新方向！“分布式光伏+储能”的微电网市场应用前景广阔

科技 2025-01-28 10:18 河北

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文章正文：

文丨华夏基石

作者丨张建功

储能创造价值，市场牵引发展。历经2023年来行业疯狂“内卷”和价格血拼，我国储能产业逐渐从“卷价格”、“卷产能”，开始走向“卷技术”、“卷价值”的新型竞争轨道。低端劣质产能的市场出清加速，头部与二三线企业的行业分化加剧，电力市场改革推动的储能市场化盈利机制亦正在形成，云计算、AI人工智能等新一代信息技术的深度应用，对储能产业未来的发展形态和运营模式也在发生深刻改变。“回归价值、进化升级”，我国储能产业将走上一条“以价值为本”的健康、可持续良性发展的轨道。华夏基石产业服务集团、黑铁基金及炎黄基石全球储能产业发展研究院推出《回归本质、进化升级——中国储能产业发展白皮书（2024）》，欢迎业内专家、业界朋友提出宝贵意见和建议，共同助力中国储能产业发展！

本文为华夏储说系列第32篇文章

智能微电网已成为国家电力系统改革的新方向

“分布式光伏+储能”的微电网市场应用前景广阔

智能电网是管理大型能源系统的重大飞跃，然而智能电网庞大的覆盖范围可能会带来复杂性和成本方面的挑战。智能微电网作为一种令人信服的解决方案，提供了更加分散的发电和供电方式，成为一种创新的能源解决方案和新兴的能源供应模式，正逐渐引起广泛关注。2024年7月25日，国家发改委、能源局、数据局发布《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》，提出探索应用“主配微网”协同的新型有源配电网调度模式，将智能微电网作为国家新型电力系统建设的重要内容。并提出在电网末端和大电网未覆盖地区，建设一批“风光储互补”的智能微电网；在新能源资源条件较好的地区，建设一批“源网荷储协同”的智能微电网，提高微电网自调峰、自平衡的能力。

智能微电网作为一种新型的电力网络系统，能够实现自我控制、保护和管理，可与大电网进行能量交换，双方互为备用，是实现主动式配电网的一种有效方式。不仅可有效解决各类分布式能源大规模并网的问题，通过优化电力分配显著提高能源的使用效率并降低用能成本，增强电网稳定性，而且与大电网的兼容互补的关系，可为大电网的优化调度提供支持，形成“主-配-微”（主电网-配电网-微电网）的多级电网架构，将改变传统电力系统的运行模式，对重塑国家、区域的能源发展与供给格局将发挥十分重要的促进作用。

微电网+储能，是一种多用途、前途无量的发电和供电方法，将深刻改变我们的能源生产和消费方式。微电网和电池储能技术的快速发展，将对能源行业产生深远的影响。未来，微电网将成为能源互联网的重要组成部分，为用户提供更加个性化、智能化的能源服务，可以成为打造分布更广、弹性更强的能源系统的基石，具有十分广阔的市场前景。

一、微电网的构成及控制与管理

微电网(micro-grid或microgrid)，是指由“分布式光伏（风电）发电+储能系统+用电负荷+能量管理系统（含通信控制器）+监控保护系统+配网调度系统+配网变电站（即与外部电网连接的变电站）”等自动化装置组成，能够独立运行或与主电网互联的小型供电网络。

通过整合多种分布式能源进行发电，微电网形成一种小型的、局部的电力系统，能够基本实现内部电力平衡，满足局部用电需求。系统中的分布式发电设备、储能设备、以及智能控制设备共同工作，为特定区域提供电力。

微电网就像一个小型的电力“生态系统”，其工作原理可以简化为以下几个步骤：

首先，分布式发电资源根据当前的能源需求产生电力；

然后，智能控制系统根据实时数据调整电力的分配，确保电力供应与需求之间的平衡；

最后，如果产生的能量超过了当前的需求，多余的能量会被储存起来，或者在必要时反馈给中央电网。

（一）微电网的组成

微电网的构成，包括分布式电源、储能装置、能量转换装置和负荷四个方面。

分布式电源：是微电网的核心组成部分之一，包括太阳能光伏发电、风力发电、微型燃气轮机、燃料电池等。这些电源具有分散布置、灵活接入、高效环保等特点，能够为微电网提供可靠的电力供应。不同类型的分布式电源具有不同的发电特性和输出功率，需要根据微电网的负荷需求和运行模式进行合理配置和优化调度。

储能装置：在微电网中起着至关重要的作用，它能够存储分布式电源产生的多余电能，在负荷高峰时释放能量，实现能量的时空平移，提高微电网的稳定性和可靠性。常见的储能装置有锂离子电池储能系统、超级电容器、液流电池、飞轮储能等。储能装置的容量和充放电特性需要根据微电网的规模和运行要求进行选择和配置。

能量转换装置：主要包括电力电子变换器、变压器等，用于将分布式电源产生的电能转换为符合负荷要求的电能形式，并实现微电网与外部电网的连接和互动。电力电子变换器具有高效、灵活、可控等特点，能够实现电能的双向流动和功率调节，提高微电网的运行效率和电能质量。

