为服务不足的主电网客户提供的迷你电网（英）

面向服务不足的主电网客户的迷你电网 “多达20亿人的增长能力受到根本限制，因为他们的电力供应不稳定，不可靠。”-RajShah，洛克菲勒基金会主席（2020 年） 底线。小型电网可以帮助解决主要电网连接社区服务不佳的问题吗？小型电网是一种发电和配电网络，可为本地化的客户群供电。微型电网可以与主电网隔离或连接。迄今为止，撒哈拉以南非洲的大多数小型电网都是在没有连接主电网的电隔离农村建造的。根据在20多个低收入和中等收入国家使用小型电网计划的广泛经验以及五个详细的案例研究，作者提供了有关小型电网的总体观察和建议，以及在尼日利亚和印度使用的一种称为“电网下小型电网”的新型小型电网。 2024年6月 2024/135 能源和提取物全球实践的知识注记系列 公开披露 授权公开披露 授权公开披露 Authors 为什么主电网客户需要迷你电网？ 许多被正式报道为联网的家庭和企业接受的服务很差 大多数关于在发展中国家扩大电力供应的讨论都集中在一个数字上：数百万人无法获得电力。据报道，2022年，全球有6.75亿人无法获得电网供电，其中5.67亿人生活在非洲。但是，对这一数字的独家关注忽略了 BernardTenenbaum是一个独立的能源和监管顾问。 克里斯·格雷森是ESMAP的可再生能源和能源获取顾问。 AshishShrestha是ESMAP的高级能源专家。 事实上，许多被官方报道为有联系的家庭和企业往往得到非常糟糕的服务。 差的服务以不同的方式发生。最常见的缺点是电力服务不可靠。国际金融公司 2019年的一份报告估计，每年有20亿人遭受100小时或更长时间的停电 ，有10亿人遭受1000小时或更长时间的停电。而且，即使按照承诺提供电力，质量（电压和频率）也经常低于标准，从而过早地烧毁了机器和电器。正如尼日利亚电力监管机构（NERC）委婉地描述的那样，客户的服务不足。 随着人们越来越意识到物理连接不会自动带来良好的服务，人们对服务于区域的所谓网格下迷你网格的兴趣也在增长 面向服务不足的主电网客户的迷你电网 图1.微型网格的类型及其与主网格的关系 在发展中国家，政府，世界银行和其他发展组织与小型电网合作的传统重点。 人口有 没有来自主电网的电力服务 主网格未提供服务的区域中的迷你 网格 离网迷你网格 类型迷你 网格主要电网对人口的服 务不足/服务不佳 WuseMarket&Toto 案例研究 与主电网互连的迷你电网 小型电网未与主电网互连 资料来源：Tenenbaum、Greacen和Shrestha2024。 Mokoloki，HuskIndia 和TPRMG案例研究 Undergrid迷你网格 2 已经连接到主电网，但其客户收到的服务不令人满意(图1，底部面板) 。 如图1的底部面板所示,网格下微型网格可以采取两种形式:互连的和非互连的。1互连的迷你电网与当地配电公司(Disco)的连接允许迷你电网从Disco购买电力,并且在某些情况下,允许迷你电网向Disco销售电力。相比之下，非互连（或隔离）的电网下微型电网没有与Disco配电系统的电气连接。电隔离不需要地理隔离。在印度，有600多个私人拥有的，非互联的太阳能混合微型电网在村庄中运行，这些村庄已经由连接到主电网的迪斯科机场提供服务。 1.互联微型电网是一种分布式能源。DER是“在配电网上产生、存储或管理电力的任何东西”(Roberts2021)。它可以是需求或供应方资源。DER可以采取多种形式：小型电网，屋顶太阳能，建筑存储，消费电池，分布式发电，需求响应，能源效率，热存储或电动汽车及其电池。 是否可以为目前从传统的政府拥有或私人拥有的迪斯科公司获得较差服务的社区中的家庭和企业提供商业和环境上可持续的电力服务？在什么成本？这些问题在五个详细的案例研究这两种类型的MiiGrid解决方案服务不足的客户：来自尼日利亚和印度的新见解（Teebam，Greace和Shrestha2024）。 