文 | 本刊特約評論員 張樹偉

問題

· 信息互聯(lián)網(wǎng)正在迅速地改變著人們的生活與生產(chǎn)方式?；ヂ?lián)網(wǎng)作為一種強大的工具，在金融支付、交通出行、購物、出版等方面已經(jīng)對傳統(tǒng)的行業(yè)形態(tài)進行了摧枯拉朽式的改造，誕生了諸多新的“互聯(lián)網(wǎng)+”的商業(yè)與經(jīng)濟模式。從全球來看，受信息技術(shù)的影響與推動，基于可再生能源所具有的更分散化、更大波動性（相比需求的波動）、配網(wǎng)潮流可能逆向、需要額外無功補償與電壓控制等屬性，整個電力系統(tǒng)從發(fā)電（輔助服務(wù)提供，軟硬件結(jié)合設(shè)計）、輸配電（優(yōu)化控制）、用電（比如點對點交易）到計量核算（比如區(qū)塊鏈應(yīng)用），也正在經(jīng)歷深刻變革。

· 棄風(fēng)限電嚴重影響著風(fēng)電場的收益，也對經(jīng)濟能源結(jié)構(gòu)的盡快改變，以及風(fēng)電的經(jīng)濟性與技術(shù)進步提升造成了嚴重的負面影響，必須加以大幅度改善。那么，信息技術(shù)（IT）（可以稱之為“能源系統(tǒng)的數(shù)字化”）有望改善我國的嚴重棄風(fēng)限電（如果不限于風(fēng)電，可以加上棄光）現(xiàn)狀嗎？其特定的時間（比如幾年內(nèi)還是10幾年，甚至更長）與空間尺度（只適用于個別特定情況還是全部都適用，以及市場容量問題——不斷擴大還是迅速自我摧毀，后者比如儲能）如何？

· 這些就是本期“專欄”聚焦的話題。

事實

· 在歐洲地區(qū)，大部分風(fēng)電（除了海上風(fēng)電）與光伏發(fā)電往往接入中低壓配網(wǎng)（110kV及以下）。相比電壓等級更高、范圍更大的輸電網(wǎng)，配網(wǎng)的電力需求與供應(yīng)波動往往更加劇烈，電壓與無功控制資源選擇更有限。因此，借助智能電網(wǎng)與信息技術(shù)實現(xiàn)配網(wǎng)的更安全穩(wěn)定運行，往往是比新建線路甚至輸電網(wǎng)更經(jīng)濟有效的選擇。奧地利薩爾茨堡開展的中低壓電網(wǎng)智能電網(wǎng)示范項目表明：這種自動化系統(tǒng)，可以多接納超過20%的波動性可再生能源。新的商業(yè)模式，比如系統(tǒng)中的集合者Aggregator，相比配網(wǎng)運營者（DSO）直接控制每一個產(chǎn)銷者Prosumer往往更經(jīng)濟，而不會嚴重損害整個系統(tǒng)的靈活性。

· 在荷蘭、德國邊境地區(qū)有兩個小村莊，一個發(fā)電資源豐富，一個電價很高。5年前，因為分屬不同國家的調(diào)度控制區(qū)，這兩個村莊無法進行直接電力交易，后來通過特殊安排進行了聯(lián)網(wǎng)，才使得電力交換與降低電價成為可能。在丹麥，基于區(qū)塊鏈點對點交易，充分或者完全依賴可再生能源的“能源公社”烏托邦計劃正在安靜但是堅實地展開。

· 盡管存在上述先進的應(yīng)用與模式，但是總體而言，目前的配電網(wǎng)仍舊處于輸電網(wǎng)的從屬地位，系統(tǒng)仍舊是中心化的，尤其是在電網(wǎng)調(diào)度（解決平衡與安全問題）與數(shù)據(jù)管理方面。在一定的平衡控制區(qū)域（Balance Area）內(nèi)，由市場價格信號（能量市場）來實現(xiàn)系統(tǒng)粗略的平衡，然后系統(tǒng)運營商（TSO/ISO) 運行平衡市場處理偏差的部分。在區(qū)域定價體系1：歐洲大部分市場是區(qū)域定價，而美國的多數(shù)放松管制市場是節(jié)點定價。中，系統(tǒng)運營商還需要通過二次調(diào)度（Redispatch）處理阻塞問題。盡管這種阻塞可能是由配電網(wǎng)（比如某區(qū)域風(fēng)電過于集中，某些時刻匯集聯(lián)絡(luò)線超容）部分造成的，并且解決它的最好方式也在配電網(wǎng)側(cè)（比如配電網(wǎng)充電動汽車，消解阻塞問題），而不是改變輸電網(wǎng)電廠的出力。

