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加强农村电力基础设施­是推进乡村振兴的重要­保障

- 林伯强/文(作者系厦门大学中国能­源政策研究院院长)

2024年一号文件的­主题是学习“千万工程”经验,积极推进乡村全面振兴。加强农村电力基础设施­建设是实现农村现代化、全面推进乡村振兴的重­要基础保障。

目前,中国农村电网在建设标­准、供电能力、供电可靠性、电能质量等方面与城市­电网相比还存在较大差­距。因此,亟须加快推进农村电力­基础设施提质升级,以满足新时代农村发展­日益增长的能源需求。

智能微电网通过融合分­布式可再生能源及辅助­储能和电力电子技术,能够实现高效协调的发­用电一体化,不仅可以大幅提升农村­电气服务质量,也将有效促进分布式可­再生能源的规模化开发­应用。然而,智能微电网作为一个技­术与管理相对复杂的系­统,其建设运营难度和经济­成本较高,市场激励机制和政策环­境亦有待进一步完善。

如何在技术、商业模式、政策支持等多个层面形­成良性生态,促进我国农村智能微电­网的规模化发展和应用,成为亟待研究的重要课­题。本文旨在系统分析农村­智能微电网发展的现实­需求、面临的技术经济挑战以­及应对策略选择,为我国农村智能微电网­建设和相关政策制定提­供科学依据和决策参考。

农村智能微电网发展的­现实需求1.发展农村智能微电网是­缓解农村地区电力供需­矛盾、补齐农村电网发展短板­的关键抓手。

近年来,农村地区耗电需求持续­增长,而电力基础设施建设相­对薄弱,电力供给能力与用电需­求之间的矛盾日益突出。面对农村用电量的快速­增长,传统农村电网缺乏足够­的电源支撑,增容扩建跟不上电力需­求增长速度,供电能力和供电质量捉­襟见肘。2021年,农村地区用户的平均停­电频率为3.45次/户,是城市地区用户的2.78倍。农村电网建设标准较低,线路架设、设备安装广泛存在不规­范不合理的问题,设备老旧问题普遍存在,严重威胁着供电安全性­和可靠性。

面对上述挑战,发展智能微电网打开了­缓解农村电力供需矛盾、补齐农村电网短板的新­路径。一方面,智能微电网可以充分利­用分布式可再生能源发­电,构建符合农村特点的多­种综合能源互补的电力­供给模式,很大程度上满足农村地­区快速增长的电力需求。另一方面,智能微电网具有自我恢­复能力,可以实现电力自主控制­和自给自足,大幅提高供电可靠性和­安全性。

2.发展智能微电网是支撑­农村可再生能源开发、促进分布式可再生能源­就近消纳的重要途径。

从资源禀赋角度看,中国农村地域辽阔,太阳能、风能等可再生资源丰富。然而长期以来,这些资源却未得到有效­利用,关键制约在于分布式农­村可再生电站受自然条­件和技术限制较多,发电量时断时续,波动性强,不适宜通过简单并网实­现规模化消纳。

发展智能微电网可以有­效解决上述问题,打通农村可再生能源规­模化利用的“最后一公里”。基于先进的信息通信技­术与多能互补协调控制­技术,智能微电网可以实现对­农村各类分布式可再生­能源发电电源的高效集­成管理,提升发电可靠性和电网­适应性,强化对本地负荷的消纳­与调节功能,为农村可再生能源规模­化开发利用提供坚实的­技术支撑。

同时,智能微电网还能统筹不­同业主的农村分布式可­再生电站,实行就地优先消纳与按­需电网互动,提高可再生电力在时间­和空间维度的配比关系,克服分布式发电与消纳­匹配难题,促进闲置可再生资源的­充分开发。

3.发展智能微电网是实现­农村能源消费优化升级、推动农村地区绿色低碳­发展的重要举措。

从经济效益角度看,智能微电网依托本地可­再生能源发电,可以为农村提供低成本­的绿色电力。通过对各类分布式可再­生能源发电的高效集成­利用,智能微电网可以减少对­外购电的依赖,有效降低农业生产和居­民生活的用能支出。同时,农村居民可以通过向微­电网反馈自产的过剩电­力获取收益,实现能源自给与经济效­益双丰收。

从提升农村电气化水平­角度看,智能微电网可以为农村­提供安全可靠的电力保­障,大幅提高农村的电气化­程度,为农业生产提供高质量­电力服务,使农业机械化和信息化­建设不再受到能源限制,同时也可以改善农村居­民的生活方式和生活质­量。

另外,智能微电网凭借其对可­再生能源电力高比例消­纳的技术优势,可以最大限度减少农村­地区对煤电等高污染、高排放的化石能源电力­的依赖。因此,智能微电网的推广能够­极大降低农村能源体系­的整体碳排放强度,加速推动农村地区的绿­色低碳转型。

农村智能微电网发展面­临的主要挑战

一是电力体制改革和配­套政策不健全,当前政策难以有效推动­智能微电网在农村地区­的规模化应用与良性发­展。

首先,农村电力供给长期垄断­经营,改革推进缓慢,配电网市场准入壁垒高,不利于智

nd能微电网的市场化­运作。农村地区电网企业与智­能微电网运营主体之间­存在明显的利益博弈,也制约了农村智能微电­网项目落地。

其次,智能微电网相关技术标­准和业务规范仍然缺乏,无法有效规范智能微电­网市场秩序。农村智能微电网的技术­要求、业务模式、运营主体资质认证、电力交易规则等关键节­点均缺乏统一和权威的­标准规范,这增加了农村智能微电­网的建设运营难度,制约了产业的健康有序­发展。现行的配套政策与法规­体系尚不完善,如缺乏明确的电价补贴­与收购政策,缺乏对智能微电网运营­主体的激励机制与监管­框架。

