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国网上海综合能源服务窦真兰:工业园区综合能源服务项目案例分享

北极星电力网新闻中心  来源:北极星电力网    2020/6/12 18:03:21  我要投稿  

北极星火力发电网讯:“国网上海综合能源公司有四大服务方向:第一个是综合能效服务,基于能源诊断、能耗咨询服务,借助能源互联网技术的应用,以智慧能源管理、节能改造优化、余热余压利用等手段,实现由单一设备级节能改造向系统级平台级综合能效提升方式转变,着力保障客户用能安全、提升用能效率、降低用能成本。第二个是供冷供热供电多能服务,通过开展传统能源与可再生能源、储能、能源梯次利用等多能互补和协同技术,确保冷、热、电等多种能源之间的高效转化利用,压降系统冗余,促使能源系统建设成本最优,从而为园区、社区和大型公共建筑等终端客户提供安全、经济的冷、热、电等能源产品供应服务。第三个是清洁能源服务,利用风能、太阳能、生物质能等清洁能源,对具备条件的客户因地制宜提供规划设计、投资建设、运营维护一体化能源解决方案。第四个是新兴用能服务,提供用户侧电动汽车充电服务解决方案,承建充电站或提供相关设备销售服务,通过不断优化公共充换电网络布局,推进充电设施互联互通,打造具有国网特色的充电服务生态网。国网上海综合能源服务有限公司跟随国家电网建设“世界一流能源互联网企业”新时代战略目标指引,服务上海建设“卓越全球城市”为目标,为用户提供以电为核心、从能源生产到能源终端消费力链的多样化综合能源服务,致力在未来构建清洁、低碳、安全、高效的城市智慧能源生态圈。”国网上海综合能源服务有限公司窦真兰博士在北极星电力网主办的“第二届综合能源服务产业创新与电力物联网建设发展大会”上发言说道。

专题直播:第二届综合能源服务产业创新与电力物联网建设发展大会

窦真兰.jpg

以下为发言实录:

窦真兰:大家好,我来自于国网上海综合能源公司,今天很荣幸与大家一起交流学习工业园区综合能源服务项目的案例分享。国网上海综合能源公司是隶属于国网上海电力公司,是在国网上海电力公司的建设指导下,以以“1+N”能源管家服务为特色亮点,致力于在提供客户“1”个安全经济供电方案的同时,按需额外提供“N”个能源增值服务。

国网上海综合能源公司依托国家电网品牌形象,在聚合强大丰富资源的基础上,以雄厚的资金背景、多元化技术集成能力、多业态用户特性认知以及完备的专业技术人才队伍,为客户提供长效优质服务,努力成为国内外综合能源服务行业发展的引领者、产业联盟领导者、平台生态赋能者、技术标准主导者、整体解决方案设计者、高端核心装备系统集成者、重大项目投资建设运营者。

国网上海综合能源公司有四大服务方向:第一个是综合能效服务,基于能源诊断、能耗咨询服务,借助能源互联网技术的应用,以智慧能源管理、节能改造优化、余热余压利用等手段,实现由单一设备级节能改造向系统级平台级综合能效提升方式转变,着力保障客户用能安全、提升用能效率、降低用能成本。第二个是供冷供热供电多能服务,通过开展传统能源与可再生能源、储能、能源梯次利用等多能互补和协同技术,确保冷、热、电等多种能源之间的高效转化利用,压降系统冗余,促使能源系统建设成本最优,从而为园区、社区和大型公共建筑等终端客户提供安全、经济的冷、热、电等能源产品供应服务。第三个是清洁能源服务,利用风能、太阳能、生物质能等清洁能源,对具备条件的客户因地制宜提供规划设计、投资建设、运营维护一体化能源解决方案。第四个是新兴用能服务,提供用户侧电动汽车充电服务解决方案,承建充电站或提供相关设备销售服务,通过不断优化公共充换电网络布局,推进充电设施互联互通,打造具有国网特色的充电服务生态网。

综合能源服务实践案例:工业区智慧能源系统项目

某工业园区现有的供电方式为市政供电,通过3回独立的35kV供电回路供电,采用35kV高压计量方式,线变组接线,通过2台额定容量为20000kVA、变比为35/6kV的降压变压器,为厂区生产和办公供电,供电系统稳定、可靠,双电源供电,互为备用。通过1台额定容量为31500kVA、变比为35/10kV的降压变压器,为试验设备供电。低压侧6kV采用单母线分段接线。2台20000kVA主变主要为厂区日常生活生产供电,负荷较高。而另一台31500kVA主变为试验用,平日负荷较低,且由于试验设备启动会导致电能质量不稳定,用电量波动较大,冲击性负荷较多。同时,厂区用电负荷较大,而屋顶面积较多,所发光伏发电能够全部消纳,因此可以在适合光伏发电系统布置的区域,尽量进行布置。因此,我们对工业园区进行量身打造,建立智慧能源系统。整个智慧系统由6个子单位工程组成,各子单位工程独立运行,并将运行数据统一汇总至综合能源管理平台,子单位工程包括:35kV站储能系统;#2停车场“风光储充”系统;#3停车场“光充”系统;GVPI车间屋顶光伏发电系统;线圈车间屋顶光伏发电系统;福伊特屋顶光伏发电系统。

1.智慧工程,量身打造

基于六大设计理念:1)提高可再生能源使用率,优化工业园区能源结构;2)与工业园区高度融合,和谐发展,量身定制解决方案;3)构建停车棚光储充系统,解决员工“绿色”出行难点;4)采用智慧能源技术降低企业能耗和成本,实现园区企业共赢;5)削峰填谷、需量控制,降低用电成本,探索用户侧储能参与参与需求侧管理;6)园区智慧能源的商业模式示范,实现以可再生能源、储能为代表的清洁、智慧能源全面应用,在工业园区构建风光储充相结合的智能微网。

