大云網(wǎng) 新技術(shù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng) 正文

北京智中能源互聯(lián)網(wǎng)研究院首席科學(xué)家白曉民：園區(qū)示范工程呼喚微網(wǎng)技術(shù)

2017-12-01 14:26:07 電力頭條APP　點擊量：評論 (0)

2017城市能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展（北京）論壇暨能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目建設(shè)與合作研討會于2017年12月1日在北京裕龍國際酒店一層宴會廳舉辦。主題報告環(huán)節(jié)主持人：中關(guān)村能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟秘書長王百升主題報告演講者：

2017城市能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展（北京）論壇暨能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目建設(shè)與合作研討會于2017年12月1日在北京裕龍國際酒店一層宴會廳舉辦。

主題報告環(huán)節(jié)主持人：中關(guān)村能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟秘書長王百升

主題報告演講者：北京智中能源互聯(lián)網(wǎng)研究院首席科學(xué)家白曉民

演講主題：園區(qū)示范工程呼喚微網(wǎng)技術(shù)

下面為您帶來白曉民的精彩演講

白曉民：

首先說說這個題目，會議組委會和智中院讓我講講微網(wǎng)，微網(wǎng)這個事有明確定義，發(fā)改委和能源局7月17號有一個文件，提到微網(wǎng)的定義，20兆瓦、兩個50%。能源互聯(lián)網(wǎng)也是有55個單位推進了，如何把能源互聯(lián)網(wǎng)這件事跟園區(qū)示范工程和微網(wǎng)結(jié)合起來，跟大家匯報一下我自己的一些心得和體會。

談三方面的問題。

第一，系統(tǒng)需要是發(fā)展的動力。

第二，研究微網(wǎng)研究的先準。

第三，需要解決的問題。

系統(tǒng)發(fā)展的動力，最近20年來經(jīng)歷了幾個比較重大的事件，一個是電力市場，從92年開始一直到2008年左右，這個事全國是一個電力系統(tǒng)大的動作，考慮公平市場環(huán)境和參與競爭。再一個智能電網(wǎng)，09年開始，國家電網(wǎng)公司宣布建立智能電網(wǎng)，到2020年進行新的電網(wǎng)的建設(shè)。再一個概念，智慧能源，大概從2015年開始，從建立智能電網(wǎng)戰(zhàn)略工作組，最后形成了一個系統(tǒng)專業(yè)委員會，主要的目的是做智能電網(wǎng)，變成智慧能源。

進入能源互聯(lián)網(wǎng)的進展階段，從電力系統(tǒng)發(fā)展，這里列出了幾個重大的發(fā)展前景，將來在2020年，全國社會的用電量達到8萬億千瓦時，而且社會整個太陽能和光能，可再生能源的進展應(yīng)該是非?？斓?。

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展出現(xiàn)了很嚴重的問題，我把這幾個時間點列出來。

平均利用小時數(shù)逐年減少235小時，容量增長是非常快，電力消耗是非常慢的，從總的來看存在很嚴重的問題，很多企業(yè)開始虧損，這個問題就涉及到我們能源效率怎么使用的問題，有人算過33%的設(shè)備是閑置。同樣還有新的苛刻的要求，比如環(huán)境保護，如果這么排放廢水，開始責(zé)任人逮捕入獄，這是大的發(fā)展形式。再一個能源效率問題，這個片子稍微老一點，我覺得咱們整體能源效率比國外還是相當(dāng)?shù)?，不單是單向技術(shù)引起的效率而是整體的運營效率還是出現(xiàn)了很多問題。比如很多政策是一刀切的政策。

這里邊列出一個規(guī)劃，與企業(yè)發(fā)展實際例子，不詳細說，如果這一個園區(qū)，里邊存在著很多的政策性問題，比如說我這個園區(qū)同一個自備電廠，與特鋼變屬于同老板的不同法人單位，無法作為自備電場接入，政策和法律法規(guī)有很多問題需要改進，隔墻能不能送電，跟這個有關(guān)。嚴重影響到什么程度，影響企業(yè)的發(fā)展，企業(yè)覺得別地便宜，比如說到內(nèi)蒙比較便宜，便宜幾分錢，我就搬到內(nèi)蒙。1。

