術(shù)聯(lián)動，更具想象空間，共贏；

c. 更獨(dú)特的競爭優(yōu)勢是，充電廠商大多在公共建筑、商業(yè)綜合體、住宅區(qū)、停車場等地方安裝充電樁，普遍擁有雄厚的物業(yè)渠道資源，分布式光伏組件和儲能系統(tǒng)的鋪設(shè)相關(guān)屬性的屋頂/墻壁也非常依賴此類資源。充電廠商可充分依托資源優(yōu)勢進(jìn)行總包業(yè)務(wù)，再轉(zhuǎn)包給光伏組件廠商；

3）最后，與上述各類廠商相比，充電廠商基于海量數(shù)據(jù)資源，其運(yùn)營能力（物聯(lián)網(wǎng)、云計算、5G通信技術(shù)、控制算法迭代優(yōu)化）普遍更強(qiáng)，能夠更好地整合各種數(shù)據(jù)（能源端、汽車端），形成軟硬件一體的“一攬子”解決方案交付給客戶； n綜合評價，我們認(rèn)為此類廠商進(jìn)行垂直延伸的難度相對較小產(chǎn)業(yè)鏈；賦能，融合光伏發(fā)電、智能充電樁等多項技術(shù)，將光伏發(fā)電與儲能系統(tǒng)、充電樁相結(jié)合，既緩解電網(wǎng)系統(tǒng)壓力，實現(xiàn)清潔能源的利用，又實現(xiàn)利用太陽能打樁、削峰填谷，平滑充電負(fù)荷波動，減輕電網(wǎng)容量壓力，提高供電可靠性。

案例二：凌創(chuàng)新能源聚焦“光伏儲充放電+”微電網(wǎng)系統(tǒng)，首創(chuàng)“光伏儲充放電檢測”一體化能源生態(tài)鏈，打造車網(wǎng)一體的新一代移動能源系統(tǒng)，實現(xiàn)“光伏+儲能+新能源汽車充放電（V2G）+電動汽車智能檢測+電池更換”一站式綜合能源解決方案。

案例三：泰瑞德（Telecall）也于2021年年中與中石化合作“光儲充放電”智能車棚項目，通過“車聯(lián)網(wǎng)”、“能源網(wǎng)”、“充電網(wǎng)”的融合，充分體現(xiàn)了“光、儲、充”新能源發(fā)展理念，削峰填谷，儲備重要負(fù)荷，實現(xiàn)新能源汽車充新能源電。2021年底，與南京交投合作建設(shè)南京房山森林公園光儲充一體站項目。該模型相似，但略有不同。

F. 能量管理系統(tǒng)提供商

目前，業(yè)務(wù)涉及到能量管理系統(tǒng)的電力信息化企業(yè)眾多、同質(zhì)化嚴(yán)重，核心競爭優(yōu)勢在于掌握發(fā)電及用電側(cè)核心數(shù)據(jù)的相關(guān)企業(yè)。

目前，涉及能源管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)的電力信息化企業(yè)較多，同質(zhì)化嚴(yán)重。特別是當(dāng)微電網(wǎng)脫離電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行時，微電網(wǎng)中分布式能源的輸出功率隨環(huán)境因素而變化，無法為負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出。

以國能日新為例，其智慧能源管理解決方案可對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析、集中監(jiān)控、實時控制、智能運(yùn)維等，是微電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的保障，并能輔助微電網(wǎng)增加微電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，減少棄風(fēng)棄光，提高資源綜合利用率，已應(yīng)用于許多高科技園區(qū)和商業(yè)樓宇。

再比如安科瑞，此前專注于企業(yè)級微電網(wǎng)。最新電價、用電負(fù)荷、電網(wǎng)調(diào)度指令等，調(diào)整各系統(tǒng)控制策略并遠(yuǎn)程下發(fā)，使微電網(wǎng)高效穩(wěn)定運(yùn)行，快速響應(yīng)電網(wǎng)需求，減少為企業(yè)降低用電成本，實現(xiàn)能源互聯(lián)和信息交互。，你也可以把數(shù)據(jù)上傳至上位數(shù)字化平臺，成為整個電網(wǎng)數(shù)字化平臺的組成部分。

但由于微電網(wǎng)還局限于相對封閉的場景，網(wǎng)絡(luò)中包含的分布式電源、儲能和可調(diào)負(fù)荷的數(shù)量相對有限，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也不是很大。對監(jiān)控、調(diào)度和管理的處理能力要求不是很高，所以我們觀察到，現(xiàn)階段很多微電網(wǎng)的能源管理系統(tǒng)都是由上述硬件供應(yīng)商自己開發(fā)、支持和應(yīng)用的。專門從事相關(guān)能源管理系統(tǒng)軟件開發(fā)的廠商在行業(yè)中相對薄弱，進(jìn)行縱向延伸的能力較弱。這也是微電網(wǎng)與VPP的核心區(qū)別之一。

1.能耗統(tǒng)計分析（能源管理）解決方案

建立高效的能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)，對建筑各類耗能設(shè)備能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行實時測量，對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析。能夠合理的確定各區(qū)域建筑能耗經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及績效考核指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)能源使用規(guī)律和能源浪費(fèi)情況，提高人員主動節(jié)能的意識。