负荷：是微电网的电力消费者，包括居民、商业、工业等不同类型的用户。负荷的特性和需求对微电网的运行和管理具有重要影响，需要进行合理的负荷预测和管理，以实现微电网的优化运行。

微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。微电网电压等级一般在35kV以下；系统规模一般在MW级及以下；与终端用户相连，电能就地利用。微电网内部电力电量能实现基本自平衡，与外部电网的电量交换一般不超过总电量的20%。

（二）微电网的控制与管理

微电网技术：主要涉及光伏和风电等分布式发电技术、储能技术、电力电子技术、自动化控制技术，以及AI人工智能技术、大数据分析技术、物联网技术等现代信息技术，节能低碳技术等。是多种技术的集成和综合运用。

图2：微电网的技术体系资料来源：前瞻产业研究院

微电网依靠先进的控制和管理系统来监控和优化系统内各个组件的运行。这些系统使用实时数据来管理电力流动，确保微电网的稳定性和可靠性。通过先进的预测技术和算法，运营商可以预测可再生能源的发电量，并优化其与微电网运行的整合。在负载（负荷）管理上，通过需求响应、负载削减和负载优先级等技术，能够优化能源使用，确保关键负载在需要时获得电力。负载管理技术还有助于平衡供需关系，提高能源利用效率。

强大的通信网络和控制基础设施是微电网运行的基础。这些设施允许运营商实时监控和控制多种分布式能源、储能系统和用电负荷，确保微电网的高效运行。同时，它们还支持远程管理和故障诊断，提高了系统的可靠性和可维护性。

微电网的调度管理系统在微电网中扮演着至关重要的角色。与传统电网调度系统不同，智能微电网调度系统属于横向的多种能源互补的优化调度技术。可充分挖掘和利用不同能源直接的互补替代性，不仅可以实现热、电、冷的输出，也可以实现光/电、热/冷、风/电、直流/交流的能量交换。各类能源在“源-储-荷”各环节的分层有序梯级优化调度，达到能源利用效率最优。

同时，该系统通过高度集成各类电力资源和调度功能，实现不同系统间的无缝衔接和协同工作。其技术特点在于强大的数据处理与分析能力，能够实时收集和处理海量的电力数据，包括设备状态、负荷情况、电网拓扑结构等。同时系统还具备智能化与自动化的技术特点，能够自动识别电网中的异常情况，并快速生成应对策略，从而提高电力调度的效率和准确性。

微电网通过整合多种能源、储能和智能控制系统，显著增强了弹性和可靠性。在电网干扰或停电期间，微电网能够迅速响应并提供不间断的电力供应，保障关键设施和社区的正常运行。

（三）微电网的运行模式

目前微电网主要有两大基本运行模式：并网运行模式和离网（孤岛）运行模式。

一是并网运行模式：微电网与配电系统（外部电力主网）部分或全部连接，能与主网之间实现功率的双向流通，以及内部孤网运行与并网运行模式间的平滑无缝转换。当外界大电网出现故障停电或电能质量问题（电力供应不足、电压不稳定等）时，微电网可通过主断路器切断与电网的联系，实行微电网的离网孤岛运行。

并网微电网可以从电网获取电力，也可将多余的电力回馈给电网，或者在电网断电期间自主运行。并网微电网通常包括可再生能源和储能系统的组合，适用于城市环境、商业建筑和住宅区、产业园区等场景。

二是独立性微电网。又叫离网（孤岛）运行模式，独立于主电网运行，适合无电网供电或电网连接不可靠的偏远地区、海岛等场景。这些系统严重依赖可再生能源（如太阳能和风能）和柴油发电机来确保稳定的电力供应。常见应用包括偏远村庄、岛屿社区和军事基地等。

（四）“储能+微电网”构成一种互利共赢的模式，两者相辅相成、协同发展

微电网离不开储能：一是本地分布式能源发电高峰时段，可使用储能设备将多余的电储存起来，本地负荷用电高峰时放电，实现分布式新能源发电的更好消纳；二是如本地分布式能源满足不了本地负荷用电需求，可通过储能设备在外部主网低谷电价时段充电提供本地负荷用电。

增强用电弹性：太阳能和储能集成，可确保即使在电网中断期间也能持续供电，使微电网更能抵御中断。这对于关键基础设施和易受自然灾害或频繁停电影响的社区尤其重要。

优化能源管理：通过利用先进的能源存储，微电网可以更有效地平衡供需，存储太阳能发电高峰期产生的多余能源，并在需要时释放，减少对主电网的依赖，并降低能源成本。

增强微电网稳定性：储能系统具有快速响应和调节能力，可以在微电网中起到稳定电压和频率的作用。当微电网中的负载发生变化或可再生能源输出波动时，储能系统能够迅速调整输出功率，维持微电网的稳定运行。