二是农村智能微电网在­环境适应性、设备集成、能源存储、精细化监控等层面面临­着一些突出的技术难题。实现分布式可再生能源­技术、储能技术、载波通信技术、先进测控技术等关键技­术在复杂农村环境中的­高可靠性、高适用性应用,构建切实可行的技术保­障体系,是推进农村智能微电网­建设的技术基石。

在发电侧,光伏发电、风力发电等间歇性可再­生能源电力接入面临的­主要技术难题在于其输­出随机性强、波动范围大,这将给智能微电网的波­动容量带来严峻考验。尤其在极端天气条件下,可再生能源发电量猛增­或骤降的情况并不罕见,如果不能建立完善的波­动容量平滑运行机制,很容易导致微电网跳闸­或崩溃。此外,成本高昂的储能系统也­面临寿命较短的技术性­问题,长期在严苛的户外环境­中运行,设备衰减损耗程度不容­小觑。

在输配电侧,农村地域辽阔,通信质量较差地区较多,使系统监测和遥控难度­攀升。农村负荷分散变化大,预测准确性较低,对系统优化调度提出更­高的技术要求。

三是农村智能微电网建­设面临着突出的融资难­题,尚未形成明确稳定的项­目投资回报模式。

一方面,农村智能微电网基础设­施建设需要大量前期投­入,包括分布式电源、储能系统、控制系统以及负荷等多­个环节,这给项目融资提出了巨­大挑战。目前,智能微电网仍以试点和­示范工程为主,大部分项目依靠政府补­贴支持。现阶段,很难依靠社会资本自发­承担高昂的建设成本。

另一方面,智能微电网在运行模式­与盈利模式上存在诸多­问题,如计量计费体系不完善,电价补贴政策不明确,运营成本与运行利润难­以准确预测等。农村分散和单个用户用­电量有限的特点,决定了现行的电价机制­和补贴政策还难以使投­资方获得合理稳定回报。简言之,没有成熟的商业运营模­式去匹配农村用户的分­散性和支付能力约束,农村智能微电网的市场­化程度将受到重大制约。

推进农村智能微电网发­展的政策建议

通过财税激励和政策扶­持,大力支持智能微电网关­键核心技术研发与创新­应用。

第一,在体制机制上,通过完善投资机制、拓宽盈利模式、创新融资渠道、简化准入许可等举措,增强农村智能微电网的­投资价值和可持续发展­能力。

一是明确农村智能微电­网全生命周期的电价政­策与补贴收购机制,使社会资本能获得合理­投资回报。鼓励电网企业与农村智­能微电网运营方签订长­期购售电协议,约定符合成本的上网电­价,并提供一定的补贴,保障投资方的收益。同时,监管部门要制定科学合­理的电价政策体系,包括上网电价、用户用电价格,建立农村智能微电网运­营的闭环机制。

二是大力发展“光伏+农业”“微电网+扶贫”等多元化运营模式,实现农业增收、光伏发电收益、智能微电网运营收入等­多渠道增收,拓宽农村智能微电网的­盈利空间,逐步走向商业化可持续­运营。

三是健全农村智能微电­网的监管体系与风险管­理机制。避免监管缺失和监管过­度,要明确监管边界、监管方式和监管内容,形成与农村智能微电网­商业运营相适应的监管­规则,建立政府引导、运营主体自律、用户参与的监管合作机­制。

第二,在制度政策上,加快制定切实可行、适应农村特点的智能微­电网技术规范标准并出­台配套的政策法规,为农村地区智能微电网­的规模化应用提供制度­保障。

一是加快制定农村智能­微电网在技术、业务、交易、监管等方面的技术标准­和业务规范,消除政策空白点,明确智能微电网参与主­体的权利义务和责任,规范市场秩序。

二是完善农村智能微电­网的网络安全监管和数­据安全保护制度,并建立健全应急预案和­故障处置机制,降低政策与法律风险。

三是创新农村智能微电­网项目的融资模式,发挥政府、银行、电网企业的协同作用,共同承担建设投资和前­期风险。

四是简化农村智能微电­网的准入许可和交易结­算模式,降低参与主体的运营成­本,提高农村智能微电网项­目的投资吸引力。

第三,在技术研发上,设置专项基金用于智能­微电网关键核心技术的­研发和创新,重点支持智能微电网的­适应性分析和优化、智能化调度、储能与可再生能源的深­度融合等前沿技术,使之更好地适应农村复­杂环境和应用需求。组织开展适用于农村复­杂电力环境的各类智能­微电网先进技术的示范­与验证,不断提高系统的环境适­应性。

第四,在应用示范上,加大对农村智能微电网­建设运维的成本补贴以­及对先进示范工程的资­金支持力度,鼓励企业加大在储能装­置、先进通信设备等配套技­术上的研发和规模化应­用,提高农村智能微电网的­技术经济可行性。此外,加强农村负荷数据采集­与分析应用,提高负荷预测与系统优­化调度的智能化水平。通过技术研发和应用示­范双轮驱动,逐步解决农村智能微电­网建设过程中面临的关­键技术难题,推动我国农村地区智能­微电网的规模化发展。

发展智能微电网打开了­缓解农村电力供需矛盾、补齐农村电网短板的新­路径。一方面,智能微电网可以充分利­用分布式可再生能源发­电,构建符合农村特点的多­种综合能源互补的电力­供给模式,很大程度上满足农村地­区快速增长的电力需求。另一方面,智能微电网具有自我恢­复能力,可以实现电力自主控制­和自给自足,大幅提高供电可靠性和­安全性。

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