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上海电力大学杨涌文:风光储一体化智能微电网项目案例分析

北极星输配电网  来源:北极星输配电网    2019/4/19 11:19:50  我要投稿  

北极星输配电网讯:助推综合能源产融协同发展,完善综合能源产业链合作、实现综合能源产业腾飞,推动综合能源产业创新发展。国网电子商务有限公司(国网雄安金融科技集团)、国网江苏省电力有限公司联合北极星电力网于2019年4月18日在无锡召开中国综合能源服务产业创新发展大会。上海电力大学能源电力科创中心主任杨涌文作题为《风光储一体化智能微电网项目案例分析》的演讲。临港校区新能源微电网的示范项目是2017年国家发改委能源局下发关于新能源微电网示范项目名单通知里面的28个项目之一,也是国内仅有一个大学园区的示范项目。北极星电力网、电力头条APP对大会进行全程直播。如需北极星电力网直播会议,请联系微信号:13146670735。

直播地址:2019中国综合能源服务产业创新发展大会

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“以下为会议实录:”

风光储一体化智能微电网项目案例分析

杨涌文 上海电力大学能源电力科创中心主任

实际上主要针对的就是我们上海电力学院去年我们刚刚从一个行业型的,大家以前对我们有所了解,原来上海电力学院是电力行业的三大高校之一,去年我们从一个行业的高校完全实现了转型,成为了一所综合型大学,我们现在是上海电力大学

我今天给大家介绍的就是临港校区新能源微电网的示范项目,这个项目也是2017年国家发改委能源局下发关于新能源微电网示范项目名单通知里面的28个项目之一,也是上海,也是国内仅有一个大学园区的示范项目。这个项目从建成以来,我们这个项目也是和国网节能公司一起合作实施,他们的董事长前几天也到我们这个项目参观,给予了高度评价。

这个项目不仅仅是新能源微电网实施项目,也是国网节能,包括综合能源领域定后可示范项目的方向。接下来给大家做一个介绍,这里面有做的一个介绍视频。

我简单给大家介绍一下,上海电力大学在临港校区,靠近海边,总体资源自然比较丰富,无论是光照辐射还是风电,相对而言目前的发电能力都远超于原来的预测。我们也是座落在大学城,分为这几个区块,整体的产学研区,体育、教学、生活、配套等等。

这是我们这个区域和对接城市一起发展,当时我们是得到了学校的认可,给我们整体项目设计给予了很高的指导,成为了首批示范项目。

这个项目结合了智能微网,然后分布式能源形成一体化微网示范项目。在红色区域所有的屋顶,目前二期工程里面都部署了相应的光伏发电。这里面我们是结合储能系统,形成了整个区域源、网、储、荷优化调度。

刚才这个红色楼宇是我们目前主要微电网示范区域,回头给大家做讲解。在这个区域实现了300千瓦的光伏,还有总共风电,大概300千瓦的风电还有300千瓦的光伏。我们在这些区域光、储、风形成了一个可实现切换的发电系统。

这是我们系统的介绍,这里面结合了可再生能源,还有天然气发电。当然,天然气目前因为天然气管网的局限,现在正在实施。我们形成结合太阳能和空拳热泵的智能微网,为所有的学生提供相应的集中热水服务。这套系统相对来讲效益比较高,效益相对而言比较可观。

我们学校也有数据中心,物联网系统保障了整个数据中心相应的供电,同时通过热管的自然冷却来为数据中心提供能量。目前,我们也在和外面的公司合作,有可能在学校里面成立一个大型的数据中心。

这是我们智慧能源的管控系统,我们在这套系统里面,把所有用户侧的负荷数据,一直细化到每一个学生公寓负荷数据,以及所有的能源数据统一接入到智慧能源管控平台里面来,为了满足后续的数据积累和整体的数据优化工作,总共有2000多个检测点,这个仅是目前的状况而已,后续还会再进一步发展。