促进可再生能源的集成利用：随着可再生能源的快速发展，微电网中越来越多地集成了太阳能、风能等可再生能源。储能系统可以有效解决可再生能源的间歇性和不稳定性问题，提高可再生能源在微电网中的渗透率。

环境和经济效益：太阳能集成可减少碳足迹并促进环境可持续性。分布式光伏（风电）和储能的结合，可随时间的推移节省大量成本，最大限度地减少对电网昂贵峰值电力的需求，并利用可再生能源相关的较低能源成本。

（五）微电网的应用场景

微电网主要应用在离岸（如海岛）或孤岛用能（无电地区）需求的偏远地区；大电网较弱的地区；用能成本较高的地区；对用能稳定性和用电质量需求较高的产业园区等。

1.工业园区微电网：主要应用于工业园区，通过数字化智能化能源管控平台，综合开发利用分布式光伏、风电等可再生能源，以及余热余压等资源。这些微电网通常结合储能系统，实现多能互补和智能耦合，为工业园区提供智慧能源解决方案。

2.城市片区（社区）微电网：主要应用于城市的居民小区、宾馆、医院、商场、办公楼等区域。能够为这些区域提供优质可靠的电力，同时实现并网/离网模式的平滑切换，协调大电网与分布式电源的技术矛盾。社区微网通常结合可再生能源和储能系统来增强可持续性和弹性，可以独立运行或接入主电网，在停电期间为社区提供可靠的电力供应。

3.乡村微电网：在乡村或边远地区，微电网利用当地风光资源禀赋，通过不同形式的微电源和储能装置满足电力需求。这些微电网可以独立运行，解决边远地区的供电问题，也可以与公网并网运行。它们的容量一般在数千瓦至数百千瓦之间。

4.企业微电网：主要服务于大型企业，如矿山、石化、钢铁企业等。通常接在较高的电压等级配电网中，容量在数百千瓦至10兆瓦。企业微电网多利用传统电源，也可光储一体建设，旨在降低企业成本、提高效益。

5.海岛微电网：海岛微电网主要风能和太阳能等清洁能源，能够为海岛提供独立的电力供应，解决远离陆地的海岛用电问题，或减少对主电网的依赖。

6.特殊场景微电网：微电网基于就近的分布式绿色资源，整合移动发电、移动储能等新型电力设施，构建自适应灵活组网系统，实现智能组网与清洁供电，提供持续可靠的电力供应。

微电网技术的不断发展，其应用场景将变得更加多元、广泛，尤其在特殊环境下，微电网将展现出独特的优势。

二、发展微电网可助力重塑国家、区域的能源发展与供给格局

（一）相对传统电网，微电网展现出多重优势

首先，微电网是一种分布式的能源管理方式，通过优化电力分配，显著提高了能源的使用效率。建设微电网能够在局部区域内，就近利用多种分布式电源实现本区域电力的供需平衡，减少了利用大网电力长距离输电过程中的能量损耗。这种分布式的能源管理方式，使得能源供应更加灵活，能够根据实际需求快速调整电力输出，从而减少了能源浪费。

在构建以新能源为主体的新型电力系统构架下，按照能源开发集中式和分布式并举的方针，电网功能形态将由能源跨地域输入为主，进一步向“广域协同支撑、局域供需匹配”转化。在配电网侧，就地利用资源的分布式发电和面向终端用户的微电网将会大量出现，未来电网将形成以大电网为主导，微电网有益补充的格局。

因此，发展微电网，有利于消纳目前分布式光伏等新能源的电力，缓解区域配电网资源不足情况下分布式光伏等新能源的接网压力，并为分布式光伏、风电的进一步发展创造了条件。

其次，微电网在降低能源成本方面也发挥了重要作用。由于减少了输电损耗，微电网能够为用户提供更为经济的电力，实现众多分布式光伏、风电等新能源在局部区域的自发自用就地消纳，进一步缓解国家能源供给不足的矛盾。此外，微电网的分布式发电方式，使得电力供应更加多元化，有助于降低对单一能源的依赖，进一步降低了能源成本。

在增强电网稳定性方面，微电网同样可发挥十分重要的作用。在主电网发生故障时，微电网能够快速切换到独立运行（孤岛运行）模式，为关键设施和用户提供不间断的电力供应。这种灵活性和弹性，使得微电网成为了提高电网可靠性的重要手段。

最后，微电网在促进可再生能源利用方面发挥了巨大作用。微电网能够更好地整合太阳能、风能等间歇性可再生能源，帮助其就近消纳，并通过储能设备进一步平衡能源供需。微电网的这种特性，成为解决当下分布式能源并网难题的有效途径。

（二）微电网与大电网的兼容互补关系将改变传统电力系统的运行模式

首先，微电网可为大电网的优化调度提供支持。2024年3月1日，国家发展改革委、能源局发布的《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》提出：到2030年，基本完成配电网柔性化、智能化、数字化转型，实现主配微网多级协同（主电网+配电网+微电网），有效促进分布式智能电网与大电网融合发展。随着微电网的不断发展及其与智能电网技术的结合，微电网与大电网的兼容互补关系将改变传统电力系统的运行模式。未来的电网将是“大电网-配电网-微电网”的多级架构，微电网不仅可以被视为大电网的可控负荷，还能在电力不足或过剩时进行优化调度，实现自平衡、弱连接、轻控制、大备用，提高电网的整体效率和安全性。

