明陽智慧能源：基于大數(shù)據(jù)與多能互補的智慧能源技術(shù)應(yīng)用

2017-10-19 10:07:36 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(wǎng)技術(shù)分論壇上，明陽智慧能源集團股份公司算法模型工程師劉兵就基于大數(shù)據(jù)與多能互補的智慧能源技術(shù)應(yīng)用進

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(wǎng)技術(shù)”分論壇上，明陽智慧能源集團股份公司算法模型工程師劉兵就“基于大數(shù)據(jù)與多能互補的智慧能源技術(shù)應(yīng)用”進行了相關(guān)分享。他在演講中表示，明陽智慧能源本著整體規(guī)劃和分布實施的原則，要逐步實現(xiàn)智慧能源的目標。具體的項目規(guī)劃路徑是：第一在風能發(fā)電場配置儲能系統(tǒng)，第二建立光儲系統(tǒng)，第三建立一個風儲的微電網(wǎng)平臺，最后是打造智慧城市，現(xiàn)在處于規(guī)劃階段。

以下為演講實錄：

劉兵：大家好，今天很榮幸能夠有機會在這里和大家分享明陽集團在微電網(wǎng)和分散式風電方面的技術(shù)探索，我的演講分為五個部分。

首先我們都知道可再生能源具有隨機性和波動性的特性，這就導致了它的初逆有了難以控制的點，而隨著近幾年的可再生能源占比逐漸的提高，光伏在2016年發(fā)電占到了5%，同時國家也出臺了一系列的系列，去提高可再生能源的占比，其中一個有效的解決方案就是通過多能互補的方式促進可再生能源。

接下來我所介紹的技術(shù)應(yīng)用就是這個中關(guān)鍵的技術(shù)要點，首先我要介紹儲能集成技術(shù)，因為儲能在微電網(wǎng)中可以將不可控的變成可控。第一個是選型，第二個是集成，第三個進行有效的利用，選型進行不同的場景選擇不同的內(nèi)芯，當我們確定了選型之后，對電池的單體，接下來的系統(tǒng)進行有效的集成，這樣確定了選型和集成之后，第三步就是如何去有效的應(yīng)用。第一個需要對儲能的特性了解的特別清楚，第二個需要對儲能的場景分析的特別透徹，基于這兩點知道了以后再看策略。

這個是在供電場進行的應(yīng)用，接下來我會詳細的介紹工廠的供水系統(tǒng)。其實這里有個視頻播不出來，它會展示我們在場的供電系統(tǒng)，它里面包含著儲能電池以及系統(tǒng)，實時的集裝箱有變壓器，然后整個儲存系統(tǒng)是在風電上，利用風場的集成系統(tǒng)進行統(tǒng)一的管理，通過不同的算法實現(xiàn)不同的功能，比如平滑輸出，調(diào)頻。右邊這個圖像是一個簡單的實現(xiàn)初逆的曲線，紅色的曲線代表的是理論的功率，藍色的曲線代表的是目標功率，我們可以看到當你們工廠的發(fā)電功率超過的時候，這個電池開始充電，當它低于這個功率電池開始放電，但是電池的特性有一點，不同的功率下，它電池容量是不一樣的。可以把握充分的時機，去提升系統(tǒng)的經(jīng)濟性，我們首先根據(jù)氣象評估以及氣象的測試去對整個工廠進行預測，同時需要通過調(diào)度的歷史數(shù)據(jù)，對調(diào)度的信息進行預測，有了信息之后我們就可以更好的去開發(fā)一個儲能。

這是我們的架構(gòu)，它主要分為三層，第一個能量管理系統(tǒng)，這個能量管理系統(tǒng)會根據(jù)調(diào)度的信息還有電子信息，去對全場的指令下發(fā)給主控，以及本地控制器，把這個進行通訊，實現(xiàn)對它的保護以及控制。

剛才介紹了架構(gòu)，如何去對它進行一個有效的設(shè)計，有兩點，第一個是對電池的特性進行詳細的分析，第二點需要對工廠的運行規(guī)律進行有效的判斷。我先介紹一下電池的特性有兩個要點，這個是從我們的合作廠家中獲得的電池數(shù)據(jù)，通過下面的第三個表格我們可以看到，當電池在滿充狀態(tài)下放電的時候，我們發(fā)現(xiàn)如果它的放電規(guī)律越大，它所放射的容量就越小，通過這樣的特性我們就得到在儲能利用的時候，我們需要盡可能以小的粗放電，這樣才能讓電池盡可能放出多的能量，這是第一個要點。

第二個要點它的圖展示的是電池在不同的深度下，在不同的溫度，它在全生命周期內(nèi)所能夠循環(huán)的次數(shù)，我們?nèi)绻f確定它的溫度的前提下，他所放出的能量乘以放電次數(shù)乘以總的次數(shù)，就是它的總能量，根據(jù)上面那個圖表，我們把這個單次放電的循環(huán)次數(shù)以及循環(huán)深度把它相乘，相乘之后就是總能量的變化趨勢，我們可以看到，當循環(huán)深度在0.6以內(nèi)時，它的主放電能量基本上保持不變，在2640到2880之間，但是當它的循環(huán)深度在2.6以上的時候，它就會迅速的下降，根據(jù)這樣兩點分析我們就得到下面的結(jié)論，為了實現(xiàn)電池生命周期放盡可能多的能量，需要滿足兩個條件。第一個需要盡可能小規(guī)模的去分放電，第二個使電池的放電深度盡可能控制在60%以內(nèi)。