这里面结合这些数据,我们也实现了能耗对标,分项的分析、平衡,不仅是水,还有电力的平衡,包括报警的功能。我们在学校后勤管理人员可以通过APP的形势,对所有的能源设备进行监控,然后维护管理,这是我们整体的系统情况。

这是我们上海电力学院在智能微电网领域主要的节点历程,2002年成立了智能电网中心,2018在此基础上新成立了能源电力科创中心,是为了契合做上海科创,上海做具有世界影响力的科创中心,然后开始智能微电网平台建设。

2014年建成了上海校区智能微电网平台,这个平台建设经验和教训,实际上为我们后面2017、2018年筹建临港校区新能源微电网做出了很重要的贡献。结合我们这个平台2017年和国网节能签署合约共同筹建临港校区微电网示范项目。2018年我们也国家发改委的批复,成为国家级的示范项目。

去年10月份这个项目正式投运,今年3月份电力学院启动平台型的计划,基于新能源微电网示范项目,来筹建综合智慧能源互联网平台,这是我们整体项目的节点,也是我们整个从最初的智能微电网平台,向现在综合能源在发展的历程。

外界对于我们来说还是给予比较高的评价,他们认为临港校区相当于超大规模智慧能源的实验室,同时也承担我们校区1/6的供电任务,每6度电当中有1度电来自于风能和光伏。即使在完全离网状态下,我们的微电网仍旧能力保证独立运行,并保证数据分析,安全保卫等重要电力负荷。

这是2014年建成的智能微电网平台,这个平台在全国所有的示范项目里面,也是一个相对而言技术门类比较全面,技术复杂度应该说最高的一个项目,这个项目当时就采取三四种的光伏形式。

此外,还有风电,我们有两台风机,2013年、2014年储能形式已经是和现在同步,用的是铅碳、磷酸铁锂这种方式,我们学校不仅仅是一个商业目的,我们处于教学、科研的目的所以我们要做多技术类型的示范和研究。

在风电这边还有垂直轴都有,我们做了一个中心,我们对正套系统所有数据都进行了采集、监控,光一套监控系统就化肥了巨大的代价。同时,这个中心也可以实现整体系统的优化。

红色大家可以看到是我们微电网的电缆走向,实际上我们当时设计的时候已经和现在最新的增量配网的方式,以及智能微网的方式结合比较紧密。从两个配电站作为双母线制来实施的。

所以这套系统当时应该来说是技术比较先进,也得到了行业大量的单位支持,我看到了今天很多科陆、盛阳国网下属公司的支持。这个项目为我们整体后面基础技术的储备和经验。

这是我们和国网合作的临港新校区微电网示范项目的监控画面。因为这个项目是国网节能和电力学院合作打造项目,他不仅要满足学校科研的要求,同时也要满足电网节能公司收益率的要求。所以这是一个商业化的需要盈利的示范项目。不像之前介绍的长阳校区微网主要用于科研教学。这个项目实际有的放矢,微电网作为很多保障我们一级符合重要的安全,所以他在一级符合侧接受微电网,这样的话整合了附近风电、光伏以及储能形式,这样的话可可以保证重大负荷大概两个小时的供能。

这是我们整个系统的初步的构架,从项目本身来说,这个项目盈利主要有两块:第一光伏,530这个项目的话建设的时候正好在530结点上,所以它拿到了国家补贴,因为收益总体还是不错。但是同时造价对应那个时候造价,所以现在虽然没有补贴,但是造价也大幅度下降。这里有些数据因为涉及到国网的保密,我就把他们给隐藏掉了。

在整个校区的话,光伏发电效益远远高于我们原先的预期,可能是因为空气很好,因为领导要去海边,空气基本上是没有雾霾,温度也要市区温度低,平均要低2-3度,这些都是有利于光伏发电整体效益。发电量比预期多15-20%。

这是我们的热水系统,热水实际上盈利的主要的来源,切实解决学生的用能需求,现在我们大概在5-6分钱每升热水,按照这种记价的方式,现在大概收益里面的话50%是有热水系统来完成。而我们的能源价格并不像有些项目里面是强制性要求用户必须高昂价格来实现,我们价格是由上海市教委下属主要的大学平均的热水供应价格,所以整体来说收益率在要比供电收益率来得高,所以大家综合能源领域的朋友大家可以考虑一下。

