南京國電南自：多能互補型區域清潔能源互聯網的應用與實踐

2017-10-19 10:06:42 能見　點擊量：評論 (0)

2017年10月16日-19日，2017北京國際風能大會（CWP2017）在北京隆重召開。在18日舉行的分散式風電和微電網技術分論壇上，南京國電南自自動化有限公司產品管理中心總經理馬千里發表題為《多能互補型區域清潔能源互

2017年10月16日-19日，2017北京國際風能大會（CWP2017）在北京隆重召開。在18日舉行的“分散式風電和微電網技術”分論壇上，南京國電南自自動化有限公司產品管理中心總經理馬千里發表題為《多能互補型區域清潔能源互聯網的應用與實踐》的演講。

以下為演講實錄：

馬千里：大家好，我叫馬千里，來自于AB的智能電網部門，今天給主要是跟各位專家探討一下清潔能源互聯網的特征，在這些上的思考和總結。

為什么要提出這個題目，是因為我們這幾年一直在轉型在新能源這塊，當然了我們在新能源，在全球化要做新能源，對于能源護理和微電網，實際這兩年我們也做了一些項目，具體的涉及到明顯微電網特征和區域互聯網特征，有三個微電網，還有十多個能源互聯網，加上二十個儲能的項目。加上這些數據我們總結了一下如何建立或者說如何建設一個區域能源互聯網的概念和運行的方式。這里面的話我們實際上入手是從區域互聯入手是從工程設計方面就開始，我們本身具備AB的技術以及配備系統，獲得一些數據加以總結和提煉。

首先看一下，我們對于清潔能源互聯網的定義，實際就是這些能源發電端和用電端在一些區域的綜合使用。然后這個區域的能源，它實際上分為兩大類，一種是并網型，一種是離網型的，并網寫的能源系統也具備一定的離網能力，區域能源的容量從幾百千瓦到上千千瓦不等，具有這樣功能的有新能源接入的電力系統我們稱之為清潔能源局域網。然后它的應用場景對于離網型來說主要是礦山、島嶼，還有農村偏遠地區，這個從全球的經驗來看這個也是做的比較多，客戶的需求和AB提出的解決方案和產品也比較多。另外就是并網型的需要考慮投入回報的問題，另外還涉及到多能互補和能源的綜合利用的一個問題。所以說它主要的一個目標主體，一個是對高水平要求的工業用戶，還有城市的工商業的園區，另外就是目前城市比較蓬勃發展的充電站，充電站有個特點，因為它本身是固定的，可以給電動汽車充電，本身充電功率非常高，我們需要他本身都能配備儲能裝置，每一個小的充電站都是小的系統，充電站都是以后研究微電網很主要的方向。

對于清潔型能源互聯網和局域網主要有兩大類，一種比較小的叫微網，工業園區這種類型的，也就是現在所定義的微電網，另外就是區域網，這兩個一個從電壓等級上來說，一個是接入的220KV以下，一種是10VK至35KV以下。它會有多個微電網，構成一個局域網，無論是微電網還是局域網都具有一定的能力，這塊也是清潔能源局域網最主要的一個特征。

這里面對于能源局域網來說，我們關注點主要是在分散式系統和結構，由于對于分散式的新能源的接入，另外我的儲能設備，分散式的接入。另外就是可再生能源的利用率，還有就說是在這個局域網里面會有大量的電子設備接入，這塊是我們比較重點關注的。當然面臨的挑戰也比較多，第一個就是在局域網里面，它首先要保證區域的電網安全穩定和運行，因為涉及到里邊的調頻調壓的調整，還有切換都是我們考慮的問題，另外還涉及到區域能源互聯網的投資問題，因為投資往往是決定用戶到底建還是不建的最主要的問題，也就是矛盾所在，所以合理的投資回報才是用戶最終決定要建區域能源互聯網的最主要的一個核心指標。另外還有它的運營成本，就說我如果建成這個區域能源互聯網以后，我的成本遠遠大于我在電網買電，很多用戶并不愿意在上面做更多的考慮。

