该解决方案由ABB微电网系统Microgrid,加快了国内
分类:电工电气

创新实践 构建智慧型能源综合利用局域网

北京,2014年10月22日——全球领先的电力和自动化技术集团ABB今天亮相第15届国际电力设备及技术展览会,全面展示了旗下涵盖发电、输电和配电不同领域的智能技术和全套电力整体解决方案,彰显出ABB在电力技术领域的领导地位。本届展会上,微电网解决方案成为ABB展示的业务亮点。该解决方案由ABB微电网系统Microgrid Plus和储能系统PowerStore组成,过去15年中已在全球范围内被广泛运用。微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,既可以孤立运行,也可以与外部电网并网运行,它已成为现代智能电网的重要发展方向。ABB展示的Microgrid Plus微电网系统可以充分利用光伏、风能和水电等清洁能源发电,有助于降低碳排放和环境保护;同时,根据用户端的用电量大小,该系统可以通过安装在发电侧的控制器来控制和自动调整发电源的功率,实现“基于负荷的发电”和发电量100%的利用率,有效避免发电量不足或发电过多而白白浪费的情况。该微电网系统已在全球多个项目中均有应用,例如近期在葡萄牙的亚述尔群岛,该系统帮助当地实现了风电接入和使用,相当于每年可以节省350万升燃料。可再生能源的间歇性和用户端负荷的急剧变化是对微电网的重要挑战。ABB的PowerStore储能系统通过飞轮和蓄电池将电能储存,并在需要时快速将储存的电能释放出来,有效保障微电网的稳定性和满足终端用电。该系统已在我国的张北风光储输项目中应用多年,近期还为金风科技的亦庄微网试点项目提供储能技术支持。目前,我国正在加大对分布式发电的支持,将大力推动光伏、天然气等新能源分布式电源并网。ABB所提供的微电网与储能系统为可再生能源并网提供了创新且行之有效的解决方案,可以提高电网可靠性和能源效率,最大程度利用可再生能源发电,并将化石燃料所带来的环境影响降到最低。ABB微电网技术可提高电力可靠性,满足中国市场分布式发电的需求。ABB中国电力系统业务部负责人张金泉说:“ABB致力于为中国市场提供可靠、智能和绿色的电力产品及解决方案。我们将一如既往地关注中国市场的需求,扩展产品线,为中国的电力建设贡献力量。”一年一度的国际电力设备及技术展览会是国内电力行业规模最大的电力展,备受国内外电力行业瞩目。第十五届国际电力设备及技术展览会汇聚了来自16个国家和地区的800多个主要供应商。本届展览会的主题是“智能、节能、新机遇”,这也是中国电力行业的关键词。ABB位居全球500强,是电力和自动化技术领域的领导企业。ABB致力于帮助电力、工业、交通和基础设施等领域客户提高业绩,同时降低对环境的影响。ABB集团业务遍布全球100多个国家,拥有14.5万名员工。ABB在中国拥有研发、制造、销售和工程服务等全方位的业务活动,员工1.9万名,拥有37家本地企业和遍布全国109个城市的销售与服务网络。

政策环境与发展趋势展望

在全球能源形势紧张、气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天,世界各地都在寻求新的能源替代战略,以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。伊顿始终立足于采用先进技术为客户的关键业务提供全面保障,持续加大在可再生能源领域的技术研发创新力度,打造高可靠、高可用的微电网能源系统完整解决方案,不断深耕这一具有无限发展前景的市场。

河南、江苏、湖南、甘肃等地陆续开展了百兆瓦级别的电网侧储能项目建设。2018年6月,总规模为101兆瓦/101兆瓦时的河南分布式电池储能示范工程首批示范工程投运,该示范工程采用“分布式布置、模块化设计、标准化接入、集中式调控”技术方案分布在9个地区的16座变电站;2018年7月,我国目前容量最大的电网侧储能项目——江苏镇江电网侧储能电站并网运行,该项目分等8个储能电站,采用“分散布置,统一调度”技术方案,总容量为101 兆瓦/202兆瓦时;2018年底,湖南省电网侧电池储能示范工程项目一期工程建设规模60兆瓦/120兆瓦时顺利并网,该项目总规模为120兆瓦/240 兆瓦时;2018年底,甘肃省首个国家网域大规模电池储能电站试验示范项目获批,一期建设规模180兆瓦/720兆瓦时,有望2019年投运。