结合这两套系统,今年我们开始做学校在升级对整个平台升级,但是这一套系统是学校科研项目,我们是结合原网储核都有,把先进发电技术和智慧能源的协同共享合作在一起,大概我们每年科委、教委在里面投了300多万,我们投五年,我们把这一进行打造,然后后面我们学校会在这个方向进行发力。

接下来谈一下在整体前面这三个项目,第一个项目长安校区的微网是由我来负责,建设到运营到现在,这个项目至今还在运营。

第二个为微电网项目当时也作为国网节能的专家和他们一起在合作,刚才平台的项目目前校内主要参与者。在这个过程当中谈一谈对微电网整合能源一些思考,大家一起借鉴。我看了这个汇报基本上在微电网这一块排得比较后。首先微电网增量配网、综合能源微网,包括电蒸气、冷热水他是能源信息互通的渠道,用于平衡网内人员负荷的区域和主体的差异,基于最大收益实现网内能源的消纳。

我们在座的各位千万不要考虑微电网增量本身有什么效益,它是一个重要的渠道,在座有很多是渠道商,大家知道渠道在中间获利是相当丰厚的,但是真正获益的并不是渠道本身。

为什么把微电网和增量配网放在一起?这里除了规模大小及一些政策差异外,实际上两者有很多的相近之处。在座有很多做增量配网的,我这儿的用户负荷很高,但是我的电源相对来说比较小。另一侧光伏的电源很多,但是负荷消纳不了,实际上通过微网实现网内的平衡,减少我向国网输送低价的能源,这样可以实现整体收益的最大化。

网侧投资收往往难以满足收益率要求,我们也做了国内不少省市增量配网的项目,以及综合能源的项目,我们在事实过程当中发现主要的收益实际还是在我们光伏、冷热、储能压缩这个方向,这些是主要的收益来源。但是没有这个网,不包括电网、微能网、蒸汽管网等等,我们无法把这些能源进行消纳。

第三个是微电网增量配网综合能源技术先进性、复杂性和商业收益往往无关,就像前面做的微网,技术在当时是非常先进的。但是先进的技术网络带来比较高昂的成本,所以我们在很多项目当中也发现是不是一定要追求技术先进和复杂,不见得。

真正的是什么呢?不光是微电网设计,综合能源设计也是一样的,是基于区域的特性。你这个地方适合干什么,比如说北方现在搞蓄能,中间区域做蓄水,各自也各自区位的特性。此外,还有有户自身的特性,本身单一用户和周围用户的负荷其他是如何,它的工艺是怎么样,这些都需要了解。整体微电网、增量配网综合能源的设计,我们称之为量体裁衣,不存在所谓哪个技术方案比较先进,没有,只有说哪个技术方案适合于这个用户而言。

微电网、增量配网、综合能源微网目前我们各方实际上技术能力和对技术的认识还不是很平衡。本身既然要搞综合能源,实际上这个主体单位里面,你们需要对电气有认识,需要对暖通、新能源、节能、自动化控制都有认识的专业技术人员。当然,你可以说我请一些外援这个没有关系,但是这个专业相对而言比较全面。

同时,某一个专业人员不能单一的对他这本专业很固执,我有一次在招聘一个人员,他对本专业很固执,我觉得这种人员也并不适合综合能源的发展。这个专业人员必须对综合各个专业有一个了解,不能说做制冷,就只想着做做制冷,没有考虑向上游、综合能源去融合。

后面综合能源卖方市场向买方市场转变的形式,现在大家做的是什么东西?以往我们是能源卖方市场,我们只要搞火电,那个时候是火电国网,那个时候是最优势的时候。但是为什么国家搞分布式能源,做综合能源,实际上这个是有大背景的。

