江苏省电力设计院钱康：综合能源示范小镇规划设计总体思路

综合能源系统是基于终端需求和节能减排目标的各种形式能源系统的集成和整合，综合能源系统建设的思路是从能源供给侧向能源需求侧转变。江苏省电力设计院综合能源公司总工程师钱康结合综合能源示范小镇的规划建设，总结出一条思路：基于交直流混合配电网的综合能源示范小镇建设是势在必行的。

7月14日，国网电商科技有限公司联合北极星电力网在苏州举办“零碳赋能—工业园区综合能源服务专题研讨会”。通过园区政府、用能企业和综合能源服务商的生态对接，打造一个工业园区能源链，打通多方综合能源服务通道，为综合能源服务产业发展赋能。

会上，江苏省电力设计院综合能源公司总工程师钱康分享主题报告《综合能源示范小镇整体解决方案和案例分享》。

以下为发言实录：

各位嘉宾，各位专家，非常荣幸跟大家一起讨论低碳新能源小镇的心得体会，我会把我们做新能源小镇的整体思路和心得体会跟大家分享。

为什么要建新能源小镇？怎么建？我们理解现在双碳目标必然带来的是产业结构调整，包括能源结构，尤其是能源结构对于新能源小镇的发展尤其重要。电力占能源比较核心的地位，我们理解基于交直流混合配电网的综合能源示范小镇建设是势在必行的。江苏省在四月份发布了《关于推进碳达峰目标下绿色城乡建设的指导意见》，要推动全省城乡建设向绿色、低碳方向转型。

关于交直流混合配电网综合能源示范小镇，在做整体方案之前，我们要对交直流混合配电网有一个初步的了解。我们理解在现有交流配电网基础上加入换流器、直流变换器等手段，使直流配电网和交流配电网之间相互交换能量。交直流混合配电网建设的好处是可以使输送容量提高，而且相比原先交流配电网比较灵活可控，此外可以满足分布式能源和多样性的灵活接入。

今天有很多专家分享了光伏及其它能源，我们理解这里有很多能源都可以直流接入。

再跟大家分享一下综合能源，前面有很多专家提到。综合能源系统是基于终端需求和节能减排目标的各种形式能源系统的集成和整合。综合能源系统建设的思路从能源供给侧向能源需求侧转变，重点关注建筑、交通、工业三大类的城市能源消费领域，能源形式包括电力、燃气、燃煤、热水/蒸汽（供热）、冷水（供冷）、燃油、氢能等，考虑不同种类能源的相互替代和阶梯利用，可改善园区能源结构、提高能源利用效率、降低能源消耗量、降低碳排放量等。

而现在况是各个能源之间，原先都是比较独立的，比如电、气、热，各个系统都是独立的，也相对比较成熟。我们现在要把这些分支融合起来，这怎么办？现在就面临很大的困境，我们要从原先的能源供给侧思路向能源需求侧转变。另外将能源系统耦合之后要考虑电气热不同耦合，还要考虑当中的梯级利用，可以通过综合能源系统改善园区的能源结构，而且可以降低能耗，提高能效，这才是我们实现减少碳排放的手段。

基于前面讲的交直流混合配电网和综合能源系统，我们在布局综合能源示范小镇的时候，目前江苏院做了30多个前期项目，各个政府、开发区都很重视。在原先的电力规划之外单独加了综合能源规划，在规划过程中我们总结了一条思路——五步走。

首先，要了解国家政策和地方政策，各个地方政策都不一样，所以做之前要了解各地政策有什么利好。在这个基础上针对片区新能源小镇要因地制宜的分析能源，尤其是光、风等等，因为各地资源不一样。其次，我们要做资源分析，根据资源不同分析技术经济性。因为有很多技术很新，但经济性不是太好，我们在做整套综合能源解决方案之前，第二步要考虑技术经济性。

在这个基础上对应用场景进行分析，分析各个地块的负荷，当中有些设计单位不一定能拿到现状或者以后的负荷曲线，但我们可以结合产业布局和以前的气象条件模拟出相关曲线。在这之后就是能源方案设计，把整个综合能源系统做到效益最大化，达到最好的效果，这是关键一步。这一步做好可以从能量层、信息层把综合能源系统构建完成。这两个做完之后才有第五步——价值提升创造。这个也是各方比较关心的，因为目前储能效益不是太好，但我们要把不是太好的效益通过其它手段放大化，所以我们要在这里提出把综合能源向整个产业链上下游拓展，这一步实际上是政府最愿意看到的。从目前几个正在做的案例，政府都非常看重这个事情，基于项目可以把其它的上下游产业链和招商引资打通，这个实际才是关键。我们分析整体效益的时候，要把综合的价值体现出来。

刚才汇报的新能源小镇规划总体思路，下面汇报整体解决方案的核心，要做到“横向多能互补、纵向源网荷储协调”。目前国家在推的源网荷储一体化，实际上就是基于整个综合能源一体化思路。我们理解整个一套系统还是以电为中心，以电网为平台的综合能源系统。旁边图中这个中间最粗的那根线是电网平台，上面的绿色部分是交直流混合配电网，基于交直流混合配电网综合能源系统构建，对于整个新能源小镇是至关重要的。