①　搭建數(shù)據(jù)中心智慧能源管理系統(tǒng)的基本框架，對各個用能環(huán)節(jié)進(jìn)行實時監(jiān)測；

②　排碳數(shù)據(jù)化：通過系統(tǒng)可實現(xiàn)建筑單位內(nèi)人均能耗分析（包括水、電、能量），實現(xiàn)低碳辦公數(shù)據(jù)化；

③　區(qū)域能效比：實現(xiàn)建筑單位內(nèi)區(qū)域能耗對比，方便能耗考核；

④　同期能效比：實現(xiàn)同年、同期、同一區(qū)域能耗對比，方便節(jié)能數(shù)據(jù)分析；

⑤　能耗評估管理：按照能源消耗定額標(biāo)準(zhǔn)約束值、標(biāo)準(zhǔn)值、引導(dǎo)值進(jìn)行分析單位面積能耗和人均能耗指標(biāo)；

⑥　能耗競爭排名：各個功能區(qū)能耗對比，實現(xiàn)能耗排名，增強(qiáng)工作人員的節(jié)能意識；

⑦　對能耗的使用數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析、統(tǒng)計、打印和查詢等功能，并根據(jù)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的需要可選擇不同樣式報表的打印。為能耗運(yùn)營管理部門提供可靠的依據(jù)；

⑧　能耗數(shù)據(jù)采集，隨時查詢，并根據(jù)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，監(jiān)測異常能源用量，對能源智能儀表故障進(jìn)行報警，提高系統(tǒng)信息化、自動化水平。

2.能源管理系統(tǒng)

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應(yīng)用場景	型號	圖片	保護(hù)功能
能耗管理云平臺	AcrelCloud-5000		采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。
智能網(wǎng)關(guān)	Anet系列網(wǎng)管		采用嵌入式硬件計算機(jī)平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。
高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜	APM810		具有全電量測量，電能統(tǒng)計，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計，當(dāng)客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時，只需在背部插入對應(yīng)模塊即可。
	APM520		三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，最大需量，支持付費(fèi)率，越限報警，SOE,4-20mA輸出。
低壓聯(lián)絡(luò)柜、 出線柜	AEM96		三相多功能電能表，均集成三相電力參數(shù)測量及電能計量及考核管理，提供上 24 時、上 31 日以及上 12 月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng) 計。具有 63 次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)“遙信” 和“遙控”功能，并具備報警輸出，可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng)，SCADA 系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。
動力柜	ACR120EL		測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。
	DTSD1352		DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進(jìn)行時鐘、費(fèi)率時段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
	AEW100		三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費(fèi)率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。

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G. 其他整套解決方案提供商

此外，微電網(wǎng)行業(yè)還有以特斯拉為首的軟硬件整體解決方案提供商。

特斯拉積極推進(jìn)微電網(wǎng)“光儲充”的各個環(huán)節(jié)，包括在“光”環(huán)節(jié)推出太陽能電池板、在“儲”環(huán)節(jié)推出Powerwall家用電池組、推出Supercharger在“充電”鏈接中。充電樁等，特斯拉正在中國積極布局多個光儲充一體的超級充電站。僅2021年就推出了兩個一體化超級充電站（拉薩和上海）。隨著國內(nèi)Model3、特斯拉、Model Y等車型的持續(xù)熱銷，面對龐大的用戶基礎(chǔ)，預(yù)計特斯拉在中國的布局將加速，將帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游的集體發(fā)力.

（二）產(chǎn)業(yè)鏈下游廠商簡述

微電網(wǎng)的下游廠商多為“兩網(wǎng)”、“五大四小”等電能領(lǐng)域的央企和國企。下游形成這種格局主要有兩大原因。一是微電網(wǎng)是重資產(chǎn)運(yùn)營。從EPC購買已建成的微電網(wǎng)，需要一次性投入巨額資金（數(shù)億），但資金回籠時間長。時間（幾年到十幾年），資金占用的高門檻讓很多民營企業(yè)望而卻步（特別是民營企業(yè)的借貸成本遠(yuǎn)高于央企）；允許開展售電業(yè)務(wù)，必須具備進(jìn)入配電網(wǎng)的二級售電企業(yè)資質(zhì)。

但這并不意味著只有“兩網(wǎng)”、“五大四小”才能涉足此類業(yè)務(wù)。通過梳理7省“源、網(wǎng)、荷、儲”項目清單可以看出，電力負(fù)荷已成為非電網(wǎng)/電能類央企參與的重點(diǎn)“源網(wǎng)荷儲”工程，如內(nèi)蒙古5個“源網(wǎng)荷儲”項目掛鉤。這是因為發(fā)展微電網(wǎng)的主要目的之一就是消納新能源發(fā)電。如果有合適的用電項目，可以有針對性地建設(shè)風(fēng)電、光伏等發(fā)電裝置，自然是招標(biāo)時的“加分點(diǎn)”。

1.2.3 “源-網(wǎng)-荷-儲”市場規(guī)模測算

如前所述，未來的增量微電網(wǎng)將主要在分布式光伏“全縣推進(jìn)”過程中誕生，表現(xiàn)形式為“源-網(wǎng)荷-儲”示范工程。我國縣域分布式光伏發(fā)展?jié)摿s為450-9.5億千瓦，約占分布式光伏發(fā)電總發(fā)展?jié)摿Φ?9%。