然后如何來考量我們這個區域能源互聯網，我們是從這幾個方面，一個就是它的可靠性和穩定性，必須比傳統電網運行的可靠性和穩定性要高，另外就是它可再生能源的滲透率，它的發電量和發電比，另外整個從電網取電和新能源的能源效率是否提高的指標，主要考慮用電成本，收益率這方面來考慮。另外還涉及到節能環保的問題，所以每個項目必須要考慮碳排放指標，對環境的破壞，影響程度的指標，都必須要進行考慮。

所以說這里邊的話，就說要考慮清潔能源的互聯網的話，首先我們要考慮它的規劃，要從規劃和咨詢設計開始入手，就是要考慮我這個區域能源互聯網，我是采用什么樣的能源組合，建什么樣的能源網站滿足用戶的冷熱電的需求，然后對于我這個區域內我的突發性的故障和事故，我能夠保障我區域電網的穩定和可靠的運行，另外我這個電網是不是能夠經濟的運行，另外還與我現在要上的這個電交易市場能夠掛鉤進行交互，用戶買電能夠有很好的價格，另外它還具備可擴張性，未來他整個園區和區域網絡增加以后它的可擴展性。

第二個主要考慮的問題就是財物風險，因為每一個區域能源互聯網它的最大的風險就是財物分析，上還是不上，作為投資方也好，作為用戶方也好都是要考慮，但是目前我們國家所開展的PPP的試點項目來講，我們研究了一下，實際上的投資規模都是非常大，上百億級的投資規模，這塊的投資風險必須要進行評估。發電方需要穩定的收益，作為用戶方需要穩定的能源，能夠跟傳統的電網所獲得的能源相比，我能獲得更大的優惠。另外的話就要考慮這種多種能源組合它的能量平衡。

最后一點就是我的合同簽訂，多點協議的簽訂都是需要考量的問題，這里就提出了我們解決方案，采用什么樣的方式來上清潔能源互聯網，這里就有幾個問題，一個是新能源的組合，第二個時間節點，什么樣的時間上什么樣的新能源是一個很重要考慮的因素，另外每次上，每個周期上多大的容量也是需要考慮，什么地方，選址，特別是像光伏它的選址也是非常重要的，如何滿足這個投資的便捷條件以及如何降低風險，都是不是拍腦袋決定的，這是需要專業化的公司來解決。

這里面考慮到AB利用它的優化設計軟件，然后把我的需求從風光的氣象預測數據，構成我的規劃設計的一些必要條件，然后利用這個軟件可以排定建設的周期，建設詳細的電網運行情況，最后就是進行可行性分析和比較，確定最終的投資方案。

另外我們還要考慮這個儲能容量的配置，因為你建一個區域能源互聯網的話，如果你的儲能配套的話投資不合算，你可能會很長的時間周期才能收回它的投資成本，如果配小的話，因為大家知道儲能實際上對于整個的區域能源網絡起到很大的作用，所以儲能配置過小不起作用，也會造成區域能源運行的不穩定。

然后考慮以后設定一些約束條件和不同的場景，包括按百分比的限制場景，一個最大功率上的場景，以及裝還是不裝儲能的場景，做出一個PD表來，然后選擇一些發電量的指標，儲能電池放電的指標，購電售電的指標，這是從功率角度來計算，另外從它的成本角度來計算，它的度電成本，它的費用這些角度來計算，實際上制作一系列的目標比較表。

然后利用這個比較表我們實際上構成一個，通過一個周期迭代，算得上一個方法，找出它的投資回報率，最后的投資回報率和它的回收周期的一個平衡點，這樣的話才能夠確定用戶的區域能源互聯網上最佳的新能源上的效率配比和它的用戶組合的增加配比。

