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通用电气张羽新:综合能源服务2020年市场规模达7万亿元

北极星输配电网  来源:电力头条APP    2018/7/26 16:30:54  我要投稿  

北极星输配电网讯:综合能源服务,用书面解释一下,就是将供能侧多种供能方式和用能侧的多种需求响应进行排列组合而形成的能源服务的创新模式。从电力销售,节能服务,天然气供应,集中供应,分布式供应,目前这个市场达到了4.77万亿元,如果到了2020年估算能够接近7万亿的市场规模,增长45%,市场潜力非常巨大。通用电气电网工程(上海)有限公司战略市场总监张羽新在2018中国微能源网技术与应用会议演讲“微网在综合能源服务中的应用”时表示  ,电力头条APP将对大会进行全程直播,如需了解更多的会议直播,请联系微信号:13693626116

观看直播请点击:2018中国微能源网(能源互联网)技术与应用大会暨展览会现场直播

通用电气电网工程(上海)有限公司战略市场总监张羽新

张羽新:个人现在在通用电气负责电网业务战略和业务发展,有多年电力行业从业经验,两年前加入了通用电气。目前行业内大家在做微电网,微能网还是能源互联网,做的事情大同小异,只不过大家接触的领域有所不同,得到的经验,积累的技术不同,希望以后在项目的过程中,通过这样的分享交流之后,了解每一家优势和特长,在有些项目上可以取长补短,大家一起合作。

今天的演讲是微电网在综合能源服务中的应用。

首先简单介绍一下通用电气的电网解决方案事业部,是由通用电气和阿尔斯通共同组建的,在2015年通用电气和西门子共同竞标收购阿尔斯通,最后通用电气把阿尔斯通买下来了,这块电网解决方案的业务是结合了通用电气以前在电网解决方案里的技术优势,和阿尔斯通的硬件、软件的设备的解决方案优势结合在一起。可以为大家提供的解决方案是贯穿了发电、输电、配电以及到用电,在早些年的时候,因为全球都是集中化的供电形式,所以开发的解决方案偏向于集中的发电,包括对发电端,也是大的集中,对输电端就是做特高压、高压、中压这些。近些年,从全球的角度发现不仅是中国在改变,美国、欧洲都在从集中式发电和输配电形式转向了分布式发电形式,所以公司在这方面做了战略布局,开发了分布式的发电系统,包括小型的工业型的燃气轮机,燃机和储能系统。再到用户端,还有配网端有微电网和分布式能源的管理系统,给大家提供解决方案。

谈到综合能源服务,需要了解一些综合能源服务的市场到底有多大,策略估计了一下,从电力销售,节能服务,天然气供应,集中供应,分布式供应,目前这个市场达到了4.77万亿元,如果到了2020年我估算能够接近7万亿的市场规模,增长45%,市场潜力非常巨大。

综合能源服务,用书面解释一下,就是将供能侧多种供能方式和用能侧的多种需求响应进行排列组合而形成的能源服务的创新模式。特点就包括了综合、互联、共享、友好、高效。

基于对综合能源服务的理解,通用电气也经过对国外国内案例的分析理解,把综合能源服务分为三大类,包括能源销售服务,分布式能源服务,和节能减排和需求响应的服务。基础服务,就是包括现在销售各种单一的能源,深度服务就到设计、运维、绿色能源采购,智慧用能管理以及金融服务,这个可能要基于市场化进一步的发展,整个市场更开放,才能够达到深度服务,而不是说我们的能力达不到,现在可能技术和能力都能达到,只是电力市场,用电量的市场和电力辅助服务市场还没有完全的市场化运作。对于有些相关的能源企业,现在接触到很多客户,是立志想要做综合能源服务,做微电网,做增量配网也好,不只是为了投资建微电网,想把微电网做成一个能够持续产生现金流的资产,所以把这个是作为一个基础,通过微电网、微能网抓取更多的客户,抓取他们的需求,提供更多的服务。但是相关的能源企业在介入能源服务的时候遇到了很多困难,这里列出了两个困难,为什么,因为有些困难不是技术能够解决的,是需要国家的政策,整个的市场的发展解决的。这里列出目前通过技术手段就能够解决的困难,包括在综合能源供给上,根据原来历史沿革,能源供给基本是分块的,一类企业只能供一种能源,比如电力企业就是供电,燃气公司就是供燃气,热力公司就是供热、供冷,很少有一家公司统统都能供在一起。所以说,任何一家单一能源的供给企业,在做的时候,也是缺乏其他能源供给的经验在里面,这可以通过技术手段帮助解决的。第二个就是综合服务的供给,现在从供给侧转向了用户侧,要探求用户侧的需求,要了解用户的需求,其实在过去是缺乏有效的方式和经验,来给客户提供多种多样不同的服务,这也可以通过技术手段来解决。所谓的技术,就是通过微电网可以相应解决这两大困难,第一,微电网集成了多种分布式能源,包括电、热、气、水、冷,这就解决了提供综合能源的困难。第二,微电网还能提供帮助优化调度,做需求侧管理,还可以通过大数据和机器学习与电力市场进行实时交互,为用户提供综合服务。刚才说的都是偏概念型的,接下来给大家看一下通用电气在这块的解决方案的架构。