其次，微电网将助力能源供给格局的转换。微电网作为由分布式能源组成的系统，能够有效整合和利用本地分布式光伏、风电等可再生能源。这将推动集中式能源向分布式能源的转型，持续提升新能源在能源供给中占据更大比例。集中式光伏和风电建设不仅投资巨大，而且易受选址等因素制约，未来我国能源转型、新能源的发展，分布式光伏和风电将成为主要方向。微电网的建设，将为分布式光伏、风电等新能源的发展创造良好的条件。

此外，微电网有望提高终端用户在电力市场的参与度，并能获得更多的收益。随着电力市场改革和售电侧开放，智能微电网可以用户身份参与电力市场，包括电能量市场和电力辅助服务市场。终端用户有望通过微电网运营商组建的售电主体参与市场交易，从而获得更多的收益。这种市场参与机制，使得终端用户能够更积极地参与到能源生产和消费中，推动需求侧响应和能源管理的发展，形成更加多元化的能源消费模式。

三、欧美等海外国家和地区高度重视微电网建设

美国在微网的概念验证以及技术研发方面一直都处于世界领先水平。美国目前拥有全球最多的微电网示范工程，包括民用和军用领域共超过200个，约占全球微电网数量的50%。特别是美国《通货膨胀削减法案》等政策出台后，为微电网市场注入了又一股强劲动力。以加州为例，先进太阳能应急微电网补助金的设立，就加速了市政设施的微电网化进程。

欧盟对微电网的研究起步较早，建设重点主要集中于制定更先进的解决方案和示范项目部署。2022年4月，欧洲能源转型智能网络技术与创新平台（ETIP SNET）公布《2022—2025年综合能源系统研发实施计划》重点资助项目。2023年3月，ETIP SNET发布的《2022—2031年综合能源系统研发路线图》，计划利用已开发的解决方案高效集成微型电网。

日本是最先发展微电网的亚洲国家。其专门成立了新能源综合开发机构(NEDO)开展对新能源及其应用的研究。目前日本拥有全球最多的海岛独立电网，发展集成可再生能源的海岛微电网，替代成本高昂、污染严重的内燃机发电，是日本微电网发展的重要方向和特点。

澳大利亚政府大力支持微电网建设。由于频频发生极端高温、丛林大火和风暴天气，澳大利亚的传统能源网长期徘徊在大面积停电的边缘。2020年9月，澳大利亚政府投入6700万澳元支持区域和偏远社区构建微型电网。2021年5月，澳大利亚政府发布年度预算拨款3000万澳元用于凯瑟琳—达尔文的互联系统大型电池项目和北领地的微型电网部署。2023年8月，ARENA通过“区域微型电网计划”拨款1.25亿澳元用于微型电网技术开发和应用。

加拿大地域广阔，建设分布式可再生能源的微电网是其重要方向。加拿大共有292个边远地区独立电网，其中175个地区使用柴油发电。考虑到柴油发电的成本和环境问题，建设利用光伏发电、风力发电等本地可再生分布式能源的微电网，是加拿大边远地区电网发展的方向。

拉美部分国家的电气化率一直处于较低水平，拥有大量缺电人口，微电网是解决其缺电问题的重要技术方案。目前巴西、智利、墨西哥、哥伦比亚等国家已有一些微电网示范工程正在运行。

非洲地区利用本地能源为缺电人口供电是很有潜力的解决方案。非洲地区缺电人口超过5亿5千万，电气化率为37.8%，农村电气化率仅为19%，扩展输配电网络的成本很高，发展独立微电网、利用本地能源为缺电人口供电是很有潜力的解决方案。目前已有塞内加尔Diakha Madina微电网、摩洛哥Akkan微电网，南非罗本岛微电网示范工程等。

四、国家政策支持、盈利模式逐渐清晰，我国微电网呈加速发展

微电网作为一种新兴的能源供应模式，具有独立性、灵活性、高效环保、可靠性和稳定性等特点，在偏远地区供电、工业园区供电、智能楼宇供电等领域，具有广泛的应用前景。随着技术的不断进步和成本不断降低，微电网将在我国未来能源领域发挥越来越重要的作用。

（一）国家政策大力支持发展微电网

中国在微电网领域的研究起步较晚，国网电科院微电网技术体系研究项目在2011年8月首次提出了中国微电网技术体系。2015年国务院发布《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》，指出要建立分布式电源发展的新机制，并开展微电网项目建设。

2017年4月，吐鲁番新能源城市的微电网示范项目获得了告电许可，成为中国第一例获得供电类电力业务许可证的微电网项目。同年5月国家发改委与能源局发布了28个新能源微电网示范项目名单。