電比較多了，會不會有問題。大家知道加州進行一個測算，在33%的可再生能源配比情況下，發(fā)現(xiàn)我們那個圖最上邊，負荷在白天，太陽能起來了，基本上差不多是臨界的狀態(tài)。如果超過這個，最下邊那張圖，紅色的部分，這部分可再生能源必須要達到50%，在這個區(qū)域整個加州產(chǎn)生很嚴重的問題，過度發(fā)電，存在非常嚴重的挑戰(zhàn)。加州出現(xiàn)這么大問題，誰來調(diào)節(jié)下來，這就涉及大規(guī)模的調(diào)度與微網(wǎng)調(diào)度存在很大的差異。在2000年左右，我們跟華能政研室，當(dāng)時翻譯一本書，《電力革命》，里邊提出了一個不同的道路，提出了能源的發(fā)展戰(zhàn)略，主要講的是70年代有一篇論文，這篇論文題目叫做《沒有走過路》，怎么說？路在黃色樹林中分開，伸向兩個不同的方向，以這篇文章開始，我選擇了人跡罕至那條路，未來一切因此變得不同。這本書翻譯完以后遲遲不能出版，4、5年以后終于出版，為什么不能出版？里面談大系統(tǒng)、核電站的建設(shè)對環(huán)境有影響，現(xiàn)在提出硬道路和軟道路，提的可再生能源和分布式發(fā)電技術(shù)。這里邊涉及到最近提出來的，根據(jù)環(huán)境有關(guān)的產(chǎn)生的一個問題。如果從大系統(tǒng)再往小系統(tǒng)走，大系統(tǒng)經(jīng)過了上百年，小系統(tǒng)在十年來內(nèi)要實現(xiàn)，我覺得存在很大的技術(shù)風(fēng)險，能不能保證系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)高效供電，能不能保證電力公司或者能源服務(wù)公司可持續(xù)發(fā)展，我想談的個人一些想法。

第二個題目，關(guān)于微網(wǎng)研究與系統(tǒng)建設(shè)。

相比開網(wǎng)存在幾個重大的改變，第一個改變，系統(tǒng)環(huán)境、結(jié)構(gòu)和市場形勢的改變。第二個改變，市場參與者和交易的流程改變。第三個，我們園區(qū)能量管理系統(tǒng)它的特點，園區(qū)并沒有電網(wǎng)公司和配電公司的一些權(quán)利或者技術(shù)或者它的影響力，存在重大的一些改變，這里邊詳細我就不說了。這是典型的一些微網(wǎng)結(jié)構(gòu)，作為并網(wǎng)系統(tǒng)的運行，跟電網(wǎng)有一個交互，每一個都不跟電網(wǎng)交互，將來設(shè)計一定不是最經(jīng)濟，一定利用電網(wǎng)作為很大的支持，一般的都是我們談的并網(wǎng)。

微電網(wǎng)電壓比較低，技術(shù)設(shè)備、發(fā)電、輸電、配電和用電設(shè)備，組成了微網(wǎng)。我們國家微網(wǎng)是比較小，容易推廣示范，園區(qū)大概幾十個億的電量，園區(qū)就需要我們微網(wǎng)技術(shù)支持。技術(shù)支持有哪些需要？第一，供電可靠性，第二，電能質(zhì)量，諧波、負荷平衡等等。第三，防孤島的要求。第四，適合可再生能源盡可能接納。地區(qū)，滿足分別的系統(tǒng)需求和整體的運行。第六，微網(wǎng)多優(yōu)化運行目標，運行費用、可再生能源利用率、碳排放等等。達到滿足系統(tǒng)的運行約束，涉及到多能源的調(diào)度，多目標、非線性的。智能電網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)+多能互補+運營體制改變改變是解決方案。

它存在的問題幾個問題。

第一，技術(shù)并不是很成熟，雖然我們進行了大量的示范，作為配電網(wǎng)運行可靠還是存在問題。

第二，投資和運維成本高。加州一個監(jiān)控負荷最后把你幾個月掙的錢全賠出去了，整個電量的PK和能量處理上存在著問題。

第三，建設(shè)運營缺少系統(tǒng)性。我們劃一個區(qū)，加幾個設(shè)備，加幾個儲能，上幾個光伏就算認為行了，其實應(yīng)該進行系統(tǒng)的分析。比如說系統(tǒng)的資源分析，系統(tǒng)的深入的規(guī)劃設(shè)計、系統(tǒng)建設(shè)運營和功能開發(fā)實現(xiàn)，然后落實，真正怎么做到多功能服務(wù)、音型優(yōu)化、質(zhì)量控制、保護協(xié)調(diào)，這是我們面臨的問題需要解決。

列了幾個區(qū)別，相同的是平衡能量、調(diào)節(jié)控制、故障恢復(fù)等等，還有不同的問題，能源組成和平衡方式不同。再有一個，控制權(quán)限和執(zhí)行方式不同。我考察了幾個能源服務(wù)公司，他沒有能源局調(diào)度的權(quán)利。第三，理論計算與求解方法不同。EMS將外部和內(nèi)部的大量環(huán)節(jié)作為約束。微網(wǎng)要集成和配合，多約束無解。第四，滿足需求側(cè)的方式不同。

