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現代園區能源互聯網的示范實踐:源網荷儲互聯互動

作者:中國儲能網新聞中心 來源:國家電網報 發布時間:2019-12-10 瀏覽:次
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球探篮球比分皇冠 www.622627.live 中國儲能網訊:中國電力科學研究院依托自身科研優勢,從2017年起,歷經兩年多的探索和實踐,建成“源-網-荷-儲”區域能源互聯網示范項目,搭建能源互聯網云平臺,全面整合了區域能源資源,提升了能源利用效率。該項目建設能源優化配置和智慧公共服務網絡,探索智慧能源服務模式,形成現代園區能源互聯網示范實踐,并在浙江麗水的大數據智能電力展示園區實際應用,成為在用戶側對“三型兩網”建設的積極探索和實踐。

10月29日,在供暖季來臨之前,中國電科院后勤人員和區域能源互聯網示范項目團隊成員一起檢查科技研發中心地下二層的高溫煙氣余熱回收裝置,為2019年供暖工作做準備。高溫煙氣余熱回收裝置能夠利用燃氣鍋爐產生的高溫煙氣將供熱回水進行再加熱,從而節省天然氣費用。經實際運行測算,一個煙道的余熱回收在一個供暖月可節省天然氣費用3.15萬元。這是今年4月全面投運的中國電科院區域能源互聯網示范項目的一個縮影。

當前,物聯網信息技術快速發展,同時光伏發電、風電等分布式能源技術在用戶側廣泛應用,不同形式的能源在生產、傳輸、消費等各個環節的耦合越來越強。在用戶側開展區域能源互聯網建設,已成為提升能源效率、降低用能成本的必然趨勢。中國電科院依托自身科研優勢,集中各專業力量,歷經兩年多的探索,實施“源-網-荷-儲”區域能源互聯網示范項目,搭建能源互聯網云平臺,通過采集海量能源數據至云端,利用人工智能與大數據技術分析能源生產和消費行為,提供全方位能源服務,提升能源綜合利用效率。

源——清潔、高效、互補

在中國電科院仿真樓、動模樓以及科技研發中心樓頂,均鋪設著晶硅光伏面板。光伏裝機功率總量達119.5千瓦,并網容量86.5千瓦,并網日發電量最高可達400千瓦時以上,發電數據全部接入院區能源互聯網云平臺。

這一云平臺實現了三大功能,包括數據集中、能耗管控以及綜合能源仿真:數據集中實現標準化能源數據采集、可視化數據展示、專業化數據分析;能耗管控實現能源的全面實時監測、智能輔助決策、用戶互動服務;能源仿真平臺實現能源設備調度,協同多種能源因素規劃調整能源出力等。

今年4月,院區內還增加了光伏馬路項目薄膜車棚和光伏馬路。裝機總量為19.8千瓦的太陽能薄膜組件被覆蓋粘貼在車棚表面,無遮擋的情況下年發電量可達2萬千瓦時。光伏馬路則是將光伏組件做成路塊鋪在馬路上,單個光伏路塊單塊承重4.5噸,可允許小型車輛通過,路塊內部還安裝LED燈帶,集成紅外感應系統,滿足夜間照明。單個路塊功率200峰瓦,20平方米的光伏馬路總功率1.8千瓦。在無遮擋情況下,這條光伏馬路年發電量最高可達2000千瓦時。

在中國電科院院區內,清潔能源的來源不僅限于屋頂、馬路、車棚上的光伏面板,還來自壓力健步道、壓力減速帶這些讓人意想不到的地方。

壓力健步道鋪設在人流密集的食堂兩側入口處,這里還安裝有展示終端,實時展示壓力健步道的當前發電量和累計發電量。兩條壓力發電減速帶鋪設在院區科技研發中心地下二層停車場建設,每條減速帶配置有4個發電基座,每個基座單次碾壓發電時間為1.5秒,功率為20~30瓦,發電量約為120焦。

院區通過擴大清潔能源的來源,一方面降低了傳統能源的消耗,節約用能成本,降低污染物排放;另一方面,增強了用戶與能源設施的互動,提升了用戶在能源生產、轉化及消耗過程中的參與感。