2018年2月，由中电联提出的《微电网接入配电网测试规范》正式实施。是目前唯一一部微电网管理相关的国家标准文件，规定了微电网管理机构，统一负责微电网的运行管理、巡检和一般维护工作。

2021年9月，国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》指出，要推进电网体制改革，明确以消纳可再生能源为主体的增量配电网、微电网和分布式电源的市场主体地位。

2022年3月，国家发改委与能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》，指出要创新电网结构形态和运行模式，积极发展以消纳新能源为主的智能微电网，实现与大电网兼容互补。这是国家首次从顶层设计层面，将微电网建设上升到与大电网并列、互为补充的地位。

2023年1月，工信部等六部门发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，探索开展源网荷储一体化、多能互补的智慧能源系统、微电网、虚拟电厂建设，开发快速实时微电网协调控制系统和多元用户友好智能供需互动技术，加快适用于微电网的光伏产品和储能系统等研发，满足用户个性化用电需求。

2024年8月，中央、国务院印发《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》，明确提出加快微电网、虚拟电厂、源网荷储一体化项目建设，再次强调了微电网在绿色转型中的重要地位。8月6日国家发改委、能源局、数据局联合发布《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》，提出智能微电网是实现多能互补源网荷储一体化最佳方案。

（二）在加速新能源转型的大战略下，近年来我国微电网市场获得快速发展

我国在可再生能源综合利用方面，微电网变流器、控制器等设备技术水平和世界同步，多能互补独立微电网系统示范规模世界领先。在国家863计划、科技支撑计划支持下，我国重点在边远地区、沿海岛屿建立了一批示范系统：建成世界第一且海拔最高的青海玉树10MW级风、光、柴、储互补微电网示范工程；建成了浙江东福山岛、鹿西岛、南鹿岛等3座MW级风、光、柴、储互补微电网，浙江摘辖山岛风、光、海流能、储互补微电网，广东珠海2座MW级风、光、波浪能、柴、储互补微电网，山东即墨大管岛波浪能、风、光互补发电系统等示范工程；正在建设青海兔尔干MW级再生能源冷热电联供新型农村社区微电网；在南极地区，我国中山站正在开展风、光互补供电的探索和尝试。

综合来看，我国智能微电网按照其运行特点，主要分为3种典型类型（见下表）：

表1：我国智能微电网的三种类型

中国微电网项目建设主体，主要包括为国内能源和电网企业。国家电网与南方电网代表项目，包括中新天津生态城智能营业厅微网示范工程；福建宁德霞浦西洋岛微电网示范项目等。

表2：我国微电网建设代表企业和代表项目

资料来源：前瞻产业研究院

从我国微电网产业链企业区域分布来看，主要分布在华东省份。其中江苏省分布较为集中，其次是在广东、山东、浙江、安徽等省市。

从目前我国微电网市场发展情况来看，未来几年，随着新能源发电渗透率的持续提升，我国微电网市场也将继续保持高速增长，市场发展也将更加规范化、多元化。统计数据显示：2023年中国微电网行业市场规模为260.25亿元，同比增长11.43%。预测到2024年中国微电网行业市场规模将达到276.56亿元。

（三）微电网的运营与盈利模式逐渐清晰，高效的运营和管理是提升微电网运营效益的重要手段

微电网的商业模式主要围绕其能源供应、运营管理和市场参与三个核心环节展开。在能源供应方面，微电网通过整合分布式电源、储能装置、能量转换装置等，实现区域内能源的自给自足和高效利用；在运营管理方面，微电网采用大数据、物联网等先进技术，实现能源系统的智能监控、优化调度和故障快速响应；在市场参与方面，微电网作为独立市场主体，积极参与电力市场交易、碳交易等，实现能源价值的最大化。

我国当前微电网运营模式主要有三种：

1.业主自建自用型。即业主（包括工商业企业、产业园区、社区等）利用自己的场地或屋顶自建微电网，相当于自备电厂，以减少从电网购电为盈利模式。总的原则是自用为主、余电上网，缺电时从电网购电。

2、合同能源管理型：微电网开发商利用业主的场地或屋顶建设微电网，微电网发出的电直接被业主使用，减少业主从电网购电节省电费。开发商与业主签订能源管理合同，业主将节省的电费作为节能费用与开发商分享收益。

3、投资服务型：开发商投资建设微电网为特定区域的用户提供电力服务。微电网开发商实际成为独立的电力经营商，按与用户协商的电价收取电费。微电网与外部大电网有单一接点，在需要时也与大电网交换电力。

以上三种运营模式，如微电网与大电网有电力交换，还可从大电网获得以下两个方面的收益：

日前电力能量市场交易：微电网运营商可以预先预测次日的发电量和负荷量，根据净发电/负荷量参与日前能量市场的竞价。此类情况下，微电网的运营模式即为“供电+余电上网”模式。微电网运营商可以凭售电公司的身份开展售电业务。通过在电能量市场的市场竞价，微电网可以销售其多余的电力，或者购买不足的电力需求，以此实现电力的平衡。运营商制定最优调度计划时会以运行总成本最低为目标，从而最大化净盈利。当前正在加快推进的电力全国统一大市场和电力现货交易市场改革，将为微电网运营商通过电力现货市场获取收益创造更加稳定的渠道。

