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上海電氣洪文鐘:上海電氣零碳園區實踐
2021-07-16 來源:北極星
 光水火儲等各類電源的互補開發是綜合性能源基地的建設關鍵,源網荷儲各環節協調互動是做綜合能源服務的關鍵策略。綜合能源服務作為一個新的概念,近乎囊括了兩個一體化建設的核心思想,亦代表了未來能源電力系統的發展大勢。源網荷儲一體化側重于圍繞負荷需求開展,通過優化整合本地電源側、電網側、負荷側資源要素,以儲能等先進技術和體制機制創新為支撐,以安全、綠色、高效為目標,創新電力生產和消費模式,為構建源網荷高度融合的新一代電力系統探索發展路徑,實現源、網、荷、儲的深度協同。這就是綜合能源概念的要義!
 
——上海電氣風電集團洪文鐘
 
 
7月14日,在蘇州舉辦“零碳賦能—工業園區綜合能源服務專題研討會”會上,上海電氣風電集團智慧能源產業發展中心解決方案總監洪文鐘分享主題報告《零碳園區——上海電氣實踐》。
 
以下為發言實錄:
 
各位專家,各位來賓,大家下午好。
 
今天就這個平臺,我將圍繞園區綜合能源和大家交流上海電氣零碳園區的實踐。從2014年開始國家層面不斷推出能源供給消費技術和體制改革,去年相繼出臺了幾個政策。如果要理解綜合能源,我們要從兩個一體化做介紹。
 
風光水火儲一體化,是定源互補性開發是綜合能源基地建設的關鍵;源網荷儲協調互動是綜合能源服務的核心。要理解綜合能源概念,就要深入研究源網荷儲一體化。源網荷儲一體化是基于消費側的電源、電網和負荷的互聯展開。綜合能源關鍵技術有電源技術、儲能技術、電網技術、信息技術。在電源技術方面,上海電氣是國內電源裝備最全的制造公司,從1350兆瓦的火力發電機組到2-8兆瓦的風電發電機組及核能發電設備等等,這些我們都有具備。
 
在儲能技術領域和輸配領域,我們也有很深的涉獵,我們旗下也有相關集團。互聯網的核心是信息技術,我們的能源互聯網核心是能量流和數據流的雙向流。在信息技術上海電氣也做了很深入的研究,其中就有工業互聯網平臺新云智慧平臺及能量管理EMS平臺。下面就上海電氣之前做過的一些綜合能源示范項目給大家簡單介紹。
 
上海是國家改革開放的前沿城市,上海電氣作為上海國資委下屬單位,一直積極響應國家號召。從幾年前開始就在探索綜合能源的發展路徑,上海的一個示范項目,在2019年投運。雖然項目的容量只有300千瓦,卻是當時零碳社區的樣板工程。這個項目集了風力、光伏和充電樁于一體的系統。另外兩個項目,第一個是青海共享儲能電站,這個共享儲能電站成功打通了周邊源網荷儲及風光水火儲兩個一體化的通道,有效解決了周邊新能源場站的棄光、棄風問題。另外我們去年還有一個重點項目是迪拜的光儲項目,這個項目是我國首個海外光儲示范項目。這些項目都是上海電氣集團自己個各公司的研發設計實力,工程、建設都是全公司執行。
 
在零碳園區方面我們也頗有建樹,去年我們已經有兩個零碳園區項目投產運行,一個是閔行工業區的智慧能源示范項目,另外一個是汕頭綜合園區智慧能源示范項目。這兩個項目都是集風光儲充控一體的綜合能源項目。接下來為大家重點介紹一下汕頭零碳園區情況。汕頭園區集分散式光電、分布式光伏及新型儲能、智能微網、智能于一體的綜合能源系統。在這個項目中,我們采用了兩臺風機,還有廠房光伏和電池。這個園區進行一切業務數字化,一切數字業務化的設計理念,從物理設備與控制器到業務應用層,在七層次實現這些功能。
 
其中我們主要的發電設備——風機,現在的風電行業發展很快,每一臺風機都是旋轉的數據庫。風機中有智能控制器、CMS服務器、場控系統等等,這些數據會通過網絡傳輸到云平臺,通過云平臺進行數據仿真和一些分析功能。這個項目還有一個特點,它采用了兩種不同儲能電池,一個是磷酸鐵鋰電池和全釩液流電池的異變一體機,這個一體機是由上海電氣設備電集團提供的,當時也算是國內的首創。我們采用的是支持下水控制的算法,在孤島情況下為園區提供穩定電壓和平穩,去年園區內風機黑啟動功能就是基于這一套儲能電池完成的。
 
磷酸鐵鋰電池是由上海電氣國軒提供的,它是國內前三的儲能電池企業。之前上海電氣也在布局這部分,所以跟它進行了合資,由上海電氣控股。這部分儲能電池有完善的設計體系,包括分層分級的運行設計理念,所以它能保證園區儲能系統的安全、穩定、高效。在這個項目上還有上海電氣數據電集團提供的一款高度集成全釩液流電池,這個電池采用了四次集裝箱式設計。磷酸鐵鋰電池和磷酸鐵鋰電池各有優劣勢,從能量密度來說,全釩液流電池能量密度更高,但它的充放電次數相對比較低,壽命基本上只有5000次。磷酸鐵鋰電池占地面積比較大,但長壽命,充放電次數可以達到1.5萬次。在這個項目上我們還配備了一套園區智慧管理系統,在這套系統中我們從設備層、采集控制層、調度層、監控層、應用層實現全場設備的監視、調度及分析管理。在這個系統中有相關的微網控制、電量交易、碳計量等等,系統中還集成了基于AI的智能算法。
 
在未來能源電網中,能源形式越來越開放,功率的預測和負荷預測,對于系統來說是很關鍵的地方。在這里我們采用了基于AI的功率預測算法,這里是關于園區的負荷預測,負荷預測采用了八維特征電量輸入,進行了神經網絡訓練,提高了預測準確性。在這個項目上我們還采用了基于NPC的電量交易模型,它采用日滾動校對計劃,以微電網計劃為基礎,以兩個小時的滾動為周期,15分鐘更新新能源處理預測信息,利用MPC電量交易模型算法可以優化處理,保證微電網系統的經濟穩定運行。
 
上海電氣是很大的能源裝備企業,涉及的業務面很廣。從火電、風電、核電、儲能等等一系列產業鏈都覆蓋。這幾年我們在能源互聯網平臺也投入了大量研發資金和實力,現在商業化應用的有新云智慧平臺等產品。在綜合能源板塊業務上,上海電氣可以做什么呢?我總結了一下:
 
1,提供設備和平臺;我們的設備覆蓋發電側、并配電側、負荷側全產業鏈,平臺包括能源管理平臺。
 
2,提供和項目高度契合的定制化解決方案;比如光儲充主流綜合能源方案、風光儲等等。還有園區的多能互補,增量配電網、負荷側節能改造等。
 
在綜合能源服務方面,我們也有這樣的實力提供,上海電氣也有自己的投資公司、運營公司和項目建設公司,它能提供園區綜合能源項目的運營、負荷管理、能效服務、電能質量治理、綠色能源金融電力數據服務。
 
希望跟大家多多探討綜合能源技術發展及產業合作,謝謝大家。
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