事實上，分布式光伏“全縣推廣”的初衷是充分利用全縣屋頂資源，大幅增加光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模，進(jìn)而提高新能源發(fā)電比重。在全社會的用電量中，服務(wù)于“碳達(dá)峰、碳中和”的政策目標(biāo)。但在實際落地過程中，發(fā)現(xiàn)大量分布式光伏對安全產(chǎn)生了強(qiáng)烈的不利影響。配電網(wǎng)穩(wěn)定，消費(fèi)控制在低位，無論實際使用價值還是國家政策利好，都遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期，尤其是2021年電動汽車普及率實現(xiàn)了意想不到的飛躍，進(jìn)一步造成了“峰頂峰”的不良影響。

因此，在后續(xù)各地“全縣推進(jìn)”的招投標(biāo)中，明確列出配儲配比要求，盡可能實現(xiàn)“源、網(wǎng)、荷、儲”一體化。當(dāng)微電網(wǎng)與“全縣推進(jìn)”緊密結(jié)合時，市場規(guī)模有望達(dá)到非常高的水平。

下面以一個中型縣級“全縣推廣”項目為例，詳細(xì)闡述其投資、運(yùn)營、收益，再測算全國“源、網(wǎng)、荷、儲”的市場規(guī)模。

（一）“全縣推進(jìn)”單體項目招商數(shù)量

假設(shè)A縣為中等規(guī)模縣，A縣正在開展“全縣推廣”，采用“源、網(wǎng)、荷、儲”一體化推廣形式。“源”安裝在黨政辦公樓、公共建筑、工商業(yè)廠房和農(nóng)村居民屋頂?shù)姆植际焦夥偯娣e約100萬平方米；“網(wǎng)”是交直流微電網(wǎng)，“充”主要包括充電樁，“儲”是鋰離子電池儲能系統(tǒng)；

1）假設(shè)分布式光伏裝機(jī)容量為100MW左右；配儲比為15%，單次充放電時間為2小時；元器件與逆變器的功率比為1：0.9；負(fù)載的總功率不得超過直流電源的總功率。

3）各元器件成本以2022年實際成本為準(zhǔn)。

最后測算，A縣“源、網(wǎng)、荷、儲”示范工程總規(guī)模接近5億元。各個組件的具體細(xì)節(jié)如下：

表1 整縣推進(jìn)“源網(wǎng)荷儲”項目投資金額

（2）“源網(wǎng)荷儲”運(yùn)營及盈利模式

收益分配：碳排放權(quán)指標(biāo)收益留給地方政府，涉及光伏安裝的黨政機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、小區(qū)屋頂?shù)扔砷_發(fā)公司支付。

運(yùn)營模式：“全自用”、“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”、“全程上網(wǎng)”；

1）全自用模式：該模式一般適用于用電負(fù)荷較大且用電負(fù)荷連續(xù)且一年內(nèi)很少出現(xiàn)停機(jī)或半停電情況下，用戶用電維護(hù)負(fù)荷充足的情況消耗大部分光伏電站發(fā)出的電能。

2）自發(fā)自用余電上網(wǎng)模式：自發(fā)余電上網(wǎng)是投資者最理想的模式，自發(fā)自用可以獲得更高的電價。-使用過的零件，在沒有用完的時候可以賣電給電網(wǎng)。當(dāng)光伏發(fā)電處于自發(fā)自用、余電并網(wǎng)的模式時，投資者希望所發(fā)的電能盡可能在企業(yè)內(nèi)部消耗。

3）全額并網(wǎng)模式：全額并網(wǎng)模式是將光伏發(fā)電全部送入電網(wǎng)獲取收益的模式。其財務(wù)模型簡單且相對可靠。在項目開發(fā)建設(shè)中，一般會提前確定項目的并網(wǎng)方式，明確主要受益方。

經(jīng)濟(jì)效益方面：假設(shè)A縣“源網(wǎng)荷儲”項目首年發(fā)電1200小時，則25年平均年發(fā)電小時數(shù)為1100小時（系統(tǒng)總效率約為84%，第一年組件輸出功率衰減小于2%，之后每年線性衰減0.55%），25年總發(fā)電量約為100MW*1100h*25*1000kWh/ MWh=2,750,000,000 kWh，年平均發(fā)電量為110,000,000 kWh。“蓮花儲能”可實現(xiàn)售電直接收入約50-80萬元（城鎮(zhèn)居民用電0.5-0.6元/千瓦時，一般工商業(yè)電價約0.65-0.7元/千瓦時，大工業(yè)目錄電價約0.5元/千瓦時，但需疊加容量電價），貢獻(xiàn)利稅近1000萬元，項目靜態(tài)回收期約6-8年。

環(huán)保效益：相當(dāng)于每年約3.5萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可減排氮氧化物200余噸、二氧化硫近700噸、二氧化碳約9萬噸；您可以通過CCER、綠色證書/綠色電力在碳交易市場尋求減排收益。

（3）國內(nèi)“源網(wǎng)荷儲”市場空間預(yù)期

最后，本文粗略計算了“源網(wǎng)負(fù)載存儲”在國內(nèi)的總市場規(guī)模。截至2021年底，已正式確認(rèn)近700個試點(diǎn)，總體核準(zhǔn)規(guī)模約70-100GW，預(yù)計2023年底建成。試點(diǎn)“全縣推進(jìn)”，粗略估算約350-5000億元；中國大陸約有3000個縣級單位，全縣推廣總規(guī)模可達(dá)1.4-2萬億元，年均數(shù)千億元。