辅助服务收入：即“供电+独立辅助服务”模式。目前，国家政策鼓励投资者作为独立辅助服务商参与微电网业务。为充分挖掘其市场潜力，投资者可利用用户侧储能技术增加独立辅助服务收入，提高微电网项目投资回报。电力运营商（电网）会制定分时电价、尖峰电价等零售价格机制，挖掘并聚集用户的柔性可调负荷，以此实现需求响应。微电网可以作为内部用户的售电商，通过提供调峰调频等辅助服务来获取收益。微电网在提供辅助服务时，还可结合内部的其他可调资源，如储能系统进行电力的调节。

但目前我国微电网本质上仍是“发售电”逻辑，包括全部自用，全部并网，自发自用、余电上网等。未来，微电网还应该可以在辅助服务市场参与大电网调峰、调频、调压、黑启动等辅助服务获取收益；作为独立的主体在电力现货市场通过卖电获得峰谷套利收益；在碳市场其分布式光伏等可获取绿电、绿证等补贴；微电网中的储能和负荷资源，还可以参与大电网的需求侧响应获取收益。

图4：微电网的收益渠道

资料来源：朗新研究院

微电网并网运行模式下按“并网自用型”和“并网公用型”两个大的类型，按投资和运营主体不同又衍生出不同的收益模式：

一是并网自用型微电网。一般仅为单一用户提供服务，无需取得供电类业务许可。其一种是由用户投资、自主运营；二是由用户投资、委托第三方运营。

用户投资自主运营模式，内部各主体无需进行交易结算，用户与大电网进行上下网电量结算，收益途径包括余电上网收益、可再生能源补贴、减少购电成本、减少需量电费。

用户投资第三方运营模式，第三方作为运营主体与大电网进行上下网电量结算，收益途径包括余电上网收益、可再生能源补贴、减少购电成本、减少容量电费等。

二是并网公用型微电网。为用户提供供电服务，需要取得供电类业务许可证，并承担供电安全责任以及大电网为其提供备用而产生的备用容量费。亦包含两种运行模式：第一种电网主业投资运营模式，其内部电源由第三方投资，配电设施由电网主业投资，微网主业负责运营。第二种是由单一或多主体投资，第三方负责运营。

电网主业投资运营模式下，电网主业按照国家电价和相关政策向电源投资方支付上网电费，转付补贴资金。

第三方投资运营模式下，微电网运营主体负责与大电网进行电量、容量等交易结算，或参照增量配电采购趸售方式向大电网购电。微电网运营主体负责开展内部交易，采用统购统销模式；或由分布式电源通过配电设施直接向网内用户供电，各方自行协议交易价格。

高效的运营和管理，是微电网提升盈利能力的重要手段。

微电网的运营和盈利模式具有灵活性和多样性，能够根据市场需求和运营策略进行调整和优化，以此实现盈利的最大化。同时，微电网的盈利与其运营效率和能源管理能力密切相关，高效的运营和精准的管理能够进一步提升微电网的盈利能力。在运营管理方面，微电网采用大数据、物联网等先进技术，实现能源系统的智能监控、优化调度和故障快速响应。微电网利用大数据分析收益和各交易主体的贡献，通过协商确定收益分配规则，经过多个周期的修正，形成基于大数据分析的学习型、渐进式的运营模式，是微电网运营商在微电网市场提升竞争力的重要手段。

（四）以“分布式工商业光伏+储能”为依托的微电网具有十分广阔的市场前景

“分布式工商业光伏+储能”的独立型微电网在技术上具有显著优势。首先，光伏发电技术已经相对成熟，转换效率不断提高，成本持续下降。其次，工商业储能技术的快速发展为微电网的稳定运行提供了有力保障。随着锂离子电池、钒液流电池等新型储能技术的广泛应用，储能系统的能量密度和循环寿命得到了显著提升。此外，智能控制技术的应用使得微电网能够实现自我控制和优化调度，提高了系统的整体性能和可靠性。

从经济角度来看，分布式工商业光伏+储能的独立型微电网具有较好的经济效益。一方面，微电网通过自发自用，企业可以大幅降低用电成本。尤其是在电价波动较大的地区，微电网的经济优势更加明显；另一方面，随着国家对清洁能源的支持力度不断加大，企业投资分布式光伏项目还能享受一定的政策补贴和税收优惠。此外，微电网的建设还能在工商业企业碳排放核算、实现更清晰的碳足迹追踪等方面提供有力支持，提升企业的绿色形象，增强市场竞争力。

分布式工商业光伏+储能的独立型微电网市场潜力巨大。一方面，随着全球对清洁能源需求的不断增长，越来越多的企业开始关注并投资于分布式光伏项目。另一方面，随着智能电网和微电网技术的不断发展，微电网的应用场景不断拓展。从工业园区到商业综合体，从偏远地区到城市周边，微电网的应用需求日益增长。

