应重视区块电网的建设与优化

新中国成立以来，我国已经建成以国家、区域、省、地、县五级调度为主体的基于行政区划的电网运行调度管理体系。实践证明，这种体系在保证电网安全稳定经济运行方面发挥了决定性作用。

随着分布式电源和储能技术的发展，传统的用户端以电网形态发展是必然趋势。从未来的趋势看，这种电网形态不仅将形成以电源为核心的辐射状电网，多电源的环状电网更将成为趋势。为促进新型电力系统的建设，支撑新型能源体系建设，在电网总体架构中，明确用户端电网形态定义与定位十分重要。

清晰认识区块电网的价值

区块电网是包含了若干个微电网的具有清晰的地理和电力网络边界的连接着分布式能源、储能和负荷，有智能信息系统支撑管理，可以在与外部电网连接运行或独立运行两种模式间自动切换的单一实体。用一句简单的话来表述：具有清晰边界，能联网和孤网运行，能自主智能管理，规模适当的电网单元。

在新型电力系统建设过程中，优化电网结构以应对面临的新问题新挑战是一个重要的措施。笔者认为，未来的电网形态是，以优化利用新能源电力电量为重点，以支撑区块综合能源系统的区块电网为单元，城镇电网和电源基地局部电网为基础，负荷密集的受端电网为重心，超特高压电网为输送与交换平台的多电压等级、交直流并存、分层分区的新形态新模式。因此，区块电网在未来电网格局中有着重要的作用与地位。区块电网的形成与发展，有以下几个方面的效益：

一是环境效益，有利于利用风光等可再生能源发电和其他分布式能源，减少温室气体排放。

二是技术效益，有利于通过区块电网内部的电力交换，就地平衡电力电量，对大电网起到削峰填谷的作用；有利于电网末端的电压调节，降低配电网线损；更有利于提高用户可靠性，增加电网灵活性。

三是经济效益，有利于电力市场建设，通过区块电网可以发挥其聚合作用，以电源聚合体、储能聚合体或虚拟电厂方式参与市场交易。从长远看，如果政策允许，也可以利用区块链技术，实现区块电网内部的端对端电力交易；有利于减少电网扩容投入，降低用户用电费用；有利于带动微电网、区块电网的整体开发，成套设备技术升级、产业化发展，成为新的经济增长点，拉动投资。

四是管理效益，可以分解管理责任，通过规范的区块电网规划运行管理功能标准，以智能控制手段实现区块电网的自主管理，避免用户端网络发展的无序现象，大大降低新型电力系统的数据爆炸给管理方式和信息控制带来的管理困难。

区块电网是一个新型的电网形态，是新生事物，必将对电网管理模式、区块电网与主网的技术关系、安全防御措施架构、电力市场模式、用户电价形成机制等产生影响，要深入研究，先立后破，试点先行，有序推进。

推动区块电网有序发展的建议

区块电网形态是在能源转型和分布式新能源及其发电、储能等电力新技术发展的大趋势下应运而生的，有其必然性。但是如果不能合理界定区块电网与主网的管理、调度、技术、经济关系，无序发展，就难以发挥预期的效益与优势，反而成为电网管理的新难点。

为了区块电网的健康有序发展，谈几点想法：

一是区块电网与主网的管理关系。区块电网是用户端的网络，其管理可按照现行电网企业与用户、电厂的关系进行界定。区块电网可以与电网企业协商并委托管理，也可自行管理。但为保证电网安全稳定运行，政府应授予电网企业对区块电网的业务指导权和紧急状态下的处置权，具体内涵可以制定相应的规范。

二是区块电网的调度关系。因为区块电网含有电源、储能等，为保证区块电网的安全优质运行，理论上讲是需要调度的，那谁负责调度？根据区块电网的定义，成熟的区块电网应实现运行调度控制的自动化，其与主网之间可以按照虚拟电厂模式、负荷聚合商模式和孤网运行模式纳入上层调度的计划、安全与紧急状态管理。上层调度原则上不直接控制区块电网内部的设施，紧急状态情况下除外。

三是区块电网的信息采集与管理。区块电网应建立规范的数据库，记录区块电网的电源、储能、用户、电力网络和信息基础设施等的设备铭牌数据、运行状态数据等。数据库按照精益采集、分级使用、确保信息安全的原则，报送有关部门和上层调度，以确保我国电力统计数据的全面准确和电网运行的安全可靠。应制定区块电网信息采集与管理规范。要高度重视区块电网信息系统的信息安全问题，不宜将区块电网内的分布式电源信息直接纳入主网生产控制区。

四是区块电网的规划。区块电网的发展，特别是基于新园区的区块电网，应按照新型电力系统发展的要求进行规划，应在充分研究电力需求与分布、各种分布式电源发电特性、影响电力需求的分布式能源设施、储能、电动汽车等移动式储能设施（注意考虑充电和放电两种模式）的作用与影响等方面的基础上，按照与外部电网约定交换条件，以有利于区块电网地域内实现减碳目标，鼓励区块电网内部资源互通、就地平衡的原则，进行电力电量平衡和安全分析，优化电源结构、电网结构和智能化信息基础设施等，同时要计及主网应急处理、保证重点用户供电、需求侧响应、黑启动、孤网运行、端对端电力交易等影响。在规划方法上，采用与主网规划迭代协调的寻优方式。