1.3 微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

1.3.1 構(gòu)成組分發(fā)展趨勢

“源、網(wǎng)、載、存”的主要組成部分都有比較明確的發(fā)展趨勢/迭代方向。其中，變化比較大的有以下三種：

1）一種是儲能系統(tǒng)，有電網(wǎng)側(cè)替代儲能裝置的部分功能，兼顧降低成本

2）二是電動汽車和充電基礎(chǔ)設(shè)施，將發(fā)生革命性變化，在微電網(wǎng)乃至VPP中發(fā)揮越來越重要的作用；

3）第三是能源管理系統(tǒng)，它的功能會更加多樣化，對計算能力的要求也會更高；

下面，本文將具體分析各個組件未來的發(fā)展趨勢/迭代方向：

A. 分布式電源：更低成本+更高效率

分布式電源：未來將持續(xù)朝著“更低成本+更高效率”的方向發(fā)展，其中：

1）風(fēng)電效率更高一般是指結(jié)合更大的單機(jī)容量、更長更輕的葉片，結(jié)合更智能的功率預(yù)測/余量監(jiān)測等，有效提高風(fēng)電機(jī)組單瓦發(fā)電量；

2）光伏的更高效率一般是指P型PERC/+SE電池被新的電池技術(shù)（如N型TOPCon、HJT、IBC電池、間接帶隙晶硅電池的帶隙可調(diào)調(diào)諧鈣鈦礦電池）替代等），新的制造工藝（如表面鈍化/增透、SMBB/0BB、LiA）和新的封裝方式（多層、疊瓦等），不斷提高光伏的光電轉(zhuǎn)換效率。

分布式電源是微電網(wǎng)最重要的組成部分。裝機(jī)容量的大小、發(fā)電量的高低、運(yùn)行的穩(wěn)定性等因素直接影響著這個微電網(wǎng)的運(yùn)行。如果分布式電源能夠不斷降低成本并實現(xiàn)更高的效率，就意味著微電網(wǎng)更有利可圖。

B. 光儲逆變器：功率提升+“一體化”

逆變器的迭代方向主要是“功率提升”和“光儲一體化”：

隨著210mmTOPCon組件市場份額的提升，功率也大幅提升，對大功率PCS的需求也持續(xù)攀升；

與太陽能儲能一體化的儲能變流器，可替代光伏逆變器和儲能變流器，降低成本，提高光儲系統(tǒng)的管理效率；

C. 電力電子設(shè)備：“數(shù)字化”+“智能化”

電力電子設(shè)備的發(fā)展主要圍繞“數(shù)字化”和“智能化”展開，由于新能源發(fā)電的“波動性、間歇性、隨機(jī)性”特點(diǎn)，要求新能源電力通過數(shù)字化、智能化實現(xiàn)更好的預(yù)測能力、更復(fù)雜的調(diào)度匹配等，讓能源互聯(lián)成為可能。尤其：

1）一二次融合設(shè)備賦能傳統(tǒng)一次設(shè)備在物聯(lián)網(wǎng)感知、數(shù)據(jù)處理、智能、融合、通信等方面；

2）調(diào)度軟件/硬件（新能源功率預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測等）；

3）智能電表（高精度測量）、智能物聯(lián)網(wǎng)電表（基于IR46設(shè)計要求，“多核化”和“模塊化”）；

4）臺區(qū)智能融合終端，利用“云管端”，整合優(yōu)化配電站區(qū)各種運(yùn)行監(jiān)控和機(jī)能設(shè)備；

D. 能量管理系統(tǒng)：能力提高+能碳協(xié)同

進(jìn)入市場帶來了電力交易輔助決策的需求。能源管理系統(tǒng)將不再局限于管理屬性，也將被賦予交易屬性。電力預(yù)測準(zhǔn)確度和電力交易實力將成為決定“源-網(wǎng)-荷-儲”運(yùn)行收益的核心因素。

另一方面，由于微電網(wǎng)動態(tài)運(yùn)行特性相對復(fù)雜，對保護(hù)控制和仿真分析功能提出了很高的要求。震驚。因此，能源管理系統(tǒng)需要具備快速識別系統(tǒng)故障的能力，也需要具備進(jìn)行詳細(xì)模擬測試的能力，并不斷提高兩項能力的準(zhǔn)確性和速度，以確保能源安全穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)。

此外，隨著國內(nèi)碳交易市場建設(shè)的逐步完善，包括即將重啟的CCER，能源管理系統(tǒng)正朝著能源-碳協(xié)同管理平臺的方向發(fā)展。證書、碳交易等，不僅可以實現(xiàn)清潔能源消耗的量化，還可以拓寬盈利途徑。

E. 儲能系統(tǒng)：更高性價+部分功能替代

新能源儲能：未來將繼續(xù)向“更低的成本+更長的周期+更高的安全”方向發(fā)展：

一、微電網(wǎng)運(yùn)營 核心目標(biāo)是增加新能源發(fā)電消納，現(xiàn)階段微電網(wǎng)所有者的主要利潤來源是在微電網(wǎng)中銷售新能源電力。其他盈利模式，如通過調(diào)峰調(diào)頻獲得輔助服務(wù)收入等，需要等到未來電力市場改革初步完善。因此，在目前的微電網(wǎng)中，儲能不具備獨(dú)立的商業(yè)屬性。它的存在主要是為了新能源發(fā)電的隨機(jī)性，轉(zhuǎn)移電力的峰谷，穩(wěn)定電網(wǎng)波動。性能的經(jīng)濟(jì)性非常敏感。在這里，可以通過定量計算的方式更清楚地分析“經(jīng)濟(jì)學(xué)”：