分析了儲能系統(tǒng)自身的特性，下面介紹運行規(guī)律。這個是我們在大興的放電場從2015到11月到2016年的10月一整年進行統(tǒng)計，我們會發(fā)現(xiàn)限電的時間達到兩個月的小時，而限電的次數(shù)接近644次，我們規(guī)定限電比方說持續(xù)限電到下一次不限電為止，我們統(tǒng)計的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，限電在一小時以內(nèi)的是占據(jù)了51%，也就是說很多時候我們限電的時候，它是短時間的限電而不是長時間的限電，我們進一步的將一整年的數(shù)據(jù)以及限電的規(guī)律進行了總結(jié)更新，也就是是第二個圖表，這個圖表看到一整年的在季節(jié)變化，我們進一步看表格可以發(fā)現(xiàn)，一到五月份限電損失比較高，而五月份的時候達到最高峰，十月，十二月相對次之，我們拿出來分析進行比較，我們發(fā)現(xiàn)把調(diào)度的工具相減，紅色曲線以上代表不限電，以下代表限電，這個周期不明顯，但是會表現(xiàn)出周期，一般情況下會出現(xiàn)晚上限電白天不限電的規(guī)律，我們可以利用這個規(guī)律對儲能進行日的粗放電。根據(jù)這個特性和工廠的運行規(guī)律，我們制定出更加一般化的儲能策略，我們判斷的依據(jù)是這樣的，第一個是以下三點需要在限電時充電，不限電放電，否則我的儲能系統(tǒng)沒有給工廠增加積極效應(yīng)，第二個需要它的SUC在最大最小之內(nèi)，它的依據(jù)以及調(diào)度預測，同時基于兩個預測得到的限電時段的判斷。我們會得到這樣一個點，如果我們使用小規(guī)律存放電的話，它無法達到，如果使用大規(guī)律的放電，我們使用預定的限定時間。具體的判定依據(jù)就是下面的公式。

以上簡要介紹了我們的系統(tǒng)，將儲能運用于工廠中，進行限放電以及配合調(diào)度的控制事項。接下來簡單介紹一下在微網(wǎng)方面幾個技術(shù)研究。第一個是EMS系統(tǒng)，主要在風儲、光儲的方面研究，第二個是控制器，它能做到實時保護控制，同時也對儲能的系統(tǒng)，對電池的均衡保護進行研究。最后是負荷管理系統(tǒng)，這個主要是應(yīng)用于大樓和園區(qū)，對它進行監(jiān)測，去優(yōu)化用戶的用的習慣，降低用的成本，接下來會在后面的案例介紹中展現(xiàn)這幾個方面的技術(shù)。

下面我簡要介紹一下多能互補的技術(shù)應(yīng)用，主要包括儲能應(yīng)用于電網(wǎng)中進行填補，以提供服務(wù)，同時配合風電和光伏進行平衡輸出，同時儲能去協(xié)同進行出力，還有信息調(diào)度以及配合多種能源進行虛擬建場的技術(shù)。

這個是我們在青海市的一個多能互補的方案，在青海市我們研究了它近三十年的氣象局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)當?shù)氐娘L資源和光資源進行互補，在冬季的時候光伏充電相對少一些，在夏天的時候光伏充電相對多一些，這樣全年的時候它的多能互補的處理會達到相對平穩(wěn)的狀態(tài)，這樣就更加有利于我們電網(wǎng)接納發(fā)電。同時我們知道在風場中存在較大的空余面積，我們較大利用空余面積去配置更大的光伏的占比，更加優(yōu)化整個的空間。

最后我們?nèi)绻ジ脑飕F(xiàn)有的供電場去配置光伏發(fā)電，也可以降低整個的成本，去優(yōu)化收益。

關(guān)于多能互補的監(jiān)控技術(shù)，主要是調(diào)度算法去結(jié)合我們的信息和調(diào)度信息，去對多種能源，發(fā)電單元以及儲能系統(tǒng)進行優(yōu)化的分配，去實現(xiàn)我們的調(diào)度目標，比如經(jīng)濟運行，平滑功率輸出，還有實現(xiàn)短期的功能。

下面我簡單介紹幾個明陽智慧的幾個技術(shù)案例，我們通過對當?shù)氐馁Y源需求分析，一些能源的需求狀況進行考量，去設(shè)計最優(yōu)的一個技術(shù)方案，將能效技術(shù)與管理技術(shù)相結(jié)合，去提高占比，降低用戶的運營成本。提到的關(guān)鍵技術(shù)主要包括需求更新，以及方案架構(gòu)的設(shè)計，還有運行模式以及控制的設(shè)計。明陽集團本著是整體規(guī)劃和分布實施的方案，去逐步實現(xiàn)我們智慧的目標。我主要介紹相關(guān)的案例，第一個就是大氣的風能發(fā)電場，去配置儲能系統(tǒng)，去配合電的輸出，這是第一個項目。第二個是建立光儲的系統(tǒng)，第三個是建立一個風儲的微電網(wǎng)平臺，最后一個是打造智慧城市，現(xiàn)在處于規(guī)劃階段。

光宇這個項目是明陽進行微網(wǎng)的系統(tǒng)以及儲能技術(shù)利用，還有園區(qū)技術(shù)管理的開發(fā)和技術(shù)品牌，里面包含光伏、儲能的系統(tǒng)，是給廠區(qū)的每棟大樓進行管理，降低整體人的成本。光特包含了七兆的供給，還有一兆的光伏薄膜，還有儲能用了冷電，同時這個項目中也用了不同的管理技術(shù)對園區(qū)的電負荷和熱負荷都進行管理，這個項目建成之后將會是廣東省最大的一個風光儲的一個微網(wǎng)實驗平臺，對我們的商業(yè)驗證都有很大的戰(zhàn)略意義。

以上是我的介紹，謝謝大家！

（發(fā)言為現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)本人審核）