網——高智能、易管理、低成本

“網”是能量傳輸的通道。目前中國電科院的負荷構成以配電網為主,如何降低能量傳輸過程中的損耗,達到能源流和信息流的統一,一直是科研人員關注的焦點。

中國電科院首先對配電網進行智能化升級。清河院區共有34臺變壓器,分布在院區內三棟樓的配電間。2017年之前,工作人員每天都要到各樓的配電間查看配電系統運行情況,抄錄運行數據。2017年,隨著配電系統進行改造,配電系統采集?;ぷ爸酶?,中國電科院將各個配電間的數據集中匯總到主配電樓,并部署智能配電集中監測和控制系統。工作人員再也不用到各個樓配電間巡查,直接在主配電樓就能查看整個院區的供配電系統運行狀況,并進行遠程控制。不僅如此,部分供配電運行數據同時還傳輸至能源互聯網云平臺,工作人員通過院區內的任意一臺電腦就能查看院區的供配電情況,極大降低人力成本的同時,安全預警也更加及時。

隨著分布式電源、分布式儲能、電動汽車等新型元件大量接入電網,未來配電系統的架構及格局將發生重大變化。為了適應未來配電網形態,中國電科院進行了相關研發和應用,能量路由器是其中最重要的成果。

在中國電科院院區內,兩臺能量路由器是能源互聯網新形態的核心裝備。作為能量傳輸和調度的樞紐,它們連接著新能源發電、電力儲能設備、市電等多電壓等級的交直流電能輸入,同樣也可以輸出多路不同等級的電壓交直流電源,能夠實現傳統能源、分布式能源在微網內潮流雙向流動以及主動能量管理。

荷——節能、互動、可視化

“荷”是能源的最終去向,直接影響用戶體驗和感受。對用能進行監測和管理,厘清能源流向,可以進一步挖掘節能潛力,提高用能效率,降低用能成本,讓用能清潔化、互動化、可視化?!叭媚茉純吹眉?、摸得著,是區域能源互聯網的必然趨勢?!敝泄緲圃河玫纈肽芐а芯克弊芄こ淌畋笏?。

能源互聯網云平臺具有全面的用能檢測功能。通過系統集成、終端轉發等多種方式,院區內各種能源的智能表計數據全部傳輸至院區能源互聯網云平臺。工作人員通過平臺可實時查看各個表計的數據,并生成院區能流圖,實時查看院內的能源流向,實現對用能特征和不同特性負荷的監測。

在用能監測的基礎上,能源互聯網云平臺把收集到的用能數據,從時間維度、空間維度進行統計分析,并進行環比、同比分析,展現院區用能現狀和用能趨勢,為用能效率提高、節能措施整改提供數據支撐。

隨著電動汽車越來越普及,電動汽車充電服務成為用能服務的重要組成部分。目前,中國電科院院區有充電樁12臺,它們產生的相關數據也會實時上傳至院區能源互聯網云平臺。工作人員通過分析充電數據,可及時辨別問題車樁,并對充電樁的利用效率進行統計和排名,為后續充電樁建設、調整、規劃提供參考。

儲——負荷更平滑、電網更柔性

儲能是增強電網柔性的主要途徑。2017年起,中國電科院陸續在主要辦公樓部署約30臺分布式儲能裝置。與大規模集中儲能不同,分布式儲能具有功率低、占地少、易安裝、即插即用等特點,適合安裝在小型辦公場所、會議室等,既能平滑高峰負荷,又能為區域提供臨時保障用電。能源互聯網云平臺能根據分布式儲能裝置充放電量及充放電功率等數據,結合院區用電負荷特性,為優化充放電策略及分析削峰填谷效果提供數據支撐。

中國電科院還建設了“光儲充”一體化充電站。該項目將太陽能光伏發電與電動汽車充電相結合,由薄膜光伏、鋰電儲能系統以及充電樁和光儲充一體機等組成。光伏發電、儲能和充電設施形成了一個微網,根據需求與公共電網智能互動,可實現并網、離網兩種不同運行模式。車棚棚頂光伏所發電量經由儲能設施存儲,優先供給充電樁充電,多余電量并入院區配電網;而儲能電量不足時,市電也可作為補充,保證電動汽車正常充電。這樣不僅實現了清潔能源供電,還緩解了充電樁大電流對區域電網的沖擊。

中國電科院院區能源互聯網建國以來實現了年均新能源發電量14.6萬千瓦時,余熱回收系統供暖季年均節省天然氣費用16余萬元,機房空調年均節能收益約4萬元。項目還在浙江麗水的大數據智能電力展示園區應用,搭建技術集成、一體化研發和展示平臺,形成可復制可推廣的模式。

關鍵字:電力物聯網 儲能

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