假設(shè)分布式光伏裝機(jī)容量為100MW的“全縣推進(jìn)”項目場景，不考慮征地，建設(shè)成本約3億元（暫按3元/瓦計算）；如果配套的鋰離子電池儲能比例達(dá)到20%，充放電時間為2小時，即儲40WMh，相當(dāng)于額外增加成本約7000萬元（暫按1.8計算）元/瓦時）；

可見，配置儲備的增量資金投入是非常高的。而且，光伏一般壽命可達(dá)25-30年，但目前儲能電池單體的循環(huán)壽命大多在5000次左右，按日常充放電算，可以使用13年左右，這意味著在整個微電網(wǎng)運(yùn)行期間，需要購買兩套新的儲能系統(tǒng)，整個運(yùn)行周期的儲能資金投入幾乎可以達(dá)到光伏成本的一半；從某種意義上說，循環(huán)壽命的長短最終影響的是“經(jīng)濟(jì)性”。

因此，微電網(wǎng)行業(yè)對降低儲能成本有著迫切的需求。降低成本主要有以下三種方法：

第一種方法是溯源至原材料端，采用材料成本更低的技術(shù)路線，如鈉離子電池，理論電芯BOM成本可達(dá)0.3-0.4元/Wh，理論成本可系統(tǒng)制成后控制在1元/Wh左右。但與鈉離子電池相比，鈉離子電池的能量密度較低，循環(huán)壽命較短。從用電的生命周期成本來看，是高還是低還不得而知。

第二種可以采用循環(huán)壽命更長的技術(shù)路線，比如液流電池，可以輕松達(dá)到10000次以上循環(huán)，比鋰離子電池儲能更安全，但是液流電池初期的投資成本是高，每GWh成本可達(dá)30億元，體積能量密度低，占地面積大，一定程度上限制了在分布式場景下的大規(guī)模使用。

第三種選擇是選擇電池串聯(lián)使用，但串聯(lián)使用的電池壽命只有4-5年，安全性得不到充分保證。

第四種可以尋找儲能的低成本替代品，尤其是柔性平臺設(shè)備。

2022年01月，國內(nèi)首個低壓站柔性直聯(lián)實型試驗系統(tǒng)在國網(wǎng)河北省電力科學(xué)研究院建成并投入使用。據(jù)介紹，低壓站靈活直聯(lián)真實型測試系統(tǒng) “光伏儲能直聯(lián)柔性（PEDF）”概念實現(xiàn)三站靈活直聯(lián)。站間通過低壓直流母線互聯(lián)，匯集分布式光伏、儲能、交直流負(fù)荷等要素，實現(xiàn)低壓站間互供電、峰谷調(diào)電、有序充電、電能質(zhì)量控制、和微網(wǎng)運(yùn)行控制這些功能實現(xiàn)了源、網(wǎng)、荷、儲之間的友好交互，有效提高了配電資產(chǎn)利用率，大大提高了供電可靠性，成功解決了電能質(zhì)量和運(yùn)行調(diào)度問題傳統(tǒng)分布式光伏接入。

通過比較可以看出，柔性平臺區(qū)和新儲能有一些相似的功能，主要包括：優(yōu)化新能源發(fā)電和配電變壓器的負(fù)荷分配，積極消納新能源；靈活互聯(lián)、負(fù)載均衡、精準(zhǔn)調(diào)控、提升供電可靠性等。同時，與新型儲能相比，柔性站區(qū)具有更多得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。例如，靈活的站區(qū)可以整合相鄰站區(qū)的容量資源，實現(xiàn)容量共享，通過有功功率控制來平衡負(fù)荷率，減少配電變壓器的損耗。這些功能是新能源儲能所不具備或擅長的。

圖10 柔性臺區(qū)運(yùn)行機(jī)理

然而，市場對柔性平臺的認(rèn)可度遠(yuǎn)低于儲能。核心原因是柔性平臺裝置在儲能方面不具備儲能系統(tǒng)的功能。電網(wǎng)側(cè)柔性站區(qū)互聯(lián)裝置采購安裝后，主要用于輔助實現(xiàn)負(fù)荷分配在時間和空間上的動態(tài)平衡。但是，微電網(wǎng)業(yè)主安裝新儲能的收益是長期的、多元化的。可通過參與調(diào)峰調(diào)頻獲得輔助市場服務(wù)費(fèi)，或利用儲能特性在電力市場進(jìn)行交易。峰谷套利，這種商業(yè)模式及其利潤分配更加清晰。

我們認(rèn)為約3-4個站點(diǎn)之間的靈活互聯(lián)可以替代儲能系統(tǒng)約20-30%的功能 ，被廣泛使用。

F. 用電負(fù)荷：電車儲能屬性+雙向樁

——負(fù)荷側(cè)，變數(shù)最大的負(fù)荷是電動汽車和充電設(shè)施。

F1.0 電動汽車：V2G技術(shù)可充分發(fā)揮電動汽車的儲能特性，實現(xiàn)“儲充放電”一體化

首先，電動汽車不僅可以起到用電負(fù)載的作用，它的動力電池也是一種新型的儲能系統(tǒng)。現(xiàn)階段動力鋰電池和儲能鋰電池的循環(huán)壽命、能量密度等性能指標(biāo)有所不同，包括動力鋰電池成本高、安全性相對較差等，但我們認(rèn)為有必要以動態(tài)的眼光來展望未來的趨勢，在未來的某個時間點(diǎn)，動力鋰電池的性價比也將適用于儲能場景。

