配電的經典定義
摘自穆鋼主編《電力系統分析》(機械工業出版社,2021版)
電力系統中,由變壓器、電力線路等變換、輸送、分配電能設備所組成的部分常稱為電力網絡。根據網絡電壓等級的不同,又可分為輸電網絡和配電網絡。
配電網絡具有較低電壓等級(110kV及以下),承擔電能分配并送達終端用戶的任務。
配電的四層概念
一、產業概念
通常意義上,我們把電力工業劃分為:發、輸、配、調、用等環節。
新型電力系統中,配電和調度、用電、甚至發電環節的聯系變得越來越緊密,甚至配電和用電環節的邊界變得模糊。
比如虛擬電廠,它既是一個配電的概念(作為負荷集成商,參與配電網的業務),又是一個用電的概念(對電力用戶的負荷進行管理)。
二、技術概念
即配電網絡,它連接用電負荷與輸電網路(或者發電設備)。
新型電力系統中,大量分布式電源在配電網中并網,配電網將變得有源化、主動化,配網的潮流雙向化。
新型配電系統是新型電力系統中最重要的組成部分,也可能是最主要的技術創新領域之一。
三、法律概念或管理概念
按照配電資產的服務對象屬性和所有權屬性,可能由三類主體所持有。
1、輸配電一體化的電網公司
在中國主要是國網公司、南網公司(以下簡稱電網公司),也包括內蒙古電力公司(蒙西電網)等。它們既是輸電網運營商,也持有大量公共配電網資產。
2、獨立的公共配電網運營商
最典型的一類為“增量配電網”,是2015年電改政策的產物,即不屬于“輸配電一體化的電網公司”,作為獨立的公共配電網,持有某個明確地理區域(供電區域)內配電網資產,并獲得“供電營業許可證”開展運營。
從法律的角度,增量配電網是獨立法人主體,并且與電網公司是事實的“網對網”關系。
目前“增量配電網”在《電力法》中并未提及,所以其法律地位還需進一步明確,這也是制約增量配電網發展的主要障礙之一。
另一類事實成立的公共配電網運營商,如園區配電網、自供區配電網(如小水電自供區、礦區配電網等)、甚至可以把大量轉供電企業(如商業物業、工業地產運營方)也可以認為是公共配電網。
其法律特征是:為多個、非特定的市場主體(法人)提供配電服務,就具有了某種程度的公共屬性。
3、自有配電資產持有方或者電力用戶
只為單一特定主體服務,其資產具備法律意義上私有屬性,如工廠配電系統,一般被稱為電力用戶,其與公共配電網有明確的資產分界點(計量裝置)。
有一個概念叫做“表后市場”,就是指在計量裝置之后,為電力用戶提供相關服務的市場。
這個定義也涉及到分布式光伏、分布式儲能的法律關系、市場關系和服務關系。
四、商業概念
在上述概念的基礎上,形成了各種商業概念,比如電網運營商,包括TSO(輸電網運營商)、DSO(配電網運營商)、售電公司、配電設備制造商、配電系統集成商、配電工程公司。
也出現了一些新的商業概念,比如虛擬電廠、負荷集成商、共享儲能運營商、分布式投資商等。
新型電力系統的概念演化
一、配電網的技術邊界模糊
過去的技術概念和產業概念是基本對應的,技術上的配電網絡,對應配電環節,主要是指公共配電這個領域。
用戶內部的配電網,在產業關系上,歸屬于用電環節。
但是隨著新型電力系統的提出,源荷互動變得更為緊密,這就帶來兩方面的模糊。
技術概念上的模糊,是技術上的配網下邊界,從資產分界點(電表),往下延伸了。
典型特征就是出現了微電網。微電網采用了大量公共配電網的技術和管理模式,甚至在這個模糊邊界上,出現了微網控制數字化技術(IEC61850 G2)、微網群協調控制、微網群與主動式電網分層分區協調控制等一系列配電智能化新的技術研究方向。
