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能效管理

20度背后——西門子攜手華電電科院:化合為分的智慧

  2018年11月29日  

  每年的11月15日,都是北方人的一個大日子。因為從那一天起,滾滾熱流就通過暖氣管道送入千家萬戶,任由外面大雪紛飛,屋內也能穿著單衣,吃冰激凌啦。而相比之下,南方小伙伴的取暖方式則更為硬核——全憑一身正氣。

  那么問題來了,同樣是冷,為什么南方不實行集中供暖?

  供暖基礎設施建設欠缺,建筑結構保暖性差,能源消耗,環境污染等都是重要原因,這也表明北方集中供暖的模式并不適合南方。

  當然,瑟瑟發抖的南方小伙伴不會一直承受寒冷的物理攻擊。隨著技術進步和新型供暖方式的引入,過一個溫暖舒適的冬天,將不是難題。不過也不用等到將來,分布式能源系統的發展,為解決供電和供暖等這類問題提供了理想的途徑。

  那么,什么是分布式能源系統?

  簡單來說,就是“在哪兒用能,就在哪兒產能”。

  與集中式供電不同,分布式能源系統位于用電端周邊,可以自發自用,如果有余電還可以饋還給主電網,獲得經濟收益。同時,由于系統在產能時多使用風能、太陽能和天然氣等可再生能源或清潔能源,它還具有清潔、高效等特點。

  在分布式能源領域,西門子有著先進的技術與豐富的經驗,通過與合作伙伴攜手,不斷推進分布式能源系統的研究和實踐。

  最復雜的微網實驗室工程

  華電電力科學研究院有限公司搭建的國家能源分布式能源技術研發(實驗)中心,坐落于杭州一個2.6萬平方米的園區,并以園區為研究和實驗對象,開展分布式能源系統的可行性與經濟性等方面的研究。

  園區使用的能源大部分來自分布式能源系統。由于系統整合了光伏發電與燃氣發電,需要同時管理電、熱和冷等多種能源,它也是目前國內分布式能源種類最多且最復雜的微網實驗室工程之一。在安裝上,它設備種類較多,接口不一,不易統一接入微電網管理系統。在電網運行上,它不僅技術標準復雜,運行控制難度也很大。

  基于種種考慮,研發中心選擇了西門子SICAM AK1703微網控制器和包括MGMS微網管理高級應用在內的Spectrum Power能源監控管理平臺,來管理園區內的多種能源。

  為了將設備連接到Spectrum Power平臺,西門子對園區內的微燃機、內燃機和換熱器等相關設備做了細致的考察,根據實際情況更新或重繪了設備圖紙,并以此為依據對系統做了本地化匹配,最終順利將設備全部接入平臺。

  而在電網運行上,Spectrum Power平臺則憑借其強大的功能,保證了微電網高效、節能、靈活和穩定的運行。

  “一石三鳥”,高效產能

  占地廣闊的園區在運轉時需要大量電力與熱能的支持。一般來說,建筑物需要從電網獲取電力,而通過燃煤得到熱能。但是,在使用分布式能源系統后,園區內的燃氣內燃機和微燃機在燃燒天然氣發電時能將產生的熱能也收集起來,并通過一系列裝置將它們轉化為人們工作、生活時需要的熱能和冷,實現了冷熱電三聯供。這種“一石三鳥”的產能方式大大提高了能源利用率。

  西門子的Spectrum Power平臺則可以根據園區的實際用能需要,調整冷、熱和電三種能源的產量,讓能源“物盡其用”。

  精打細算,智慧“持家”

  研發中心使用的一次能源包括天然氣與太陽能。西門子Spectrum Power平臺搭載的MGMS微網管理系統可以利用先進的優化算法,根據用戶側用電量和能源價格的波動,制定經濟性最高的微電網運行計劃。

  舉例來說,當公共電網電價較低時,系統會增加從公共電網購買的電量,停止微電網內燃氣發電,并利用光伏發電為儲能系統蓄滿電力。而當公共電網電價較高時,系統則會減少從公共電網購買的電量,轉而使用儲能系統中的電力,或主要使用燃氣發電和光伏發電。

  此外,MGMS微網管理系統的預測算法還可以根據天氣情況和歷史數據對發電及儲能情況進行預測性計算,制定未來發電計劃。

  穩如泰山,不懼停電

  作為園區運營者,最操心的恐怕就是電網的穩定了。由于太陽能受天氣影響較大,為保證微電網不會在光伏發電量波動時受到沖擊,MGMS微網管理系統可以利用平滑濾波功能,通過靈活調度儲能系統與燃氣發電設備,對光伏發電進行平衡和補充,保證了供電穩定。

  而當公共電網出現故障,微電網也面臨停電風險時,MGMS微網管理系統可以自動切換到離網狀態,并利用自己的發電與儲能系統維持微電網正常運行,等需要時再自動并回公共電網。它還可以利用儲能系統進行黑啟動,實現完全停電狀態下的重啟,研發中心再也不用擔心停電。

  邁向可持續的未來

  截至2018年7月,研發中心實驗平臺內所有西門子相關系統與設備都已投運。在未來,研發中心的研究成果將被應用到其它分布式能源項目中。

  除實驗室項目外,西門子也已積極參與到微電網相關的商用項目中,其中就包括由陽光電源股份有限公司承建的合肥市高新區微電網示范項目,西門子將為陽光電源提供基于新能源發電、儲能和產業園區負荷的能源微網管理系統。該項目是國家發改委與國家能源局于2017年公布的28個新能源微電網示范項目之一。

  通過‘舍遠求近’、‘化合為分’,我們與西門子攜手,做到了智慧的能源生產、使用和管理。研發中心的研究成果將對我們未來在分布式能源領域的探索起到指導性的作用。我們相信,與西門子的攜手合作將幫助我們邁向一個更加可持續的未來。

  華電電科院研發中心項目對西門子來說具有開創性的意義,它的MGMS微網管理系統是西門子在中國成功落地的第一個微網管理系統。以此為起點和標桿,我們正在持續深耕分布式能源領域。

標簽:西門子 Spectrum Power平臺我要反饋
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