目前，純電動汽車的續(xù)航里程普遍增加到500公里以上，充電約70-80kWh。高端電動車?yán)m(xù)航里程達(dá)到1000+公里，充電150kWh。此外，在電池設(shè)計和制造的本質(zhì)安全性、電池使用過程中的主動安全性、電池事故時的被動安全性三個方面實現(xiàn)了質(zhì)的提升。并得益于“磷酸鐵鋰、富鋰錳基、硫化鋰、硅基、金屬鋰等高比容量正負(fù)極材料”+“固體電解質(zhì)、復(fù)合集電體MC/MA等高安全性材料” +“單壁碳納米管、水性粘結(jié)劑、磺酰亞胺基鋰鹽等高性能輔助材料”+“干電極、預(yù)鋰化、ALD包覆等更先進(jìn)的工藝”，全方位動力鋰電池在性能參數(shù)方面，它不斷提升。

根據(jù)中國汽車工程學(xué)會發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》，預(yù)計到2025年，磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)成本將降至0.5元/瓦時，而循環(huán)壽命將達(dá)到5,000至10,000次。即能滿足儲能對性價比的要求。求標(biāo)準(zhǔn)。

綜合以上性能，電動汽車最具想象空間的是充分發(fā)揮儲能特性的車聯(lián)網(wǎng)交互技術(shù)（V2G）。所謂V2G，就是車輛既可以從電網(wǎng)充電，也可以向電網(wǎng)放電，實現(xiàn)雙向互聯(lián)。

圖11?V2G技術(shù)下充放電流程

復(fù)盤V2G發(fā)展歷程：

1）電動汽車普及初期，普遍是無序充電（V0G）。車輛數(shù)量的增加將逐漸對電網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。預(yù)計到2040年，如果繼續(xù)亂充，高峰負(fù)荷將增加25%以上，將給部分城市的電網(wǎng)帶來較大壓力。

2）因此，目前深圳、上海等地已規(guī)劃開展有序充電（V1G），并通過APP與后臺調(diào)度系統(tǒng)達(dá)成協(xié)議，將電池有序充電轉(zhuǎn)移至電網(wǎng)低負(fù)荷，并且可以引導(dǎo)電動汽車的充電行為，與風(fēng)電和光伏發(fā)電特性相匹配，可以降低約20%的峰值電力需求，這已經(jīng)有了V2G的雛形。

相對于V0G和V1G，未來成熟的V2G技術(shù)意味著電動汽車停放時，電池就是待開發(fā)配電網(wǎng)的“充電寶”，海量“充電寶”接入智能電話通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。匯聚平臺形成一個虛擬的大負(fù)荷，可以通過能源互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)對其進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)控。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)載較低時，電動汽車被充電。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷較高時，電動汽車向電網(wǎng)放電，以削峰填谷。填谷，進(jìn)一步匹配微電網(wǎng)新能源發(fā)電的特點(diǎn)，也可以減輕電網(wǎng)擴(kuò)容的壓力。還能賺取低充和高充的差價，讓車主獲得真正的利潤。

圖12?V2G技術(shù)的應(yīng)用

總而言之，V2G是一種規(guī)模大、成本低、安全性高的分布式儲能技術(shù)。

1）從能源角度看，如果2021年到2035年電動汽車銷售滲透率從20%逐年提高到55%，意味著到2035年累計保有量將接近1.5億輛，75%他們將參與互動。每輛車 70kWh，SoC 從 30-70% 不等，可以提供超過30億千瓦時電力，以此類推，2040年可提供約50億千瓦時電力的彈性容量。

2）從功率來看，客車慢充和停充一般采用15kW。根據(jù)日出行覆蓋分布，同樣到2035年，電動汽車支撐電網(wǎng)電力的容量可達(dá)15億千瓦。預(yù)計可達(dá)到當(dāng)年全國電網(wǎng)非化石能源裝機(jī)容量的1/4左右，可大大減少二氧化碳排放。

隨著V2G技術(shù)的引入，原來的“光伏儲充”一體化升級為“光伏儲充”，即由光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)、充電樁充放電組成的局部綠色系統(tǒng)設(shè)備等。微電網(wǎng)。

在這種模式下，儲能系統(tǒng)可以利用峰谷電價的差異，響應(yīng)電動汽車、家庭儲能等移動能源終端與電網(wǎng)的需求，制定合理的充放電策略，優(yōu)化電能配置。，從而獲得更好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，并能緩解電動汽車充電負(fù)荷對配電網(wǎng)的影響。基于光伏儲充放電一體化電站，實現(xiàn)光伏資源就地消納，減少充電站與配電網(wǎng)的簡單連接對配電網(wǎng)的影響，實現(xiàn)就地之間的有序互動微電網(wǎng)和電網(wǎng)。發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的重要手段。在新能源汽車快速增長的背景下，光儲充放電一體化電站已成為未來充電站建設(shè)的重要方向，是構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)、促進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要舉措。能源的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