这里要做好几个事情，首先利用交直流混合配电网新兴技术，把整个分布式电源消纳，包括多样性负荷，把它接到直流配电网中，在交直流混合配电网中我们也做到了接口即插即用。其次在整个系统构建过程中物理耦合和信息耦合，基于耦合才能促进多能互补和协调互济，实现综合能源的能源耦合。第三个是在物理和信息基础上把价值通过分布式微网发展，包括市场交易手段，把它加入后减少中间传输环节，可以实现整个新能源就地消纳。第四个是提高系统效率和效益，做到源网荷储控制系统，把多种能源最优配置做好，使得整个源网荷储友好互动，这样才把整个能源系统实现梯级利用和互补。

这是江苏院新的核心技术体系，实际上从综合能源组建或者国家提出综合能源思路以来，我们一直在创新，一直在实践。我们总结了一套从规划设计、能源输配网络，包括存储、消费利用、信息支撑等，在整个分公司已经全部打通。我们一个分公司就可以给各位（综合能源业务）做好服务，从前期规划到后期落地验收。在这里综合能源和储能，江苏院目前是全国被评比优秀设计单位的唯一一家设计院，这两项都做到最好。

在刚才汇报基于交直流混合配电网综合能源整体解决方案，这只是整个规划顶层设计的其中一项关键技术。基于这个技术我们还有一些体会，目前正在开发的，基于综合能源规划技术和仿真平台，这个里面因为涉及到的能源种类比较多，首先我们要进行系统拓扑结构分析，再把模型库建立起来，基于模型库提出优化算法。因为这个当中涉及到的元素太多，当中包括经济性、环保性，我们对不同的目标有不同的优化算法，基于不同算法把整个综合能源系统环境搭建起来，再基于运行平台可以把不同种类之间的运行控制策略做出来，这样才是整个综合能源最核心的能源设计部分。我们的规划设计如何做得好，实际上就是最大节约。如果规划做的不好，那最后项目会浪费很多。我们在基于平台之后可以把各个子项效益在平台中实现，这样业主如果提出要经济性最优，那就可以给出经济性最优的方案。如果提出碳减排最优的方案，那就是另外一套方案。

这个关键技术是能源网格化规划技术，为什么要做这个事情？实际上最早的配网网格化也是在苏州实现之后推向全国。配网网格化做到成熟之后，以新能源为主体的新型电力系统怎么构建？这是比较难的课题，而且在配网网格化基础上要把电气热能源耦合。我们在做规划的过程中，现在正在研究把几平方公里划成网格，每个网格能源站如何布局、综合能源站怎么互相调剂，这是非常关键的一部分，新能源小镇要做好这一步。首先是综合能源系统的规划深度要求，我们现在也正在编制规划导则。基于这些我们要把规划要素、基础要求和当地实际条件相结合，把确定整个网格定义（分单元、分网格），基于网格和规模提出网格的关键要素分析和网格划分方法确定整个网格全体划分几个单元。在这个基础上根据网格分析要素结果提出综合能源站的主要技术路线，也就是整个综合能源站选址方法。第四个是满足综合能源系统商业模式。

下面给大家汇报一下案例，在同里综合能源服务中心之前，我们做了同里新能源小镇规划，大概有三平方公里，这个主要是基于源网荷储一体化思路，这个在两年前就做好了。源是把光伏、风、压缩空气储能等等，网是基于交直流混合配电网的构建，当中的关键是微网路由器，这是国家重大项目取得突破的。在同里新能源小镇规划没有实现，后来到同里综合能源服务中心建了两套微网路由器。第三个是负荷，为什么提出负荷？既要从需求侧把建筑建成被动房或者零碳建筑等等，把负荷需求降到最低，然后才有源减少供应。基于源网荷储，我们把它的系统构建起来，这个很关键，包括源网荷储供应系统、采集系统、服务系统、展示系统，这实际上是一个整体构建的。那整个项目就实现了清洁、低碳、安全、高效。清洁是提高整个清洁能源占比，低碳是降低总能耗和减少碳减排，安全是把基于交直流混合配电网，它的负荷可靠性可以达到六个九，而且可以满足N-1-1的校核，高效是提高供给侧和消费侧的能效。整个项目实施之后碳减排可以减少95%，而且新能源占比可以达到100%。

小镇规划因为一些原因没有实施，后来把小镇规划转移到同里综合能源服务中心，这53亩地2018年已经投用。做了十几项的创新项目，像双套的微网路由器，基于交直流混合配电网的综合能源系统等。我们也获得了一些奖项。同里综合能源服务中心做完之后政府希望基于这个项目让上下产业链拓展，推展新的业态，这个项目做完之后可靠性可以达到六个九，能效达到70%以上。

盐城园区也是要打造电力替代、高效冷热利用、绿色交通体系、园区智慧办公、综合能源服务等等，这些系统都是要把它做成基于面向未来的多能互补时代。

南京农高区规划项目，我们大概做了20多个新建规划小区，这些小区做起来是让5-10平方公里之间实现基于交直流混合配电网的综合能源示范比较合适。我们规划的目标是实现低碳科创园，高效能产业融合区，通过两个目标和具体规划路径实现，这是安全高效供能，包括绿色交通、生产生活低碳用能、智慧能源管控。

总之，基于交直流混合配电网的综合能源示范小镇，我们理解在整个小镇规划过程中，顶层方案规划设计非常重要，要实现经济效益最大化，首先要把前期做好。也希望跟在座各位领导专家有进一步合作的机会，谢谢大家。