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微电网对大电网是敌是友?

2014-07-29 14:50 

       有人觉得微电网技术成熟后,将对现有电网技术产生冲击,我们以后只用微电网就可以了,不再需要大范围的互联电网了。
当然,这是个敏感话题,在电网企业改革呼声如此高的今天,讲微电网主题是有些微妙的,所以把这个题目列入了“硬骨头”专题。我们也期望今后每周能说个或热门、或敏感、或深奥的话题,用最质朴和通俗的理论,拨开层层迷雾与喧嚣,给出自认为客观普世的答案。这才对得起我们“能说会道、源于思考”的口号。
微电网的概念
先说说微电网是什么吧。专家们的定义多种多样,大概都会涉及分布式电源、小范围电网、监控策略、相对独立等概念,我们还是回到最基本的字面意思。顾名思义,微电网就是微小的供用电网络。之所以用“微”字而不用“小”字,也许是听起来好听,比如“微博”不叫“小博”,“微信”不叫“小信”,“微电网”也比“小电网”好听。(英文就是Microgrid,译为微电网,也许是Micro-可以当前缀,而small或little不能当前缀)
这里的“电网”实质上指的是电力系统,电网与电力系统的不同点在于,电网只是输变电的环节,而电力系统比电网还多了发电和用电,是一套完整的封闭的系统,电网只是电力系统中的一部分。之所以叫“微电网”也许是因为字数少吧,跟“大电网”一个道理。以下所说的“电网”都是指电力系统。因而微电网就是小范围的电力系统,特点就是范围小、自治(可基本独立运行),至于清洁、高效、友好等概念已高出了微电网的字面含义。
微电网的由来
微电网的雏形在爱迪生的通用电气公司刚建造电网时就产生了,那时候纽约的一座发电厂只提供几十千瓦的电力,点亮几盏灯泡,几百伏特电压的直流线路,只能送几公里远,所以爱迪生的电网非常小。不过这也算微电网了,至少微电网的字面含义仅此而已。
当然后来的事我们都知道了,经过激烈的混战,特斯拉最终战胜了爱迪生,将电力系统改为交流,由此带来的最大好处是,变压方便了,电可以送得更远了,从此走上了大电网的道路。大电网允许将发电厂放在资源条件好并远离人群的地方,不仅降低了用电成本,更减少了对人们生产生活的影响,世界各国都是这么发展过来的。
随着人民支付能力的提高,以及分布式电源技术的发展,人们觉得大电网并不灵活,不能完全满足每个用户个性化的需求,希望自己建设满足自己需求的微电网,如对高电价的规避,对清洁能源的渴望,或者对天然气热电联产的经济效益的青睐,微电网应运而生,可以说是技术和需求结合的产物。电网由小到大再到小,这种“螺旋形上升的历史”案例比比皆是。
以交通系统做比喻,最开始是人们各自的马车,出行成本很高(类似爱迪生和特斯拉早起的“微电网”,只有有钱人才用得起);而后是铁路、有轨电车等公共交通的普及,出行成本开始降低,但只有统一化的出发地与目的地(类似大电网,供电成本低,但存在机械化和单一化的问题);现在是小汽车,虽然出行成本较公共交通高,但满足了人们个性化的需求,提高了方便性和灵活性(类似于微电网,供能成本高,但便利性和个性化提高)。
微电网是否会取代大电网?
现在即便小汽车已经普及,火车、公交车、地铁这些公共交通仍在迅猛发展,是否有一天小汽车会发展到替代了所有的公共交通呢?
显然不会的。原因在于经济学最古老的概念——比较优势,源于亚当斯密和大卫李嘉图。美国是个地大物博人口众多的国家,可以说什么都不缺,但为什么还要和别国进行贸易呢?因为比较优势,或者说差异化,美国可以更专注于自己擅长的高科技领域,而将低附加值的环节外包,全球来看,大分工比各国闭门自己生产的总产出要高。一个人、一个地区、一个国家总有自己的资源禀赋,禀赋的不同造成了差异化,产生了比较优势,进而产生分工。这在西方经济学中是最基本的理论。
交通同理,在长距离运输中,公共交通具有比较优势,而短距离个性化运输中,私人交通有优势,二者优势互补。
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