這里邊說說重要的內(nèi)容，運營控制之后，包括運維。我們第一個做好規(guī)劃設(shè)計，對能源的分布情況，微網(wǎng)選擇什么地方，另外這個東西對電網(wǎng)故障的影響，對電網(wǎng)有什么影響，電網(wǎng)對我們有什么影響，以及國內(nèi)典型微網(wǎng)運行分析，分布式電源接入對電網(wǎng)的影響，微電網(wǎng)靈活運行模式和協(xié)調(diào)控制能力，還有地區(qū)典型微電網(wǎng)的方案研究，這些工作要做好。

然后有運行優(yōu)化與控制。微網(wǎng)內(nèi)分布式電源的功率預(yù)測技術(shù)。含多種分布式電源、融合輔助服務(wù)與需求側(cè)響應(yīng)的微網(wǎng)能量優(yōu)化管理微網(wǎng)內(nèi)多種類型儲能裝置的優(yōu)化運行調(diào)度策略。電能質(zhì)量分析與控制，事故處理。微網(wǎng)計算與仿真分析。

我想說國家電網(wǎng)公司獲得新農(nóng)村建設(shè)獲得特等獎的項目，我想說取得很好的業(yè)績，分布式發(fā)電，把居民集中到一塊去，但是耗資比較多，2800多萬，解決一百戶的電力問題，成績是非常好，包括系統(tǒng)無縫切換，但是我認為他這套系統(tǒng)并不具備我們現(xiàn)在能源互聯(lián)網(wǎng)或者微網(wǎng)復(fù)雜程度，因為什么？那些居民用電很少，我們居民真正是實打?qū)嵃殉菂^(qū)或者這個地區(qū)控制做好，而且價格偏貴。

這是能量控制系統(tǒng)幾個方面需要注意的，一個是微網(wǎng)控制與運行技術(shù)。主要涉及到你怎么保證這個微網(wǎng)非常穩(wěn)定運行，包括它達到一定的系統(tǒng)可靠率。我們配網(wǎng)，整個多年建設(shè)是有很多的線路，雙向兩條支路，三條支路、四條支路供電，微網(wǎng)只有一條支路，我怎么不低于原來電網(wǎng)的可能性，靠儲能靠技術(shù)能達到一定的程度，但是有些東西，比如說你這條線路或者變壓器整個報廢了，這個可靠性會大規(guī)模降低。還涉及到能量管理技術(shù)、多調(diào)度還有關(guān)鍵技術(shù)和點能質(zhì)量和特殊事項的處理。

簡單說一下需要解決的問題。

畫了一條曲線，三個小時內(nèi)要爬坡將近1300萬千瓦，大概是什么概念？百萬機組得起十幾個，在3小時之內(nèi)，對我的電網(wǎng)沖擊非常嚴重，電力系統(tǒng)在可再生能源產(chǎn)生以后，需要解決的一個非常重大的問題，它的主要問題影響還是黃色的曲線，太陽能曲線，造成了2020年達到三個小時需要爬升13G瓦的攀升速度，主要靠電網(wǎng)，微網(wǎng)成立之后應(yīng)該承擔(dān)一部分的責(zé)任。要有幾個時間段，第一個是早晨，下降的速度。第二個曲線，我發(fā)電機都不能停，發(fā)電機有一個最小發(fā)電的負荷，已經(jīng)停得不行了，你再讓它停就關(guān)機，啟動需要時間，還有爬升速度，最后是最大負荷。靈活性需要在這幾個時段上給它應(yīng)對。還有保護政策。

保護是我們安全第一道防線，我們應(yīng)該利用成熟的軟件，進行我們這個領(lǐng)域的配電分析，我們用了一個很便宜的軟件進行配電的設(shè)計，保障保護協(xié)調(diào)配合。

這是需求響應(yīng)，剛才說的是電力的需求，我們說的需求響應(yīng)。常規(guī)講雙贏政策，用戶也贏、電力公司也贏，基于價格信號和激勵信號，主要能量消減，消峰填谷，這里面有好多的東西。前幾年搞需求響應(yīng)示范，絕大部分國內(nèi)沒有進行詳細的示范，這個是很重要的內(nèi)容。我這里想說是什么？我們不同于常規(guī)的需求響應(yīng)，我們需要一些新的方法，主要特點在哪兒？第一個，負荷參與電能平衡靈活性，你到底靈活的什么程度，分成什么級別。第二，用戶不參加直接的需求響應(yīng)市場，原來需求響應(yīng)用戶直接參與，他更好控制，現(xiàn)在用戶經(jīng)過園區(qū)或者經(jīng)過區(qū)域區(qū)來做還需要做其它的業(yè)務(wù)。第三，用戶目標和約束是更為復(fù)雜。比如說有其它的詳細的約束，這跟電網(wǎng)公司原來需求相應(yīng)不一樣。再有一個，用戶根據(jù)人家提出需求響應(yīng)的指令，你能不能把你這個設(shè)備控制好，這里面提出一些方法，這是需要我們研究的一個重要問題。從園區(qū)角度，我們還要考慮新的需求響應(yīng)功能。也不一定對，我們在國家示范區(qū)準備進行示范，提出了一些研究方案，我們把需求響應(yīng)定義稍微擴大一下，擴大電網(wǎng)與園區(qū)之間的技術(shù)經(jīng)濟需求，提供什么樣的服務(wù)和技術(shù)支持，園區(qū)跟電力公司進行利益的均衡和配合，這兩方面需求，把靈活資源變成一種可控的資源支持電網(wǎng)，這里邊可能涉及到整合政策和電力支持。