· 我國存在的5級調(diào)度體系與保持系統(tǒng)平衡的方式，與國外如何映射比較是一個很復(fù)雜的問題。一方面，我國的省級調(diào)度具有較大的操作能力與責(zé)任，類似歐美一定平衡控制區(qū)內(nèi)TSO/ISO的角色，但是區(qū)域調(diào)度也在更大范圍內(nèi)進行頻率等調(diào)控；另一方面，整個體系中，市場的參與者（比如發(fā)電商與大用戶）往往沒有平衡責(zé)任（不需要對小尺度的平衡誤差負責(zé)），或者具有絕對的平衡責(zé)任（義務(wù)出力調(diào)整比例超過50%）。整個體系既非中心化（一統(tǒng)到底）的，也非分布式（各管各的，然后彼此間通過明確規(guī)則協(xié)調(diào)）的，而是更像一個分級科層（Hierarchical）結(jié)構(gòu)。

· 我國在配電網(wǎng)內(nèi)的靈活交易方面無疑走在了世界的前列，已經(jīng)開展了有益的市場、監(jiān)管、定價探索。2017年11月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于開展分布式發(fā)電市場化交易試點的通知》，決定組織分布式發(fā)電市場化交易試點。分布式發(fā)電市場化交易有三種可選的模式：分布式發(fā)電項目與電力用戶進行電力直接交易、分布式發(fā)電項目單位委托電網(wǎng)企業(yè)代售電、電網(wǎng)企業(yè)按國家核定的各類發(fā)電標桿上網(wǎng)電價收購并在110千伏及以下的配電網(wǎng)內(nèi)就近消納。

推理與討論

· 可再生能源分散、波動、不可控，使得系統(tǒng)保持平衡所需要的供給與需求側(cè)的靈活性成為一種有價值的稀缺資源。要靈活快速地調(diào)配發(fā)電、需求側(cè)響應(yīng)、儲能、電網(wǎng)平衡區(qū)協(xié)調(diào)等各種靈活性資源，必須依賴信息通信技術(shù)（ICT）進行信息的共享處理、以及快速實時操作。這不僅僅存在于輸電網(wǎng)與大的平衡控制區(qū)，也出現(xiàn)在日益復(fù)雜的中低壓配電網(wǎng)中。

· 上述的第一個案例證明，依托先進的技術(shù)與商業(yè)模式，有可能在保持系統(tǒng)足夠穩(wěn)定與安全的前提下改善棄風(fēng)限電。第二個案例表明，基于新的技術(shù)與商業(yè)模式，有可能對傳統(tǒng)電力供應(yīng)范式產(chǎn)生顛覆性的創(chuàng)新與改造。當然，這種改變有可能與現(xiàn)有的系統(tǒng)平衡方式存在一定沖突，比如輸電網(wǎng)運營者與配電網(wǎng)運營者的角色，乃至挑戰(zhàn)整個監(jiān)管體系與管理體制，比如是否允許點對點交易、平衡責(zé)任如何界定、如何核算余缺平衡服務(wù)成本等。以消費者為中心的電力系統(tǒng)再次被提出，包含了點對點、聯(lián)網(wǎng)型與離網(wǎng)型微網(wǎng)，以及產(chǎn)銷者集合等幾種形態(tài)（見圖1）。

· 由于我國調(diào)度與系統(tǒng)平衡體系的特點，目前分布式發(fā)電就近交易試點如何與調(diào)度體系互動，或者完全沒有互動，而僅是財務(wù)結(jié)算方面的變化（將影響輸電網(wǎng)資產(chǎn)利用率與成本回收），這些都有待進一步觀察。一個符合邏輯的映射是，這種分布式交易往往可以配對（上述提及的幾種模式），逐漸擴大，形成類似目前中西歐輔助系統(tǒng)平衡的“平衡基團”（Balance Responsible Parties），可以是集合商、大能源企業(yè)、甚至是配電網(wǎng)運營者的角色，幫助實現(xiàn)系統(tǒng)的平衡。但是，目前的調(diào)度模式對這種平衡責(zé)任并無需要，系統(tǒng)的調(diào)度尺度（比如往往超過5個小時）也過大。這其中并不存在自然演化進步的可能，需要以政策與監(jiān)管體系的變化為前提。