圖13 光儲充放用一體化模式

目前，國內(nèi)“光儲充放電一體化”還處于早期階段，其不成熟的主要原因有：

1）首先，我國交流配電系統(tǒng)成熟，用電成本很低，上網(wǎng)電價很便宜；

2）其次，新能源汽車普及率還很低，反向排放和就地消費(fèi)的經(jīng)濟(jì)效益并不突出；

3）第三，還缺乏行業(yè)統(tǒng)一的排放標(biāo)準(zhǔn)和成熟的市場環(huán)境和商業(yè)模式；

其中，第三點(diǎn)是最主要的阻力，《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》等多份文件提出，推進(jìn)車網(wǎng)交互技術(shù)創(chuàng)新和試點(diǎn)示范，鼓勵更多“輕儲充放電”功能綜合站建設(shè)。但車網(wǎng)交互涉及到兩大產(chǎn)業(yè)的協(xié)同。雖然政策提出大力支持車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展但目前還缺乏明確的整體推進(jìn)機(jī)制和規(guī)范的技術(shù)設(shè)計規(guī)劃。試點(diǎn)資金支持、示范試點(diǎn)效果評價、標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化等也相對薄弱。同時，目前我國電力市場設(shè)計存在充放電功率、持續(xù)充放電時間、充電容量規(guī)模等準(zhǔn)入門檻。同時，也缺乏去中心化用戶端資源的接入策略。充電樁和雙向充電樁的數(shù)量極其有限，參與V2G交互的用戶數(shù)量少。

隨著新能源汽車普及率的提高和有序充電的引導(dǎo)，以V2G為代表的光儲充放電將在未來3-5年逐步成熟。根據(jù)相關(guān)政策，我國V2G發(fā)展將分為三步走：

1）2020年前：開展小批量和多批次V2G測試驗證，參與雙向充電的電動汽車數(shù)量可控制在10-300輛，主要任務(wù)是驗證雙向充電之間的技術(shù)多輛電動汽車與電網(wǎng)實現(xiàn)多輛電動汽車的相互充放電。

2）2020-2025年：主要開展大型電動汽車（一般不低于500輛）示范運(yùn)行和電網(wǎng)雙向充電。

3）2026年后：逐步商業(yè)化推廣。我國V2G市場潛力巨大。據(jù)光大證券分析師測算，2030年，我國V2G市場空間將達(dá)到1052億元。

F2.0 充電基礎(chǔ)設(shè)施：“慢充直流化”+“雙向化”

重要的趨勢——也即“慢充直流化”。

能夠與電網(wǎng)實現(xiàn)能量雙向流動的雙向交互充電樁也將越來越成為主流產(chǎn)品，即“雙向”。 “雙向”有兩個意思。一是V2G技術(shù)的推廣，推動雙向充電樁作為連接電網(wǎng)和電動汽車的樞紐，增量空間大；但“雙向”并不完全與V2G掛鉤，即使沒有V2G的支持，充電樁依然在向“雙向”發(fā)展。

1）目前市場上主流的直流快充產(chǎn)品都是單向產(chǎn)品，即只能從電網(wǎng)給電動汽車充電，不能反向充電。單向充電樁技術(shù)簡單成熟，是市場主流產(chǎn)品。問題在于，隨著電動汽車保有量的增加，尤其是高壓快充和隨意無序上網(wǎng)，對電網(wǎng)的沖擊會更大。雙向直流充電樁可以有效解決這個問題，通過與儲能系統(tǒng)的聯(lián)動賺取峰谷差價。

2）雙向充電樁系統(tǒng)雖然優(yōu)勢明顯，但需要大場地布置儲能電池組等，具有一定的應(yīng)用限制。因此，未來可能會形成多種形式并存的格局，包括單向直流充電樁、雙向直流充電樁，以及未來的無線充電系統(tǒng)等。

圖14 單項、雙向充電樁系統(tǒng)對比

1.3.2 商業(yè)模式發(fā)展趨勢

A. 運(yùn)營端/發(fā)電側(cè)商業(yè)模式變化

如前所述，目前微電網(wǎng)的運(yùn)行模式主要分為三類，包括：“全部自用”、“全并網(wǎng)”、“自發(fā)自用、余電并網(wǎng)”等., 本質(zhì)上就是發(fā)電和售電的邏輯。

未來，經(jīng)營盈利模式將更加多元化。

1）一方面，隨著電力現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場和容量市場的建立，分布式電源、新能源儲能以及微電網(wǎng)中能夠響應(yīng)電力調(diào)度指令的系統(tǒng)為可調(diào)負(fù)荷提供輔助服務(wù)，如主電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓、備用、黑啟動，并取得輔助服務(wù)費(fèi)。還可以利用市場的峰谷差和實時電價波動進(jìn)行套利交易。從某種意義上說，此時的微電網(wǎng)已經(jīng)具備了VPP的功能和屬性。

2）另一方面，隨著碳交易市場的逐步完善以及綠色電力交易與可再生能源消納責(zé)任的聯(lián)動機(jī)制，分布式光伏和分布式風(fēng)電在微電網(wǎng)中的發(fā)電量及其碳當(dāng)量減排量，你可以通過綠色電力，綠色貿(mào)易證書、碳排放權(quán)等或獲得補(bǔ)貼。

這是一個補(bǔ)充說明。2022年11月25日，國家能源局發(fā)布《電力現(xiàn)貨市場基本規(guī)則（征求意見稿）》，明確推動儲能、分布式發(fā)電、負(fù)荷聚合、虛擬電廠和新能源等。微電網(wǎng)等新興市場主體參與交易；提出容量補(bǔ)償機(jī)制；明確輔助服務(wù)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，使電力用戶獲得公平的輸配電服務(wù)和上網(wǎng)服務(wù)。作為國家層面出臺的首部電力現(xiàn)貨市場規(guī)范性文件，《基本導(dǎo)則》將有力推動電力現(xiàn)貨市場從試點(diǎn)走向全國。