第三個，市場與交易。系統(tǒng)電力市場與經(jīng)濟調(diào)度復(fù)雜得多，經(jīng)濟調(diào)度是一個我來全局控制你的概念。電力市場是一個分散控制的概念，我已經(jīng)說了，我們國家搞了十幾年，到現(xiàn)在也沒有太大的開展，而且存在很大的問題，這個問題沒解決的情況下，我們開始說用微網(wǎng)或者園區(qū)的市場，這個問題更為復(fù)雜，需要配電層級和園區(qū)層級新的電力響應(yīng)設(shè)計，涉及到幾個方面，第一能源交互，第二能量控制與協(xié)調(diào)運行。第三，能源交易。第四，配電電力市場。第五，不同類型經(jīng)濟模型微網(wǎng)接入后對原有的電能交易模式影響，與原來系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合問題，區(qū)域可再生能源參與電力市場競爭問題。

下一步說的是標準。這里邊列了幾個標準。第一個標準，工業(yè)園區(qū)電力需求響應(yīng)標準，這是中電聯(lián)的標準，已經(jīng)發(fā)布。第二和第三也是工業(yè)園區(qū)需求響應(yīng)監(jiān)控平臺的建設(shè)，第一部分是總則，第二是設(shè)計規(guī)范。還有兩個技術(shù)導(dǎo)則。上三個中電聯(lián)的標準。

還有兩個標準，我們發(fā)起提出，一個中國電科院牽頭還有一個國家規(guī)劃總院牽頭。工業(yè)園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同運行技術(shù)導(dǎo)則，我們研究很多標準電動汽車怎么樣，儲能怎么樣，我們希望容量、考慮備用、需求響應(yīng)，如何在這些系統(tǒng)中進行分配，它的分配原則。協(xié)同運營導(dǎo)則。第二個跟規(guī)劃有關(guān)，規(guī)劃不好運營也好不了，要進行規(guī)劃設(shè)計方面來做。這兩個已經(jīng)立項，第一個標準已經(jīng)正式啟動，開始進行做。第二個標準，可能規(guī)劃院那邊還沒顧得上，我想作為我們不是單項標準而是各個標準的一種綜合考慮，要提出一些規(guī)范性質(zhì)的建議。

微網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計導(dǎo)則大綱，微電網(wǎng)技術(shù)體系框架，大家可以參考一下，微網(wǎng)啟動很快，最后問題很多，我擔(dān)心是什么？我碰到一個朋友，他說新疆微網(wǎng)他參與的，但是不能運行，微網(wǎng)是很好的事情，也是符合能源發(fā)展戰(zhàn)略一件事情，給我們創(chuàng)造很多的機會，我是樂觀，但是我們不能輕視。創(chuàng)造了很多的新機會，這是很好，主要想解決國家經(jīng)濟和工業(yè)可持續(xù)發(fā)展，企業(yè)增強活力。

發(fā)電產(chǎn)能過剩、用電能效率低下，技術(shù)改造存在巨大空間，管理體制和機制必須適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展的要求。

1、能源發(fā)生和使用方面。

2、能源使用的協(xié)調(diào)。

3、新技術(shù)設(shè)備的綜合應(yīng)用。區(qū)域有很多新設(shè)備新技術(shù)，在新設(shè)備新技術(shù)應(yīng)用過程中用戶怎么參與經(jīng)濟運行。

4、建設(shè)過程中存在很多矛盾和爭議，咱們從示范做起一個主要目的，更多不要談?wù)l打倒誰，而要建設(shè)建設(shè)博弈、運行博弈、價格博弈。

電力系統(tǒng)和自動化技術(shù)還將長期持續(xù)發(fā)展。新技術(shù)設(shè)備將對電力系統(tǒng)運行、電力節(jié)能有重大影響。結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能源領(lǐng)域大有作為。

系統(tǒng)管理和控制方式改變必將影響對設(shè)備的功能、接口標準等，共同把我們這個事業(yè)建設(shè)好，謝謝。

（發(fā)言為現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)本人審核）

責(zé)任編輯：lixin

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