圖1 以消費者為中心的電力系統(tǒng)的幾種模式

· 目前，我國在配電網(wǎng)與售電側(cè)有望出現(xiàn)更多的市場主體，潛在地將激活整個體系的創(chuàng)新能力。所謂“綜合能源服務(wù)”的提法不斷見諸報端。如果某個運營商能夠?qū)⒏鞣N波動性的電源與波動性的需求有效整合，平滑輸出，提升預(yù)測準確度，作為目前集中式輸電市場的一個有效參與者，將解決很多分布式發(fā)電的限電問題，是系統(tǒng)平衡的貢獻者。但是，由于目前缺乏平衡責(zé)任認定，“預(yù)測準確”、自我平衡并不具有相應(yīng)的系統(tǒng)價值。因此，從企業(yè)戰(zhàn)略視角來看，目前的配售電改革仍舊是以劃分“舊有體系所有者的租值”為主要內(nèi)容，所謂的通過服務(wù)而不是售電差價掙錢，大體是緣木求魚。

說開去

· 處于快速發(fā)展中的IT與新的商業(yè)模式，特別是基于信息技術(shù)與能源信息學(xué)（Energy Informatics）的應(yīng)用，是否可以潛在地大幅度改善棄風(fēng)限電問題，甚至整個電力行業(yè)的基本形態(tài)？以上的信息與討論可能會給人以稍顯混亂的感覺。這個問題的答案完全取決于你是問一個技術(shù)專家（Technologist）、經(jīng)濟學(xué)者（Economist），還是一個政治學(xué)者（Political Scientist）。

· 從技術(shù)上講，這是完全美好的前景?，F(xiàn)實中存在很多問題（比如原來出租車行業(yè)的租值分配問題），我們對原因的追索是尋找其所造成的問題的必要條件2：本專欄前幾期文章刊發(fā)后，得到了大量的讀者反饋與評論，在此特表示感謝！與其中一個評論相關(guān)的是，這一充分必要歸因的邏輯也適用于“電力需求不旺”是否為棄風(fēng)限電加劇的合適原因的分析——不能將充分條件作為合適的歸因。（比如行政壟斷造成了租值偏向壟斷者）；而要解決問題，卻可能是技術(shù)作為充分條件減少了問題的復(fù)雜程度，或者直接解決了問題（比如Uber、滴滴打車模式的競爭者出現(xiàn)使得租值消失），而并不依賴那些必要條件的改變。如果儲能足夠便宜，智能控制人人都有，大家都可以直接操控機組、光伏設(shè)備，那么限電問題自然也不存在了，集中式的能源體系將得到徹底解構(gòu)。

· 從經(jīng)濟上講，這個過程可能比想象的要漫長太多，技術(shù)遠不充分。技術(shù)要發(fā)揮作用，需要一系列苛刻的政策與社會條件（比如消費者組成能源公社，需要彼此高度信任并就如何分擔(dān)成本與收益達成一致；可以調(diào)整自身負荷的足夠的技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施能力；克服傳統(tǒng)的習(xí)慣等），發(fā)揮消費者的驅(qū)動作用，并且不合適的政策可能造成激勵的嚴重扭曲，使得系統(tǒng)鎖定在劣等技術(shù)（比如大容量基荷長距離輸送波動性、人為壓低價格的可再生能源電力）上。

· 從政治上來講，這個過程往往充滿了風(fēng)險與不確定性，甚至?xí)l(fā)系統(tǒng)的可靠性問題（比如一些商業(yè)模式本質(zhì)上挑戰(zhàn)了現(xiàn)有的系統(tǒng)平衡方式，公社中的搭便車問題），所以，為了避免最壞的結(jié)果，最好的方式是“等等看看”（Wait and See）。新的技術(shù)與商業(yè)模式挑戰(zhàn)舊有的結(jié)構(gòu)體系，這涉及更廣泛的超越產(chǎn)業(yè)與行業(yè)的制度、習(xí)慣，甚至文明問題。在我國，可再生能源遭到限電時，甚至都不需要補償發(fā)電者，也沒有人按照可再生能源法去審查法律的執(zhí)行情況。這種情況下，棄風(fēng)限電似乎是比其他結(jié)果更具政治“接受性”的方式。通過技術(shù)改善棄風(fēng)限電的努力，更多的要寄希望一些“英雄人物”的作用或者突發(fā)事件。

· 在我國，存在基于這三方面視角的討論，但是總體上仍舊是非常初步的。有一件事情可能是技術(shù)專家、經(jīng)濟與政治學(xué)者都同意的，那就是“先進技術(shù)改善棄風(fēng)限電”中，能否界定出清晰的、具有明確時間空間范疇界定的“問題-解決方案”仍舊是關(guān)鍵的。有些內(nèi)容已經(jīng)超出了筆者的知識與閱歷范圍?？傮w上，作者更傾向于IT與新的商業(yè)模式要發(fā)揮作用、改善棄風(fēng)限電，監(jiān)管體制與系統(tǒng)平衡范式的改變是前提，而不是互為前提、互相影響。期待更多、更結(jié)構(gòu)化的討論！