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新疆金风科技副总工谷延辉:微电网综合能源的关键技术以及案例分享

北极星输配电网  来源:北极星电力网    2019/3/15 17:13:17  我要投稿  

北极星输配电网讯:新疆金风科技股份有限公司副总工程师谷延辉在2019年首届中国园区智慧能源高峰论坛分享了园区综合能源系统案例。从金风科技亦庄园区的综合能源项目案例出发,介绍了其对智慧能源的理解,以及未来金风科技在智慧能源领域的展望。北极星电力网、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

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谷延辉:今天主要介绍三个话题:第一,对智慧能源的理解;第二,在智慧能源的领域里面我们所做一些事情;第三,分享案例——金风科技在亦庄园区的案例。

第一,综合能源的定义。

综合能源这个概念,应该说现在是在刚开始的阶段,我是比较喜欢“综合能源”这样的词,因为在之前很早的时间里面个人是做一些关于微电网、关于风机包括新能源电网的一些工作,但是我觉得综合能源的概念是相比我们园区的场景下释放很好的开放空间,就是在园区里面想做的事情,无论是从电源、从负荷、包括一些源、网、荷、储的互动,都可以很好的以这样的概念去概括出来,我们可以通过对每个园区的需求出发,去把想做的事情用这样一个概念展示出来。

简单说一下特征:

1,综合。综合能源在用户端肯定是要有一个综合的组合,比如主干网和微网组合,还有一个是关于终端能源的组合,比如说风和光的一种组合方式,还有另外一个层面,就是不单单是关注电的需求,关注同时用户所需要的冷的需求、热的需求、水的需求、甚至是燃气的需求,都可以通过“综合”这样一个词表现出来。构建这样一个网络,也可以实现从能源网到信息网、甚至服务网的融合。

2,耦合。耦合更重要的体现在于以前所能关注的,专业领域比较擅长的,电的领域所要挑战的是从用户的需求出发,能够整合冷热包括其他的能源需求,也是传统的从电切入的技术工作者来说需要能够提升自身能力,才能够做更好的整合,同时跟我们的比如说冷、热相关的专家能够更多的进行专业的融合、人才的融合,才能达到所谓特征的耦合。

3,网。这个网,个人理解的综合能源其实是要就地的、分散的、碎片化的去利用能源方式提供供能,但这个供能前面提到了,需要有统一的规划和运行的调节,所以需要通过信息网络把它连接起来,同时因为这些系统在运行的时候会产生大量的数据,这些数据使我们能够去更好的对源跟网的配合提供这样的数据包括算法的支撑。

第二,微电网综合能源的关键基础。

金风比较早的从2010年开始涉入微电网,现在主要在一些工业园区和海外离网上做了相关的产品、技术包括案例工程经验的积累。

关键技术1,关于我们所做的综合能源规划设计的工作。

因为在做规划设计的时候,其实想要追求的目标就是配置能达到最优,但是最优可能就是一个要不断寻找的话题,我们的优势在于资源的分析,现在在做一些容量分析的时候,是需要至少一年甚至是更长时间的数据资源,跟我们的负荷去做一个实时的匹配,这样才能认为这样的一个配置和负荷之间到底是什么样的关系。还有一个,就是我们能源拥有多少气候资源的数据。

考虑配置的时候,第二步就是能够定义综合能源功能,指标定义完了才有可能说哪一个容量是合适的,这个是功能的定义。

下一步,基本上会通过工程的选型生成比较多的方案,当然这个方案就需要通过一个算法去实现最后收益化的目标,当然做综合能源的时候有的客户不单单是追求收益,有的是追求排放最低或者消纳比例最高、或者其他的因素,所以这个方面也是基于我们的目标,通过方案的便利找到比较好的方案组合。

关键技术2,微电网分层控制技术。

这里面提到的就是综合能源起源于一些技术的夯实,所以我们在看综合能源的时候,比如说分散式、分布式电源包括它的管理,是需要一套比较好的技术去管理的,我这里面简单去罗列的就是我们现在三层的控制方法。

关键技术3,暂态控制技术—抗新能源出力波动。

对新能源电力质量的控制,在用户端我们希望接入更多的能源的时候,随着我们接触的更多,一定会触碰和我们负荷耦合之后的边界,这个边界有可能是稳定引起的、有可能是电能质量引起的或者其他的原因,这时候就需要做这样一个综合能源业务的时候,至少不会降低对客户的电能质量要求,甚至应该是提升的,这里面提到的控制技术就是通过对新能源波动的分析,能够尽可能的去把它注入到电网里的功率,达到更好的标准。

