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编制过程中,国家电投创新部、发展部从用户侧产业创新发展出发,针对团体标准中的构建术语、评价指标、核心价值等内容进行了全面审查并给予指导意见。评审过程中,该标准得到了参会各方的一致认可,参会企业与行业专家认为该标准以综合性、系统性为原则,建立了综合智慧零碳电厂技术方案架构,达到国内先进水平。
作为综合智慧零碳电厂技术总成单位,山东总公司(山东院)在此次团体标准发布基础上,积极策划开展综合智慧零碳电厂企标、国行标发布工作,为国家电投综合智慧零碳电厂相关业务高质量、规模化落地见效持续贡献力量。
《综合智慧零碳电厂通则》摘要
01 范围
本文件规定了综合智慧零碳电厂(以下简称“零碳电厂”)构建的术语和定义、总则、技术方案架构、主要干系方、评价指标、核心价值和效用评价等内容。本文件适用于零碳电厂的开发、设计、建设。
02 术语和定义
零碳电厂:利用电力网连接,通过智慧系统聚合分布式光伏、分散式风电、生物质发电、用户侧储能、可调节负荷等,在能源物联网总框架下,构建的对内协调平衡、对外与电网友好互助的新型能源生产与消费聚合体。智慧系统:零碳电厂的调度控制与管理系统,通过云计算、物联网、大数据和人工智能等先进技术,对内部聚合资源进行统一的管理和调度,与接口的外部管理与控制平台配合进行协同控制和优化,实现零碳电厂智能运维、能效管理、智能调度、能源交易与决策、碳资产管理等功能。分布式光伏:在用户场地附近建设,运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网,接入零碳电厂智慧系统,所发电力主要在并网点配电区消纳,以在配电系统侧实现平衡调节为特征的光伏发电设施。分散式风电:在用户场地附近建设,运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网,接入零碳电厂智慧系统,所发电力主要在并网点配电区消纳,以在配电系统侧实现平衡调节为特征的风力发电设施。生物质发电:利用生物质所具有的生物质能进行发电,是可再生能源发电的一种,包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电等。用户侧储能:在用户所在场地或附近建设运行,通过存储介质进行可循环电能存储、转换及释放的设备。包含社区储能、台区储能等用于平衡低压负荷、电源波动,在社区、村庄、台区范围内共享,以低压接入为主要特征的储能设施。可调节负荷:是指针对某一具体对象的生产、生活等特点,可灵活调整用能时间或用能大小的需求侧负荷。
03 总则
零碳电厂应具备如下特质:“综合”是基座,零碳电厂集“源网荷储”在内的多重元素于一身,是聚合大量分布式光伏、分散式风电、用户侧储能及可调节负荷等的综合能源体;“智慧”是灵魂,零碳电厂通过智慧系统多维寻优、动态匹配,实现海量分散资源协调控制、互通互济、灵活调度;“零碳”是价值,零碳电厂的聚合资源为清洁能源,其生产过程中绿色低碳,推动可持续发展;“电厂”是本色,零碳电厂聚焦用户侧,促进终端用户就近、就地消纳绿色电力,聚合可控资源池为地方电网提供精细化辅助调节服务。零碳电厂所聚合的多类资源、多种元素,均应遵循各要素相应的标准规范。零碳电厂所包含的多种资源场景,均需满足未纳入电网公司直接调度。零碳电厂需达到相关指标要求。零碳电厂需满足各干系方诉求。零碳电厂在电网尖峰负荷情况下,以提供顶峰能力、助力能源保供为目标;以促进绿色低碳发展、加速乡村振兴和共同富裕、实现多方共赢为价值导向,打造集“源网荷储”于一身的绿色低碳清洁能源供给消纳体系。
04 技术方案架构
零碳电厂技术方案架构包含“源”“网”“荷”“储”四大部分,每一部分均包含多种能源元素。源侧主要有分布式光伏、分散式风电、生物质综合利用(含生物质发电)及热泵清洁供冷暖等。网侧主要有控制网(含智慧系统)、供电网、冷热管网、气网等。荷侧主要有大工业用户、商业楼宇、公共建筑、居民用户、绿电制氢、充电桩/换电站等负荷(含有助提升顶峰能力的可调节负荷)。工业负荷的可调节潜力,主要来源于非生产性负荷和辅助生产负荷。商业和公共建筑负荷中,可调节负荷主要是楼宇的空调、照明、动力负荷。居民负荷的可调节负荷,主要包括分散式空调、电热水器、电冰箱、充电桩等,具有布局分散、单点容量小的特点。可调节负荷主要分为可塑负荷、可削负荷、弹性负荷、快速负荷等。可塑负荷,指受到价格激励后用户用能行为可发生长期改变的负荷,可通过调整生产运行时间进行错峰生产的用电负荷。可削负荷,指可偶尔接受指令进行持续性削峰的负荷,包括工业用户可调的主要生产负荷如电炉,辅助性生产负荷以及非生产负荷如非工业空调等。弹性负荷,指可频繁接受指令进行短期削峰或填谷响应的负荷,包括预加热、预制冷设备等,以及工业用户可调主要生产负荷如水泥磨等。快速负荷,指可快速响应(秒级-分钟级)指令进行二次调频等辅助服务的负荷,电解铝负荷、自备发电设备及余热余压发电设施等。储侧按照应用场景主要包括各类用户侧储能。按照技术类别主要包括电化学储能、热储能、机械储能等新型储能;按照布置型式主要包括户用储能、社区储能、台区储能等型式。
05 主要干系方
干系方构成:零碳电厂的产业链结构中,主要干系方包含上游基础资源方和下游需求方。上游基础资源方包括工业、商业及居民用户、项目建设方及产品制造商等。下游需求方包括政府、电网公司、电力市场交易平台、具有碳业务需求的大用户等。干系方间关系:零碳电厂对上游基础资源方的源、荷、储等资源进行聚合和调控,响应下游需求方的调度和邀约,实现能碳管控目标。
06 技术指标
零碳电厂技术指标对有效评价零碳电厂设计、开发成效和发展程度非常重要,既要满足新型电力系统建设要求,也要兼顾投资方对零碳电厂项目投资开发的统计和评估需要,分为规模指标、综合能力指标、并网指标三类。规模指标:体现装机容量。包含电源装机容量、储能安装容量/能量、聚合可调节负荷容量等。综合能力指标:体现电力系统及负荷特性。包含顶峰能力、调峰能力、调频可调度容量等。并网指标:体现涉网性能,包含电网可调度容量、响应时长、响应时间、调节速率、调节精度等,需根据零碳电厂的具体场景、智慧系统的控制策略、配置及不同区域电网的具体要求等予以确定和量化。
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来源:《中国电力》2025年第1期引文:鲁玲,苑涛,杨波,等.计及?效率和多重不确定性的区域综合能源系统双层优化[J].中国电力,2025,58(1):128-140.编者按为了推动可再生能源持续发展,助力建设新型能源体系,如期实现“双碳”目标任务,须加快构建完善综合能源系统(integratedenergysystem,IES)。多能
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