这里列的都是相对比较简单的,因为在这上面体现的特别复杂,大家可能看不清楚。这里分了几层,第一层,是属于发电端,有一个跟西门子类似的东西叫微网控制器,也是集成了内部的逻辑和算法,把所有不同的分布式能源,只要接入这个系统就能进行优化控制、分析以及调配。这是负荷侧,有负荷管理系统和需求响应系统,第二层是设备自动控制层,计量和负荷控制层,第三是微电网中间件集成平台,第四层就是一个单体微网在终端体现,包括负荷和发电的预测,要匹配和用电和发电端,有经济的优化和调度,有机器学习和人工智能,有分布式能源的需求响应,还有资产绩效管理,到第四层为止都是单个微电网的结构。现在很多企业就不想只做一个,就做很多个,这时候需要企业信息的集成,不仅把多个微电网集成在一起,和企业其他信息系统集成在一起,这样才能优势互补,把能源效用利用到最高的程度。企业信息的集成平台包括公共事业企业的系统管理层,用户访问,客户系统,预测,地理信息系统,还有电量的平衡,调度,还有预测和结算系统,结算系统就跟电力市场肯定是有接口。这是我们的架构。

接下来给大家看一个案例,通用电气在南美、北美和欧洲、中东、亚洲、澳洲都做了一些微电网的项目,从这些项目中,有两大体验,第一,做微电网是要给客户提供一个稳定可靠而且价格合理的电力供应,绝对不是只为了测验技术。稳定可靠,价格合理,通过降低备用发电和经济调度来提高发电效率。第二,可以延缓并网和扩容的投资,在北美的费城海军基地的项目里就完全体现了这一点,最后还可以避免停电造成的生产损失。另外,第二块体验就是最近这几年在美国发展趋势体现出来,把微电网做成一个产品,这个产品做成资产,可以源源不断给你带来现金流收入的,通过这样一个微电网,去做电力的供给,其他能源的供给,以及更多的服务,这样才能包装成一个资产。

接下来给大家看一下在国内的案例,在浙江,它是一家木材加工厂,这个工厂有稳定的热负荷的需求,热负荷的峰值到28吨/时,其实并不大,年热负荷大于9万吨,电负荷在浙江有尖峰平谷,平均电价是0.88,通过35kV介入国网主电网,一年用电量大概1500千瓦时,他们之所以做这个项目是国家要求煤改气,用清洁能源,原来供热是通过烧木屑,非常不环保,刚开始只是基于想改造锅炉,后来通用电气先做一个能源站,先评估了一下能源的现状,之后再给它做规划,包括生物质锅炉,热电联供,光伏,储能,还有一套微网的控制系统。这个方案做下来以后,对于这个能源站投资方来说,内部的收益率大概11.5%,对用能方,它不掏钱坚能源站,它的能耗节省也非常多。在做这个方案的同时,除了经济性还有其他的顾虑,比如多种能源的优化调度怎么搞,微电网的持续的优化的运维怎么弄,还想降低需量电费,因为变压器容量费不是按照额定容量报的,客户想降低,考虑到浙江要建立电力现货市场,考虑未来怎么参与电力市场以及电力辅助服务市场,所以通用电气做了电力市场的接口,方便未来接入。还有热电联供的分送电,国家电网要允许既能够独立运行,接入国家电网必须回答当地的供电局,还有微电网的保护,在原来的保护基础上重新设计,孤岛运行的时候微电网怎么设计,并网离网能够自由切换,这时候用微网的自由化控制平台,做了动态符合和光伏发电的预测,运行计划的优化,电网自动化的控制优化,三联供的机组的控制优化,电网以及电力市场的接口,光伏发电和储能管理。这个能源站带来了三方面的收益,第一是成本,运营成本降低了。第二,通过直接负荷控制减少能源消耗。第三通过分布式能源调配实现了一次能源的优化利用。还有未来留了一个接口,能够参与电力市场的交易,储能也能够做峰谷电价差的收益,还有碳排放的收益,这个都留了接口。最后一块就是可靠性,因为分布式电源有调节,并网自由的切换,对光伏间歇性广电的优化保证了可靠性。