目標的話建這個區域能源互聯網，規劃設計和目標就是經濟和技術折中中的方案，AB目標現有的都是采用一個多次迭代的方式，最后得出一個結果，但是很多時候我們根據用戶匹配的要求，還有根據當地的配比情況，儲能大小來算的話，最后的結果是發散的，發散就表明用戶的方案是不合理的，所以這塊的話我們需要多次跟用戶進行溝通。

然后面臨的挑戰，一個是有大量的便利電和原電的接入，電網的不確定性，我的系統建模再精細也不能實時模擬配電網的結構，所以這塊的仿真不確定性，必然會帶來你規劃設計最終的一些偏差。另外這個就是風電，太陽能發電，另外還有不同的時間尺度，還有不同的運行方式，這些實際都被你的建模會帶來一些影響，所以我們基本上使用的工具就使用專業的工具進行數字化的規劃，來搭建一個模型，我們最終計算出來的結果是動態變化的結果，而不是一個靜態的離線網的結果。

這里面對于我們的技術難點就在于配網的模型，我考慮這個區域能源互聯網當中的網架結構，信息網絡還是環狀網絡，還是輻射狀的網絡，采用哪種運行方式，開環運行還是閉環運行，采取什么樣的保護方案，這塊我們怎么得到了投資最小，成本最小，同時滿足可靠性要求的配比網站結構是我們需要仔細考慮的問題。

這里面是德國一個城市的案例數據，大家可以看到縱的水平，它的占比程度越高，它的配比越短，你在考慮能源互聯網當中，你要上傳統配電網還是速度的配電網，是需要考慮的問題。

對于這個微電網來說的話，基本上我們不考慮集成控制，所以AB角度來說，今后的發展趨勢肯定是分散式風電。這是針對于分布式控制的微電網，AB提出了一個解決方案，叫做（英）解決方案。然后針對局域網來說，實際上我們提出的是利用現有的AB本身區域調度軟件和區域運行的軟件，ADMS，分布式能源管理軟件和DMS，就是配網的能源管理系統，有兩大塊構成。這塊作為我區域能源管理的主體系統。

然后這里面我前面介紹過了，這個我的模型，我的建模，包括我的規劃設計和我的區域能源互聯網的定義，大家可以看到，我進內網如果前期不做仔細的規劃、設計和分析的話，我后期實際上是一個災難，所以從AB角度來說，任何一個新建的清潔能源互聯網，必須把規劃設計和配電管理和系統管理結合在一起，就是我在規劃設計階段必須跟用戶進行一個非常深入的接入。

另外儲能，儲能這邊稍微提一下，我蘋果的指標是八大指標，就是穩定、補償、旋轉備用、孤島模式、平滑能力、無縫切換、削峰、形勢均衡。

然后對于配電網來說實際三層，利用（英）的方式，從設備層提出是采用智能設備，從一次設備開始智能化，另外整個的分布式，采用分層分布式的配置管理，在系統層這一塊就是采用ADMS整個的構架。

這是案例，這個是西澳的實際案例，這是基于儲能AB提供的整體解決方案，它是個電網容量不大，所以我們采用的是（英）控制系統，就是十千伏的控制系統。

然后這是現場實測的數據大家可以看到，在太陽出來的階段，這是綠色光照曲線階段，實際太陽能發電量占了整個系統用電量的90%，然后的話大家基本上可以看到，在這個階段是處于旋轉備用的階段作用，另外在符合變化的時候，它的系統體現了平滑的能力。

這個比較有意思，這是在太陽能發電的時候，天上飄來四塊云，大家可以看一下變化情況，中間黑線是變化曲線，其中在十二點時間節點，還有一個負荷馬達啟動，這種情況下實際上有儲能和光伏配合，基本上可以保證系統負荷的平穩運行。

最后總結實際上就是兩點，第一個就是建設區域清潔能源互聯網，第一必須要規劃設計和方案實施，第二點就是說今后的電力發展方向是今后電力發展轉型方向，我也希望大家更多的同行和專家們在這方面進行關注，謝謝大家！

（發言為現場速記整理，未經本人審核）