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上海电气洪文钟:上海电气零碳园区实践

发布日期:2021-07-16 14:12   来源:未知   阅读:

  风光水火储等各类电源的互补开发是综合性能源基地的建设关键,源网荷储各环节协调互动是做综合能源服务的关键策略。综合能源服务作为一个新的概念,近乎囊括了两个一体化建设的核心思想,亦代表了未来能源电力系统的发展大势。源网荷储一体化侧重于围绕负荷需求开展,通过优化整合本地电源侧、电网侧、负荷侧资源要素,以储能等先进技术和体制机制创新为支撑,以安全、绿色、高效为目标,创新电力生产和消费模式,为构建源网荷高度融合的新一代电力系统探索发展路径,实现源、网、荷、储的深度协同。这就是综合能源概念的要义!

  7月14日,国网电商科技有限公司联合北极星电力网在苏州举办“零碳赋能—工业园区综合能源服务专题研讨会”。通过园区政府、用能企业和综合能源服务商的生态对接,打造一个工业园区能源链,打通多方综合能源服务通道,为综合能源服务产业发展赋能。

  会上,上海电气风电集团智慧能源产业发展中心解决方案总监洪文钟分享主题报告《零碳园区——上海电气实践》。

  今天就这个平台,我将围绕园区综合能源和大家交流上海电气零碳园区的实践。从2014年开始国家层面不断推出能源供给消费技术和体制改革,去年相继出台了几个政策。如果要理解综合能源,我们要从两个一体化做介绍。

  风光水火储一体化,是定源互补性开发是综合能源基地建设的关键;源网荷储协调互动是综合能源服务的核心。要理解综合能源概念,就要深入研究源网荷储一体化。源网荷储一体化是基于消费侧的电源、电网和负荷的互联展开。综合能源关键技术有电源技术、储能技术、电网技术、信息技术。在电源技术方面,上海电气是国内电源装备最全的制造公司,从1350兆瓦的火力发电机组到2-8兆瓦的风电发电机组及核能发电设备等等,这些我们都有具备。

  在储能技术领域和输配领域,我们也有很深的涉猎,我们旗下也有相关集团。互联网的核心是信息技术,我们的能源互联网核心是能量流和数据流的双向流。在信息技术上海电气也做了很深入的研究,其中就有工业互联网平台新云智慧平台及能量管理EMS平台。下面就上海电气之前做过的一些综合能源示范项目给大家简单介绍。

  上海是国家改革开放的前沿城市,上海电气作为上海国资委下属单位,一直积极响应国家号召。从几年前开始就在探索综合能源的发展路径,上海的一个示范项目,在2019年投运。虽然项目的容量只有300千瓦,却是当时零碳社区的样板工程。这个项目集了风力、光伏和充电桩于一体的系统。另外两个项目,第一个是青海共享储能电站,这个共享储能电站成功打通了周边源网荷储及风光水火储两个一体化的通道,有效解决了周边新能源场站的弃光、弃风问题。另外我们去年还有一个重点项目是迪拜的光储项目,这个项目是我国首个海外光储示范项目。这些项目都是上海电气集团自己个各公司的研发设计实力,工程、建设都是全公司执行。

  在零碳园区方面我们也颇有建树,去年我们已经有两个零碳园区项目投产运行,一个是闵行工业区的智慧能源示范项目,另外一个是汕头综合园区智慧能源示范项目。这两个项目都是集风光储充控一体的综合能源项目。接下来为大家重点介绍一下汕头零碳园区情况。汕头园区集分散式光电、分布式光伏及新型储能、智能微网、智能于一体的综合能源系统。在这个项目中,我们采用了两台风机,还有厂房光伏和电池。这个园区进行一切业务数字化,一切数字业务化的设计理念,从物理设备与控制器到业务应用层,在七层次实现这些功能。

  其中我们主要的发电设备——风机,现在的风电行业发展很快,每一台风机都是旋转的数据库。风机中有智能控制器、CMS服务器、场控系统等等,这些数据会通过网络传输到云平台,通过云平台进行数据仿真和一些分析功能。这个项目还有一个特点,它采用了两种不同储能电池,一个是磷酸铁锂电池和全钒液流电池的异变一体机,这个一体机是由上海电气设备电集团提供的,当时也算是国内的首创。我们采用的是支持下水控制的算法,在孤岛情况下为园区提供稳定电压和平稳,去年园区内风机黑启动功能就是基于这一套储能电池完成的。

  磷酸铁锂电池是由上海电气国轩提供的,它是国内前三的储能电池企业。之前上海电气也在布局这部分,所以跟它进行了合资,由上海电气控股。这部分储能电池有完善的设计体系,包括分层分级的运行设计理念,所以它能保证园区储能系统的安全、稳定、高效。在这个项目上还有上海电气数据电集团提供的一款高度集成全钒液流电池,这个电池采用了四次集装箱式设计。磷酸铁锂电池和磷酸铁锂电池各有优劣势,从能量密度来说,全钒液流电池能量密度更高,但它的充放电次数相对比较低,寿命基本上只有5000次。磷酸铁锂电池占地面积比较大,但长寿命,充放电次数可以达到1.5万次。在这个项目上我们还配备了一套园区智慧管理系统,在这套系统中我们从设备层、采集控制层、调度层、监控层、应用层实现全场设备的监视、调度及分析管理。在这个系统中有相关的微网控制、电量交易、碳计量等等,系统中还集成了基于AI的智能算法。

  在未来能源电网中,能源形式越来越开放,功率的预测和负荷预测,对于系统来说是很关键的地方。在这里我们采用了基于AI的功率预测算法,这里是关于园区的负荷预测,负荷预测采用了八维特征电量输入,进行了神经网络训练,提高了预测准确性。在这个项目上我们还采用了基于NPC的电量交易模型,它采用日滚动校对计划,以微电网计划为基础,以两个小时的滚动为周期,15分钟更新新能源处理预测信息,利用MPC电量交易模型算法可以优化处理,保证微电网系统的经济稳定运行。

  上海电气是很大的能源装备企业,涉及的业务面很广。从火电、风电、核电、储能等等一系列产业链都覆盖。这几年我们在能源互联网平台也投入了大量研发资金和实力,现在商业化应用的有新云智慧平台等产品。在综合能源板块业务上,上海电气可以做什么呢?我总结了一下:

  1,提供设备和平台;我们的设备覆盖发电侧、并配电侧、负荷侧全产业链,平台包括能源管理平台。

  2,提供和项目高度契合的定制化解决方案;比如光储充主流综合能源方案、风光储等等。还有园区的多能互补,增量配电网、负荷侧节能改造等。

  在综合能源服务方面,我们也有这样的实力提供,上海电气也有自己的投资公司、运营公司和项目建设公司,它能提供园区综合能源项目的运营、负荷管理、能效服务、电能质量治理、绿色能源金融电力数据服务。

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