•项目启动时间:2019年10月 ;

•项目地点:工业园区内

•并网方式:自发自用,余电上网

•并网时间:2020年6月

2、先进储能电池,削峰填谷、需量控制

储能系统是一个集成电池、BMS、PCS 变流器、直流汇流柜、交流柜、消防、动环系统等核心部件为一体。主要的电池构成电能部分,PCS 为储能变流器和电网侧进行电能的互通,由BMS 为电池的保护设备,并作为主通讯对电网和储能系统内电能互通的一个控制点,以保证电网侧和储能系统侧都得以稳定运行。

为了得到经济性最优的储能容量配置,本此研究采用仿真软件对储能容量进行配置。采用Homer Pro微电网仿真软件建立微电网仿真模型进行分析。根据仿真结果,由于上海电机厂负荷高峰与峰时电价并不完全吻合,下午时段上海电机厂负荷高峰时为平时电价,储能系统需要充电满足晚上峰时电价时段放电需求。因此储能系统会造成下午峰值负荷的进一步升高,需要在运行中注意避开负荷高峰期充电,建议下午在11-13点充电,限制最高负荷以确保最大需量不会过高导致基础电价升高。

磷酸铁锂电池,安全性高、能量密度高、充放电倍率高、使用寿命长等特点,是未来最具有市场前景的储能电池体系。本项目中储能系统规模为4.03MW/12.6MWh。

3、“风光储充” 微网系统

本工程拟在二号停车场新建包含“光伏+储能+充电装”的综合能源示范工程,用于消纳多余的光伏发电量,另一方面通过充电站的建设,可以增大企业内用电效率,减少用电成本。本项目在2#停车场新建一个“光伏+储能+充电桩+风机”的一体化工程。其中,2#停车场车棚新建光伏发电系统,安装容量为361.9kW,安装1套退役的磷酸铁锂电池,电池容量70kW/307.2kWh,6台功率为7kW的交流充电桩,1台60kW直流充电桩,交流、直流充电桩分别分两路电源,电源引至就近的配电房低压配电柜,引至就地后通过两台动力配电箱分接至各台充电桩。

系统集成就地能源管控系统,对微网系统进行统一管控。

充电桩负荷是上午7:30至下午17:30的充电负荷,档案馆负荷需要满足24小时恒温恒湿的要求,根据负荷用电需求,得到典型日负荷曲线根据年光伏出力特性曲线,可以得到光伏典型日出力曲线。根据典型日光伏出力曲线和负荷曲线,配置70kw储能功率,以满足光伏出力大时剩余电力可由储能电池消纳。

本工程建设的供电系统运行中调度优先级如下:

1) 优先使用光伏发电。

2) 储能系统中储存的电量。

3) 在光伏出力不足、储能电量较低的情况下通过电网供电。

该供电系统具体有下面几种主要运行方式:

场景1:光伏出力大于用电负荷,且储能未充满。此时负荷完全由光伏来供给,同时在储能系统未充满的情况下,多余的光伏出力给储能系统充电。电网不供电,系统稳定性由光伏和储能来保持。

场景3:光伏出力小于用电负荷,且储能电量满足负荷用电需求;此时负荷由光伏和储能来供给。电网不供电,系统稳定性由光伏和储能来保持。

场景4:光伏出力小于用电负荷,且储能电量不满足供电需求;此时负荷由光伏和电网来供给,储能不供电,系统稳定性由光伏和电网来保持。

4、动力电池梯次利用,提升能源利用效率

动力电池平均使用年限为5-8年,其容量随着充电次数的增加而衰减,当电池容量衰减到额定容量的80%以下,动力电池不再适用于电动汽车。但退役的电池经过检测、维护、重组等环节,仍可进一步在储能领域进行梯次利用。

5、薄膜光伏,光伏发电新趋势

薄膜光伏是一种不同于传统晶硅材料的光伏组件,可将太阳能充分转化为电能,因其衰减率低、弱光性能好、外表美观等优点,特别适用于建筑幕墙、汽车顶棚等对外观要求较高的应用场景。

6、屋面光伏,提升综合能源利用效率

本项目位于上海市闵行区上海电机厂有限公司内。由于厂区用电负荷较大,而屋顶可利用面积有限,光伏系统发电能够全部消纳,因此在适合光伏发电系统布置的区域,尽量进行布置,因此本项目拟在GVPI、线圈厂、福伊特安装屋顶光伏、三号停车场车棚棚顶建设光伏发电系统。光伏总装机容量为2219.54kWp。

本工程选择屋顶、车棚建设光伏项目的原则:1)屋顶上障碍物较少;2)东西向坡屋面不可用;3)屋顶可使用面积较大;4)周边无高大建筑物遮挡;5)距离接入点较近。根据上述原则确定本工程可使用屋顶及车棚,进行光伏系统布置。

7、综合能源智慧管理:远程/移动监管

•综合能源智慧管理系统融合了系统规划设计、风险分析预判、能量管理、运营管理、资产管理、预测性维护、节能决策等一整套功能。致力于为用户提供高效、清洁、低成本、全方位的综合智慧能源解决方案。

•综合能源智慧管理系统针对微电网的监控管理平台,具有实时监控系统的运行状态、设备故障报警、电量功率统计等功能,方便用户通过网页端或者移动端及时了解系统的运维状况,为系统的安全稳定可靠运行提供有力的保障。

目前整个智慧能源系统已投入使用,正常运行15日,效果与预期相符合。

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