表1重点介绍了尼日利亚和印度的案例研究，这些案例研究的重点是在开发商没有政府大量参与的情况下，在开发商选择的地点开发的私有和运营的电网下小型电网。2Thesestudiesconcentrateonsolarhybridminigridmadeupofcombinationsofsolarpower,batteries,diesel,andoccasiouslybiomass.Thisblendoftechnologiesisexpectedtopredominingincoming 2.Thisisnottheonlypossiblegovernmentapproachtopromotingminigrid.AnewforwingLiveWirewilldiscussthe利弊ofdifferentgovernmentapproachesusedinotherSub-SaharaAfricancountriestoencourageminigriddevelopment. 面向服务不足的主电 在可预见的未来，撒哈拉以南非洲和亚洲的小型电网项目。尼日利亚最近建立了一些相互连接的电网下迷你电网，增加了150多个现有的非相互连接的迷你电网，而印度报告说，比哈尔邦，北方邦和贾坎德邦的主要电网连接社区中有600多个私人管理的非相互连接的迷你电网。尼日利亚正在扩大互连微型电网的规模。该国通过可再生能源扩大规模（DARES）的新分布式接入计划的目标是由世界银行资助的1.27亿美元基于绩效的赠款，用于互连的小型电网。该表显示了印度和尼日利亚微型电网之间的两个显着差异。首先，印度的小型电网都没有与当地的Discos互连。这可能反映了这样一个事实，即印度的农村小型电网属于基本上放松管制的类别(即不需要许可证，关税也不受管制)。考虑到印度官僚主义的声誉，这是一种令人惊讶的自由放任做法。目前尚不确定如果小型电网和Disco互连，将适用什么州或国家监管规则。相比之下，尼日利亚互联微型电网的监管制度在该国2016年的微型电网法规(2023年修改)中有详细说明。其次，印度小型电网通常不会尝试租赁当地Discos的现有分销设施。这可能反映了这样一个事实，即农村村庄的现有设施通常处于较差的物理条件下，并且迷你网格开发商发现这很困难。表1.案例研究中微型网格的特征 网客户的迷你电网3 与政府拥有的Discos谈判。套用印度一家私人开发商：“如果我们的主要卖点是更高的可靠性，我们需要确保我们的运营质量和维护良好的分销设施。大多数现有的本地迪斯科发行设施都不符合该标准。因此，小型网格开发人员构建新的分配系统是合理的，但从社会角度来看，这导致了独立的、重叠的分配系统。互联的迷你电网能降低成本吗？互联迷你电网为零售客户降低能源成本、提高电力可靠性和服务质量提供了一条有前途的途径这些系统提供了一种共生关系，在这种关系中，客户，Discos和迷你网格开发人员都将获得收益。客户可以以更低的成本从电力供应中受益，尼日利亚阿布贾的Wuse市场证明了这一点，一旦对个人备用发电机的需求被消除，服务变得更加可靠，第一批微型电网客户的能源支出下降了约65％。Discoscanreducelossesbyhandingoffmoney-losing-stomerstominigrid.A2018RockyMountainInstitutereportestimatedthatatypicalNigerianDiscoloseanaverageof每千瓦时0.21美元，因为允许迪斯科收取的关税出于政治原因被人为地设定得很低。租赁 案例研究 服务区域 Country 下网格微型网格类型 的 从迪斯科购买大量电力 租赁部分或全部现有分销设施 Mokoloki 乡村小镇 尼日利亚 非互联 No Yes Toto 乡村小镇 尼日利亚 互连 Yes Yes Wuse 城市市场 尼日利亚 互连 Yes Yes 塔塔 农村城镇/村庄 印度 非互联 No No 果壳 农村城镇/村庄 印度和尼日利亚 非互联 No No 他们给微型电网运营商的电线杆和电线可以赚取每千瓦时0.006至0.013美元的租金。