对这加工厂,保底供电量是1500万千瓦时,上微电网之前平均电价是0.88,上了微网以后,签的保底供电电价是0.76,算了一下电费,每年节省是187万人民币,还有供热费节省了450万元,总共算下来是节省了637万元,大概节省了20%的能源成本,对投资方来讲,现在的收益只算了售电和卖热。

通用电气给美国太平洋电力做了全球第一套直接参与电力市场分布式能源管理系统,这个系统既做了技术的架构,又做了商业模式的架构。下面我给大家简单介绍一下,最右端是传统电力系统配网监控信号的收集,中间是微网控制器,可以直接应用小型的,简单一些的工厂级别的微网,最右边是负荷侧,需求响应,把这两个都接入上一级分布式能源管理系统,这样就可以做初步的预测、计划和价格策略,再然后,在最上一层分布式能源管理系统,它在介入传统的配网系统的需求,就把整个技术的架构实现了。整个分布式能源管理系统,能够提供的功能包括分布式能源点的实际出力,和实际负荷的实时控制和预测分析,如果分布式能源很多,对配网会造成一定的冲击,电网公司一定会干涉的。所以这套系统又能够对配网线路设备过载进行预警,通过分布式能源管理进行减载控制,既保证了配网和分布式能源的稳定可靠性,同时把你接入了电力市场以及对你自己的能源用电做优化控制,保证可靠性和经济性同时实现。同时,我们还给太平洋电力做了商业模式的架构,中间这部分就是核心的,分布式能源交易和调度系统,这个系统内嵌了交易的校核和经济调度的逻辑。右侧就是像工商业用电用户和分布式能源运营商,微电网,售电商,他们都要预留市场交易的调度接口,方便分布式能源的交易和调度。这边是跟电网公司相接,原先电网公司已经有的配网管理以及高级配网的应用,接入用户负荷的数据,进行负荷的预测。把这些信息接入到分布式能源的交易和调度系统里,通过内嵌的逻辑和控制,来实现整个分布式能源的管理和市场交易,国家说是在8个市进行电力现货市场的试点,同时现在有些地方在电力辅助服务市场已经开始了交易,我相信这套系统能够帮助他们很好的去匹配他们的需求和收益的要求。

给美国太平洋电力做的第一套面向电力辅助服务市场的分布式能源管理系统,包括发电的预测,负荷的预测,设备的可调性,还有馈线负荷,分布式能源总计,报警,地理信息系统。这个系统里市场的接口,通用电气提供整个的逻辑、算法、架构,华尔街的人根据电力现货市场的价格波动情况合在一起,内置了这样一个系统。通过跟电力公司有交流过,他们说对分布式能源有管理,就是这样的孤立状态,分布式能源系统有一个专门的系统,需求响应另外单独又做一个系统,实际上这些系统应该结合在一起才能真正优化,现在给太平洋电力系统做的是的,把需要整合在一起的信息共享了。比如在配电管理系统里,把共享的应用给分布式能源管理系统共享,这样才能保证分布式能源管理系统支持电网公司要求的配网的安全可靠性。同时,需求响应侧也接入到分布式能源管理系统,这样大家互相交融,信息共享,才能实现最终精确的匹配。

分布式能源管理系统可以为高级配电管理系统提供稳定可靠,可预测的负荷和发电,同时可以通过电力辅助服务市场对配网的安全运营提供支持,在国外的做法,就是配网过载或者需要调压调频,可以调度分布式能源里的相应的辅助服务,这在美国太平洋电力正在做的事情,相信以后中国电力辅助服务市场越来越公开化,也可以通过这样的系统实现收益的。

最后,分布式能源管理系统还通过电力交易市场实现分布式能源资产的最大化。GE在能源管理系统,配电管理系统,电力市场的管理系统,需求响应管理系统,在全球排名前列,同时通用电气对微电网和分布式能源管理进行投资和研发,全国也实施了众多的项目,积累了一定的经验,包括费城海军工业园区的项目,包括法国、新加坡的项目,都是由通用电气总包做下来的。刚才说到西门子做云平台,通用电气也在做云平台,在国内落地的时候也面临一样的问题,需要找到国内的合作伙伴,一起把它落地。谢谢大家。

(发言为电力头条App根据速记整理,未经本人审核)

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