（五）微电网技术已成为国家电力系统改革的新方向

智能微电网中有多个电源和多出负荷，负载的变化、电源的波动都需要通过储能系统或外部电网进行调节控制。这些电源的调节、切换和控制，就是由智能微电网控制中心来完成的。智能微电网控制中心除了监控每个新能源发电系统、储能系统和负载的电力参数、开关状态和电力质量与能量参数外，还要进行节能和电力质量的提高。

智能微电网是目前发展较快的新型网络结构，智能微电网和大电网进行能量交换，双方互为备用，是实现主动式配电网的一种有效方式，从而提高了供电的可靠性。智能微电网的兴起将从根本上改变传统电网应对负荷增长的方式，其在降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性等方面具有巨大潜力。

目前，微电网技术已经成为电力系统改革的新方向。微电网智能化、数字化发展，提升了其自主运行及与配电网灵活交互能力。配电网与微电网协同，将深度支撑与服务电力系统的运行优化；微电网规模化、集群化发展，深刻影响并推动配电网形态改变；配电网与微电网融合，可有效提升电力系统对新能源、电动汽车等分布式资源的承载能力，显著提升系统自愈能力。配电网与微电网一体化发展，将全面提高电力系统全域能量管控水平，有力支撑与推动面向分布式资源的现代市场交易机制的创新发展，助力新型电力系统的构建。

（六）我国微电网商业化过程中仍面临诸多挑战

综合政策、标准、项目、市场和技术五方面来看，我国微电网市场目前正处于一个快速发展阶段。但在标准化建设、市场化推进以及技术创新等方面仍有待进一步提升，以充分释放其巨大的发展潜力。

从政策战略上来看，微电网已经上升到与大电网并列、互为补充的地位，“主配微”（主电网+配电网+微电网）协同规划是大势所趋。

从标准来看，微电网国标、行标大多还以技术规范为主，目前还缺乏管理标准。

从项目建设来看，微电网目前仍以试点示范项目为主，并未有大规模地建设和应用。

从市场上来看，虽然国家和地方一些政策鼓励微电网作为市场主体参与各类电力市场，但实际上因缺少成体系的引导手段和规范标准，微电网发挥空间尚小，获利渠道少。

从技术上来看，微电网涉及的并网技术等存在扩展性不足、标准化模块化程度不高的问题，计划性并网转离网等关键技术有待突破。

从微电网实际应用看，目前我国微电网发展面临的具体挑战为：

一是成本仍然较高。现阶段，微电网的供电成本仍然高于传统大电网，经济性是制约其发展的重要因素。包括必须配置的储能系统，其他电力电子设备等，相比目前企业能够从微电网建设运营中获取的相关收益，其投建运维成本和费用相对还是较高。需要企业积极探索通过技术创新、供应链优化等途径降低成本；同时，更需要与政府、行业协会等多方合作，共同推动微电网市场规模化发展，以规模效应进一步降低成本，提升市场竞争力。

二是技术瓶颈的约束。通过近年示范项目建设，我国在微电网设计、能量管理、控制技术方面已较为成熟；但受限于项目主要以示范为主，微电网技术扩展性、标准化、模块化程度不高。随着政策支持力度加大，微电网应用场景将更加多元化，对并网技术、储能技术、控制技术等提出了更高要求。如与大电网相比，由于微电网使用的分布式新能源具有较大的波动性导致微电网运行的稳定性难题，仍需通过技术进步予以保证；微电网并离网切换时的模式控制，尤其在发生短路故障时如何能真正实现并网和离网的不停电切换等方面，尚存在一些技术挑战。企业需要加大研发投入，加强技术创新，提升微电网系统应对复杂环境和多样化需求的能力，才能在激烈的市场竞争中占据优势。

三是盈利模式还不够优化。业内人士普遍认为，当前我国微电网发展面临的一大障碍是运营模式和市场机制不健全，还缺乏可持续商业模式和成熟运营模式。微电网参与市场方面，国家政策明确了其可以参与各类电力市场，但目前尚无实施细则，导致微电网收益来源较为单一，制约了市场需求的释放。国家还需要在政策层面进一步完善市场交易机制。作为企业来讲，需要转变思路，积极探索多元化的盈利模式，如可以结合储能、需求侧响应等新技术和商业模式，为客户提供更加综合、全面的能源服务，创造更大的价值空间。

四是缺乏政策引导和标准规范。目前国家对独立型微电网涉及的可再生能源发电、储能、配变电及控制系统，尚无明确的计量标准和支持政策。微电网在顶层设计、统一接口规范和技术标准也仍存在空白。各地方也尚未出台专门针对对微电网的相关政策，特别是用来保障微电网行业资产的相关法规。此外，分布式工商业光伏+储能的独立型微电网在技术标准方面尚不统一，给项目的建设和运维也带来了一定困难。