Discos还可以以批量供电的方式向小型电网运营商出售电力。此前曾服务于Wse市场的阿布贾配电公司（AEDC）预测，一旦成为小型电网的批发供应商，其市场总收入将增加70％。对于互连的小型电网运营商，如果运营商可以以低于小型电网自发电成本的价格购买电力，则与主电网的连接可以减少运营和资本支出，尤其是在非高峰太阳能时段，否则需要诉诸柴油发电机。从主电网购买电力还可以减少电池和发电机等设备所需的投资，进一步降低电力成本，并使企业从长远来看更具可持续性和成本效益。如果迪斯科能够致力于坚定的电力供应，那么成本降低将是最大的。PowerGe估计，从AEDC为其Toto迷你电网购买的六个小时的强大电网供应将有助于降低其初始资本成本，估计15-20%，使其能够减少必须安装的电池容量。如果迪斯科只能提供非公司供电承诺，。Table2.Commercialelementsofundergridminigrid 假设批发价不变，节省的费用将约为一半。监管的作用是什么？监管流程-监管机构用于做出决策的正式和非正式程序-对于通常生活在财务生存能力边缘的小型电网尤其重要遵守监管程序的交易成本对于迷你电网的商业可行性与允许迷你电网收取的价格一样重要。在许多国家，现实情况是，政府公报上公布的法律和法规的正式框架通常无法按照书面实施（Foster和Rana2020）。互联微型电网的监管表2显示了互联和非互联微型电网的关键商业构建模块。互联的微型电网将受到其互联特有的监管规则以及适用于所有微型电网的其他监管规则的影响。Ithe“Commercialelemet”colm,thethresholdqestioforreglatorsofiterectedmiigriesis:Whichofthesecommercialelemet-metseedtobereglated?Thereglatoryissesspecifictoiterectedmiigriesareshowithetable. thatcouldpotentiallyberegulated 商业元素 下网格微型网格的类型 互连 非互联 许可/许可 ✓ ✓ 零售销售关税 ✓ ✓ 成本回收促进生产和家庭使用的成本电力 ✓ ✓ 主电网到达时的补偿 n.a. ✓ 长度协议 ✓ ✓ 小型电网批量采购的关税 ✓ n.a. 小型公司的批量销售关税网格 ✓ n.a. 租赁现有的分销系统 ✓ 有时 未提供的能量补偿迪斯科 ✓ n.a. 如果迪斯科收回转让权，则给予赔偿 ✓ 有时 注：互联微型电网特有的监管问题以粗体显示。 n.a.=不适用。 新的监管机构倾向于过度监管，因为他们担心部长和议会议员会批评他们在保护零售消费者方面做得不够。但是这种微观监管方法的问题在于，它可能成为小型电网项目启动的主要障碍。监管机构对三方互联微型电网协议的每个主要要素进行单独审查将是复杂且耗时的。监管机构对谈判达成的协议中的一个或多个要素进行的更改可能会影响协议中的利益平衡。这可能会导致迪斯科或迷你网格开发人员走开。 通常，最好采用一种轻松的监管方法，使Discos和miigrid开发人员为个人合同要素达成自己的商业安排。监管人员应根据两个问题的答案来判断整个项目，而不是单独判断互连协议的每个要素：互连协议是否会导致零售客户相对于非互连微型电网的终端使用关税降低？技术和安全要求是否得到满足？ 类似小型电网投资组合的一揽子资费批准在尼日利亚，所有装机容量超过100千瓦的小型电网的零售关税必须得到NERC的批准。直到最近，NERC根据预先指定的在线服务成本方法，对每个拟议的小型电网项目进行了单独的资费审查 。基于逐个项目的服务成本计算的资费设定系统会给监管机构和开发商带来可观的交易成本。2023年，N