关键技术4,新能源出力预测及负荷预测。

我们要做一个优化调度的时候肯定是绕不开的问题。

关键技术5,负荷分类管理。

是负荷端比较特殊的技术,前面包括微网也好、其他技术也好,我们更多关心的是从供电、电源方面去考虑,综合能源电力服务应该是基于行业、基于不同负荷的特点来发起我们的思考的,所以这里通过我们行业的负荷特点与他的工艺特性,还有我们想要参与的负荷做哪些分类,都提前梳理出来,这样才能把负荷调节的性能包括负荷对我们的要求梳理出来。

最后一项,介绍我们的案例实践。

这是金风二期园区,地点在亦庄,这个园区里面占地130亩左右,这里的业态有我们金风科技的一些子公司在这里面办公,当然这里面主要有哪些负荷呢?有一些生产的负荷,还有一些测试负荷,还有一些比如说我们的空调、风电数据中心以及照明、办公、包括体育场馆、游泳池这样一些负荷,其实从负荷类型来说是非常丰富、而且复杂的。

在做这个项目的时候我做了一个梳理:

第一个,对于这样一个园区有哪些需求:1,电力需求。从电力需求来说,我们所有的需求,一方面是现状,一方面是预测,当前来说,电力需求大概在1000万的规模从这个规模来说,这个小的园区耗电量还是非常大的。2,冷的需求。因为这个园区加上不同阶段入住的一些企业,包括建筑,大概建筑面积已经超过了10万平方,所以我们冷的需求峰值功率已经大于6兆瓦,当然在北京这个地方也要有供热的需求,峰值功率已经大于了5兆瓦,同时这个园区里面肯定还会有比如我们需要燃气的需求、还有谁的需求,这里面我简单的提一下。

第二个,当前情况下能源价格是什么样的。

这个园区里面的负荷有哪些,这个负荷的了解,我是需要知道负荷的需求的,还有需要知道纳入体系里面的有哪些:1,可中断,负荷里面肯定是有的,但是项目设计里面没有考虑。2,可时移。我们园区主要两种,一种因为我们做一些生产的时候需要有场内实验,负债还是相当大的,有时候会超过1兆瓦,这个是可以去时移的。还有,充电桩负荷,累计的负荷也会大于400千瓦。3,可调节。在园区里面可调节的负荷更多的是储能系统、空调系统。4,重要负荷,园区里面最重要的负荷可能是我们的数据中心。

梳理一下园区综合的负荷曲线,当然也是比较典型,比较少。1,供暖期负荷;2,供冷期负荷。3,供冷、供暖相互转化。我们的负荷是什么样的,这个曲线拿到之后,可以根据特点去叠加,才知道可能会做哪些事情。

这个园区里面做了一个综合能源的目标设定:

第一个,设计原则。1,要保证安全可靠的去满足园区的软硬件需求。2,这个项目应该还是要注重它的技术先进性和示范项目,可能很多领导去过我们园区,我们园区里面很多基础设施有一些已经既定的情况,比如说我们微网是跟中电联联合的实验室,但是我们综合能源的一部分,所以整个综合能源角度来说还是有它的示范意义。3,能源利用上可再生能源优先被使用,而且具有经济性的。4,我们做这样的项目的时候是能够降低员工的办公舒适度和体验的。

第二个,设计目标。1,清洁能源占比。2,能效提升。3,在耦合能源需求时候的效率。4,刚才也看到了那个曲线,我们有非常明显的峰值负荷,而且峰值负荷的时候,刚刚那个曲线里面高峰的时候没有展示出来,大概2兆瓦,实际上园区的峰值负荷可能达到4兆瓦,所以峰值负荷也是我们需要解决的问题。5,希望能够挖掘更多的负荷参与我们的能源平衡管理。

这个是园区总的建设内容的鸟瞰图,这里面包括各种新能源形式,包括储能系统、热电联供的设施、二期扩延的范围。

从电量的交易来看,在去年9月份,金风科技这个园区也是成为第一批北京市的电量交易园区,通过园区的交易,通过需量的优化和削减峰值符合,仅这项是可以创造比较明显的价值的。

通过这样一个项目的实践,当然这个实践其实也不是说刚开始就是为了做一个综合能源项目,刚开始比如我做的是一个微网或者做一些能效提升,现在随着我们对这样一个课题的理解,我感觉他可以更好的往综合能源方向去完善。他有四个指标:第一,能源单比,这里面可再生、含清洁能源占比,能达到70%。第二,峰值的削减,通过我们对空调期的削减,可以削减峰值负荷大于18%。第三,能效的提升,包括我们负荷的调节以及负荷的节能,可以对他本身节流的角度上节省一部分价值。最后,通过这样一个技术能够履行他的社会责任。

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