五是市场认知度还不高。虽然分布式工商业光伏+储能的独立型微电网具有诸多优势，但市场认知度仍有待提高。为此，需要拓展应用场景和市场空间，满足不同企业和用户的多元化需求，并要加强宣传和推广工作，让更多的企业了解微电网的优势和应用场景。同时，通过成功案例的示范效应，增强市场的信心和认可度。

此外，微电网中储能系统将会发挥十分重要的作用，选择和设计适合特定场景的储能系统也是一个关键问题。在面对复杂多样的微电网时，单一类型的储能系统很难满足各种需求，通常需要多种储能系统共同发挥作用。如何优化调度这些不同类型的储能系统，实现它们之间的互补和协同工作，对微电网的稳定运行和综合效益有着重要价值。这就需要研究和开发相应的调度算法和控制策略，根据实际负荷需求动态调整储能设备的输出功率，以便在满足需求的同时提高综合效益。

五、微电网能充分促进分布式电源的大规模接入，未来应用空间十分广阔

微电网思路的提出，旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。

（一）从发展趋势看，我国微电网未来发展主要有三个方向

第一是向综合能源网方向发展。据相关专业人士判断，随着微电网的推广应用和普及，未来微电网将可能在将分布式光伏等电力资料、燃气、水务、热力、储能等资源，实施捆绑成一个整体资源，实现综合能源有效利用。

第二是“主配微”网协同运行。即“主电网+配电网+微电网”协同运行，可能成为未来电力系统的电网形态。通过“云边互联”等方式，推动微电网自主优化运行，参与电网直控和交易。

第三是交、直流混合微电网，“光储直柔”微电网将成为今后微电网的发展趋势。按照这一方向发展，微电网可改善电力系统运行效率，提高电力系统的可靠性，提高系统能源利用效率。

（二）从微电网的应用看，微电网将开启多场景能源革新之旅

一是微电网与虚拟电厂技术深度融合。虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现分布式能源、储能系统、可控负荷、电动汽车等分布式能源资源的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。在未来，智能微电网将与虚拟电厂深度融合，可实现更高效、更灵活的能源调度和管理。

二是产业园区智能微电网。园区作为能源消耗的大户，具有安装分布式能源系统的天然优势。智能微电网将为工业园区提供定制化的能源解决方案，实现园区内能源的优化配置和高效利用，同时降低运营成本，提升园区的整体竞争力。2023年12月，工信部发布《“十四五”工业绿色发展规划》，2024年2月，工信部等七部门发布《关于加快推动制造业绿色化发展的指导意见》，均鼓励具备条件的企业、园区开展工业绿色低碳微电网建设，发展屋顶光伏、分散式风电、多元储能、高效热泵等，推进多能高效互补利用，就近大规模高比例利用可再生能源。

三是建筑一体化智能微电网。公共建筑能耗高通常是住宅的2-3倍。我国随着城市化的快速发展，公共建筑的能源消耗也在逐年增加。微电网技术提供了一种创新方案，通过集成可再生能源、高效储能系统和智慧能源管理系统，实现公共建筑能源自给自足和优化调度。利用太阳能光伏等分布式发电设备，减少对传统电网依赖；通过智能控制策略，自动调节能源生产和消费，提高利用效率。微电网还能与建筑管理系统（BMS）和能源管理系统（EMS）结合，实现精细化控制照明、空调等能耗设备，进一步提升能源效率，同时降低建筑的综合运营成本，提升建筑智能化管理水平。基于微电网的架构，打造光电建筑，成为现有建筑绿色转型的一条有效路径。

四是学校、医院等公共设施智能微电网。学校、医院、车站等公共设施作为社会公共服务的重要组成部分，对稳定可靠的能源供应有着极高的要求。智能微电网能够为这些公共设施提供高效、清洁的能源供应，同时降低运营成本。

五是交通领域智能微电网。随着电动汽车的普及和交通基础设施的不断完善，交通领域对能源的需求不断增加。智能微电网将在停车场、充电站、高速公路服务区等场所发挥重要作用，为电动汽车提供绿色电力。

六是农业智能微电网。农业智能微电网是光伏技术与现代农业的完美结合。在大棚种植、渔业养殖等农光互补、渔光互补等场景，通过开发适用于农业场景的光储系统和智能控制系统，实现农业生产的高效化和节能减排，助力农业现代化发展。

七是物流、厂库中心智能微电网。针对物流中心和厂库中心的特殊需求，智能微电网可提供定制化的能源解决方案。通过在仓库屋顶、停车场等场所安装高效光伏组件和储能设备，实现能源的优化配置和高效利用，降低运营成本。

八是加油站（加电站）光储充一体化智能微电网。通过在加油站的屋顶、停车区、便利店等场所安装高效光伏组件，配套储能等设施，建设智能微电网，可提供稳定的清洁能源供应，降低运营成本，提升能源利用效率。

九是家庭智能微电网。随着智能家居的普及，家庭智能微电网将成为未来家庭能源管理的重要组成部分。通过集成分布式光伏发电、储能设备和智能控制系统，家庭智能微电网能够实现能源的自给自足和优化配置，降低能源成本，提高能源利用效率。

来源：北极星储能网

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