B. 用戶端/需求側(cè)商業(yè)模式變化

用戶端將不再是單純的購電角色。在市場機(jī)制方面，

1）一方面，峰谷電價差可以起到引導(dǎo)用戶用電行為的作用，實現(xiàn)沖擊過程中負(fù)荷側(cè)資源的自動調(diào)整；

2）另一方面，需求側(cè)響應(yīng)價格機(jī)制可以實現(xiàn)海量負(fù)載側(cè)資源的喚醒能力，提高系統(tǒng)需求側(cè)的管理能力和用戶參與度，增強(qiáng)快速恢復(fù)能力.

以V2G為例，電動車車主可以在電價低時為車輛充電，在電價高時將車內(nèi)儲存的能量賣給電網(wǎng)公司，從而獲得現(xiàn)金補(bǔ)貼，降低用電成本汽車。在“北京中再大廈”V2G示范項目中，國家電網(wǎng)設(shè)置雙向充放電互動樁，峰充峰放，車主凈利潤近0.4元/千瓦時。目前，已在中國15個省市建設(shè)40多個V2G項目，600多個V2G終端和近4000輛電動汽車參與其中。

整體來看，具有強(qiáng)大電力交易能力和用戶側(cè)聚合能力的科技型售電公司和虛擬電廠運(yùn)營商（負(fù)荷聚合商）有望脫穎而出。

二、?關(guān)于微電網(wǎng)與VPP的討論

2.1 微電網(wǎng)與VPP的差異與協(xié)同關(guān)系

2.1.1 虛擬電廠基礎(chǔ)概念與特征

虛擬電廠的基本定義：通過5G通信技術(shù)、人工智能、邊緣計算、區(qū)塊鏈等先進(jìn)技術(shù)，分布式發(fā)電（DG）、可控負(fù)荷、儲能、電動汽車等能源供應(yīng)（DER）聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，作為參與電力市場和電網(wǎng)運(yùn)行的供電協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)的特殊電廠，為實現(xiàn)電源側(cè)多能互補(bǔ)和負(fù)荷側(cè)靈活互動，可為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)，達(dá)到與常規(guī)電站相似的效果。并且在物理空間中，不需要實際建造發(fā)電廠。

圖15 虛擬電廠架構(gòu)

從基本定義可以看出，VPP強(qiáng)調(diào)“聚合”的概念。在傳統(tǒng)電網(wǎng)物理結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用能源管理系統(tǒng)將分散的發(fā)電和用電主體整合成一個虛擬可控的聚合體——虛擬電廠最吸引人的功能是它可以聚合多種類型的能源。分布式資源參與電力市場運(yùn)行。

2.1.2 微電網(wǎng)與VPP間核心差異

微電網(wǎng)與VPP的主要區(qū)別首先體現(xiàn)在適用場景上：

1）微電網(wǎng)主要應(yīng)用于封閉場景，可以是工業(yè)園區(qū)、大型工業(yè)廠房、住宅小區(qū)等，或者地理位置相對較近的位置

2）VPP主要應(yīng)用于開放場景，包括分散的寫字樓、住宅小區(qū)、綜合體、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等，不需要相鄰位置；

圖16 微電網(wǎng)與VPP應(yīng)用場景差異

其次，微電網(wǎng)與VPP在“運(yùn)行特性、運(yùn)行模式（尤其是與主電網(wǎng)的關(guān)系）、運(yùn)行目標(biāo)、運(yùn)行理念、運(yùn)行條件”等各方面均存在如下差異：

表2 微電網(wǎng)與VPP具體差異

綜上所述，微電網(wǎng)的核心主要在于各個組件，它們主要以封閉的場景和物理形態(tài)與主電網(wǎng)相連。可兼容大電網(wǎng)作為補(bǔ)充單元參與并網(wǎng)運(yùn)行，也可靈活切換至離網(wǎng)模式，確保在緊急情況下能夠從大電網(wǎng)接入。電網(wǎng)的解離，不僅減輕了大電網(wǎng)的負(fù)荷壓力，也保證了所轄負(fù)荷的供電可靠性。微電網(wǎng)雖然也能對主電網(wǎng)整體起到一定的調(diào)峰、調(diào)頻作用，但更側(cè)重于微電網(wǎng)中分布式電源與負(fù)荷的就地（消納）平衡，力求實現(xiàn)能源自主。而且，微電網(wǎng)上中游廠商的收入主要來自軟硬件產(chǎn)品/EPC的銷售，業(yè)主經(jīng)營收入主要來自售電，交易屬性不夠明顯。

VPP是跨地域的，以軟件為核心，它本質(zhì)上是一個交易平臺。它通過聚合各種分布式能源參與主電網(wǎng)的調(diào)度（如調(diào)峰、調(diào)頻、需求響應(yīng)等），以獲得補(bǔ)貼/對價收益。或者通過峰谷差價套利等方式參與電力市場交易，因此VPP必須始終與主電網(wǎng)相連，更加注重主體利益最大化，體現(xiàn)在交易價值上。

參考文獻(xiàn)

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編輯：黃飛

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