因为我们现在能源是供大于求,这个情况下我们必然到用户的卖方市场去转变。所以我们综合能源我个人理解,本质就是满足,第一个目前的能源服务需求。第二个我们还要去开拓,满足开拓有户更精细的能源服务需求,这是我对综合能源的理解。

类似于我们这样的项目,在前期筛选项目,多收资,多分析,然后提高运维水平。为什么这么说呢?很多项目里面我们在座有很多做规划设计的,规划设计我相信大家的水平都不差,可以做的很好,相对而引理想一点,内容也比较丰满。

但是到实际建成以后,现在在运维这一块实际上是缺乏重视度,所以我们很多项目里面就看到,规划设计做的很好,但是到实际运维的时候会大打折扣。你必须有一个运维的保障,在这个基础上再来谈优化。

在我们这个行业里面经常会听到所谓的优化,所谓的多能互补。但是很多的优化和多能互补基于运营阶段系统的运维经验、运维数据再去优化和互补。就说明前面必然有缺陷,如果我们前期这个缺陷规划阶段考虑掉,我们不要去做太多的优化了和互补了。

这个一些个人的思考,不成熟代表个人的想法。这个是我们给大家介绍一个案例,这个案例目前在逐渐实施,阻力很大,难度很大。我为什么把这个案例提供给大家?我们做综合能源往往有很多人问我综合能源做什么?我不知道。相反我认为很多事情我们按照思路,我们满足需求,满足用户,我们就是做综合能源。这个项目代表其中一种方向,综合能源供应和综合能源服务。

这个项目是一个火力发电厂,我们给这个区域本身做了蒸汽的供应,我们当时结合活力发电厂做了一套发展的规划,但是前面记得昨天有一个嘉宾里面否定了这种做法。当然我们是以项目形式来做,我们给整个区域做供电、供热、蒸汽,其中供蒸气和天然气、供水他们有些在实施,但是有些还没有实施。

我们公园区都做相应的规划,他这个园区里面还有一个两平方公里的核心区,我们在整个区里面,因为就近辐射综合能源官网,包括电蒸气、供水供冷等等,形成一体化供应。

同时我们也考虑了区域的特点,考虑光伏、储能等等,形成整个综合能源的电源。因为时间有限,我就加了一点过来。

后面是讲的重点,我们不仅仅是给火电厂建议不仅是给周围供综合能源,因为这一套系统本身我们也很顺利的推行,重要是这家火电厂有一个物业公司,我们希望结合物业公司给整个园区所有企业提供能源设施管理和能源服务管理,包括配电设施和工艺用能设施的托管。包括能耗检测、管理节能、提高能效能源管理这两块希望去协助他们来完成。

因为我们为什么会提到这些?因为本身给这些园区企业做物业管理,我们希望结合物业管理,我们能够把能源管理也融入进去,而且火电厂自身优势,因为多专业门类非常齐全,有热动、电气等等。所以他在一定基础上,他是一个技术密集型的点。

此外还有一个需求,因为火电整体效益不佳,所以他们本身人员分流的需求。所以我们结合他们用户以及周边企业需求,我们给他们实施这样的项目。

目前这个项目在缓慢的推进,为什么说缓慢推进呢?因为实际上对于我们这这一类区域性综合能源项目,涉及到多方面比较多,管委会当地其他政府,还有同样地区合理进行博弈、竞争其他能源公司。所以我们竞争也比较激烈,我们只能说去缓步推进,类似这样的工业园区项目复杂性相当高,技术要求比较高。

昨天印象有朋友说,我们有钱但是没有技术怎么推?我觉得在座各位这有很多人有技术可以跟大家交流一下。整体技术上面要求比较高,所以简单跟大家介绍一下。这是我的微信,今天因为时间有限20分钟,简单给大家讲一下,可能并不全面,因为综合能源方面不是什么高大上的,在整体技术方面并不是一定要高大上的东西,我们把现有的传统技术做融合。如果你能够实现用户的收益,实现自己的收益,我觉得这个就可以了。

我自己的主题汇报到这里结束,谢谢。

发言为现场速记整理,未经本人/嘉宾审核


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