五是区块电网的保供机制。要充分发挥区块电网在保证区块内用户供电可靠性方面的优势，服从与支撑主网安全防御体系，配置好主网要求的低频、低压切负荷措施和必要的切机或孤网运行措施；要按照与主网的交换计划，优化安排好区块电网的运行方式和安全措施；要按照保证区块电力平衡、稳定运行，分级保障重点用户供电的原则，制定孤网运行预案和黑启动预案。

六是区块电网的需求侧响应。需求响应是能源资源优化利用、电网削峰填谷、电力用户智能用电的重要手段。在区块电网形态下，区块内的用户如何参与需求侧响应？原则上，由区块电网作为一个集合体参与主网的需求侧响应，并由区块电网智能信息系统按照约定的规则在区块内完成相应需求调整与激励补贴的分解。

七是区块电网与电力市场。在区块电网形态下，电力市场包括外部电力市场和内部电力市场。在外部电力市场中，原则上，区块电网通过集合电源或储能等多种模式，以一个市场主体身份参与电力市场交易。内部电力市场的建立，对于鼓励分布式新能源发展具有十分重要的意义，其主要模式是以区块链技术为支撑，实现单一用户（或微电网）与其他单一用户（或微电网）间的直接交易。但是，这种内部电力市场模式的建立，需要相应的法律支撑和政策支持，应加快研究，审慎决策，先行试点，逐步推广。

八是区块电网与电动汽车。目前，电动汽车电池的功率已经达到几十千瓦到几百千瓦。乘用车的电池容量也根据续航里程的长短和车的大小不同，达到40~100千瓦时。如果一个家庭用电负荷按2千瓦计算，汽车电池可以保证20~50小时的用电，即使5千瓦的容量，也可以提供8~20小时用电。这样的保障供电的作用已经不可小觑了。特别是，汽车电池的安全性已经得到很好的解决，电动汽车推广的速度也非常快。因此，对于楼宇和社区来说，电动汽车可以成为区块电网保障供电和系统调节的重要资源，也自然而然成为大电网储能容量的重要组成部分。关键是要解决技术和激励政策问题。可否考虑建立“汽车—家庭微电网—楼宇（或社区）区块电网—大电网”逐级关系链，让汽车拥有者可以感受到直接效益，促进V2G发展？也就是说先从V2H（汽车对家庭）起步，让电动汽车的储能功能与家庭用电建立联系，采用实体或虚拟V2H系统，让电动汽车成为自家的备用电源和能源优化计划的调节电源。然后，实现V2B（汽车对区块电网），让电动汽车（也可以通过家庭微电网）在区块电网电力市场进行电力交易，从而发挥其在区块电网中的电力保障和错峰调节作用。再然后，实现V2G，只要每个电动车愿意接入电网和互联网，通过合理有效的电价机制就可以实现V2G的各项理想功能。当然我们还需更广泛地建设便捷高效低成本充电桩，以及让电动车电池为家庭供电所需的接口或软件系统。

九是关键技术与政策问题。区块电网形态的形成与发展进程，取决于一些关键技术的成熟度，也取决于政策和法律问题的解决。在技术层面上，需要加快研究区块电网级别交流组网的生产模拟、稳定运行、电压控制、继电保护、自动解网技术与产品以及直流组网的相关技术，区块电网的SCADA系统与能量管理系统等区块电网智能信息控制系统也需要加快研发与标准化、实用化。此外，用于区块电网的新型储能的安全问题仍然需要高度关注。在法律和政策层面上，要解决区块电网内用户的电力交易许可的法律问题和区块电网所涉及的电价形成机制问题。

十是区块电网与区域能源系统。区块电网是区域能源系统或者说是综合智慧能源系统的基础。在相当一段时期内，区域能源系统或综合智慧能源系统应该是以区块电网为主体，以物联网技术为支撑的能源互联网。由于分布式能源发电规模小、地域分散、间歇性特性突出，由大电网集中管理消纳投资大、效率低。没有区块电网作为基础和支撑，综合智慧能源系统难以实现其应该具有的系统性、整体性、智慧性功能。通过区块电网加物联网技术，可以把用电、用热、用冷等用能形式与储电、储热、蓄冷和不同形式的发电、产热和供冷设施通过电网和物联网在现有技术基础上组成一个系统，并可以进行用能和二氧化碳减排优化，而且在用户服务上也可以基于智能电表实现多能表合一、能源计划等综合能源服务项目。因此，采用“包产到户”思路，以区块电网为平台就地实现源网荷储协调配置，并拓展带动各种能源形式的综合智慧利用，是能源变革中比较现实可行的重要措施。

（陈小良 作者系中国电机工程学会原副秘书长）