二、配電網的商業邊界模糊
另一層模糊,就是管理和商業上的邊界模糊。
微電網的管理關系,從資產屬性上看,主要是歸屬電力用戶,而不屬于電網公司/配網公司,但是管理關系上,又需要與上一級電網進行互動,甚至接受某種程度的電網調度管轄。
電網公司成立了“負荷管理中心”,要把用戶內部的負荷資源管理起來。又出現了虛擬電廠、負荷集成商、分布式光伏售電商等新的角色,結合分布式參與市場化集中交易、隔墻售電等新的業務模式。
此外,大量的園區公共配電設施投資,以及類似“工廠上樓”的工業地產項目中轉供電服務商也逐步出現,模糊了公共配電網和用戶配電網的產權邊界,甚至出現了配電資產租賃、光伏資產租賃等運營模式。
工商業轉供電管理,成為“優化營商環境”的政府監管內容,其背后的監管邏輯更接近輸配電的成本價格監管,但這個領域始終還處于監管范圍模糊的狀態。
在資產分界點后面,出現了新的運營商,與物理配電網綁定的,是用戶配電系統的運營商,比如轉供電管理方(C-DSO);與邏輯應用綁定的,是虛擬電廠運營商(VPP-SO)。
三、面向零售側市場化的新商業模式
隨著電力市場的開放,批發側的交易規則逐步清晰化,批發側集中拍賣的電力市場也逐步建立。
電力零售側的市場化,也在艱難的推進過程中,比如目前大多數售電公司,在零售市場中不具有電量結算權,在現貨交易階段就會帶來交易風險-收益不對等問題。
虛擬電廠的商業模式落地,很大程度上也與零售側市場的開放有密切的關系,負荷集成商可以在零售市場出售產品,以獲取更大利益,而不僅僅是在批發側市場。
還比如配網側的共享儲能、分布式光伏的隔墻售電交易,其實都是電力零售業務的放開帶來的商業機會。
某種程度,充電樁運營也是電力零售市場的一種產品形態:向電動車主出售電力,可以說它是中國零售側市場化程度最高,價格最高的一種交易產品:一方面它似乎已經徹底現貨化,另一方面它不受任何管制,完全反映供求關系——有的地方商用大功率樁已經超過2元/度。
總結
創新總是在邊緣、模糊的領域最先出現。
過去電力行業長期處于電網側自然壟斷+發電側寡頭壟斷的局面,隨著新型電力系統的提出,負荷側業務的重要性驟然提高。
配電末端作為電力系統最邊緣、也是管理關系最模糊的地帶,存在創新的最大可能。
在負荷側,傳統意義上既沒有“系統”概念,也沒有“管理”邏輯。
在表前,供電公司按電力系統思維和專業邏輯,對公共配電系統進行管理。
在表后的工商業配電領域,提的最多的是配電運維,其實質是資產管理的最低級別——事后維修型的設備管理,而且經常與機電、動力設備的維護結合,是“設施管理”的一部分,甚至不作為一個電力管理專業存在。
一方面隨著能源技術的進步,用戶配電系統在分布式電源、分布式儲能、新型負荷的加持下,真正成為一個微型電力網絡(微電網系統),需要進行系統的管理;
另一方面,投資端、電網端、市場端,又迫切需要對用戶配電系統進行優化運行和有效管理:從光伏的反孤島、有序用電、負荷控制等的安全需求,到隔墻售電、偏差控制等交易和投資優化需求。
這些需求將對配電設備、配電技術、配電商業模式帶來重大的影響,可以說是新型電力系統中最具生機的創新領域,甚至不亞于4G/5G加持下的移動互聯網創新規模。
當然,前提是在新型電力系統的趨勢下,電力體制的進一步改革,就像如果沒有中國電信體制的改革,就不可能有中國互聯網和移動互聯網革命一樣。
創新不易,一起共勉。