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政策要义分析及发展趋势

新能源微电网迎来发展机遇期

2015年以来,国家陆续出台的《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》、《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》、《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》、《推进并网型微电网建设试行办法》、《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》、《分布式发电管理办法》等文件。为顺应电力新业态的发展,国家电网公司2017年进入综合能源服务领域,成立了26家省级综合能源服务公司,2019年初印发了《国家电网有限公司关于推进综合能源服务业务发展2019-2020年行动计划》;南方电网也于2019年初印发《关于明确公司综合能源服务发展有关事项的通知》。

伊顿公司深耕中国市场二十余年,自 1993 年进入中国市场,此后迅速发展在中国的业务。2004 年,公司亚太区总部从香港搬到上海。大中华区约有 1 万名员工,29 家生产制造基地和 6 家研发中心。如今,伊顿公司旗下所有产品都已在中国制造 ,我们节能高效的产品和解决方案可以帮助客户实现更安全、更有效、更可持续的业务运营。

这里主要指非抽蓄储电系统。早期的储能系统是微网和综合能源系统的组成部分。近年来,随着电化学储能技术的快速发展和成本的大幅下降,用户侧储能系统、电源侧储能系统,特别是电网侧储能系统快速发展,成为一种电力新业态。电网侧储能是指直接接入公用电网、接受电网调度的储能系统。

关于伊顿

多能互补综合能源系统:又称综合能源系统,既是微网的升级版,又是能源互联网(“互联网+”智慧能源系统)的重要单元。2016年7月,国家发展改革委国家能源局推出《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》,首次提出多能互补集成优化示范工程的两种模式,其中终端一体化集成供能系统也就是综合能源系统,其特点是面向终端用户电、热、冷、气等多种用能需求,互补利用传统能源和新能源,构建一体化集成供能基础设施,通过天然气热电冷三联供、分布式可再生能源和智能微网等方式,实现多能协同供应和能源综合梯级利用,是构建能源互联网的基础。

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电力新业态

作为全球动力管理公司,伊顿在分布式电源及微电网领域拥有丰富的实践,通过持续研发投入不断推动分布式电源及微电网在本地市场的技术发展和模式创新。伊顿微电网能源系统完整解决方案利用风、光等多种可再生能源,通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡,利用冷、热、电等多能融合,实现可再生能源的充分消纳,构建智慧型能源综合利用局域网,其控制系统还可以帮助运营方制定可优化互联系统的运营和管理策略,从而实现微电网效益最大化。目前,伊顿微电网解决方案已在电力、基础设施、医院、军事基地、商业建筑等多个行业取得成功案例。

微网:早期主要指微电网,电源以本地可再生能源发电为主,通过增加储能单元和控制单元,成为高渗透率风电、太阳能等分布式新能源应用的高级形式。微电网是由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统,主要特点是电压等级低,一般在 35 千伏及以下;系统规模小,系统容量原则上不大于 20 兆瓦。后来随着微网内电源的多样化,以及能源输出形式的多样化(由单一供电向供电、供热、供冷等多元供能),微电网发展成为微能源网。尽管微网早期以离网型为主,但从应用和发展趋势来看,并网型微网是主要应用形式,与电网双向互动,成为电力新业态。

相对微电网在全球的发展而言,国内微电网的发展虽尚处于起始阶段,却适应于我国电力发展的需求和方向,在“十三五”计划中,微电网市场增量约为 200-300 亿元,具有广阔的发展前景。从国家战略层面来看,能源产业相关支持政策频发,加快了国内微电网发展的进程。从产业发展来看,互联网巨头等用能大户正在扩大可再生能源的使用,新能源汽车的大力推广将带动充电桩产业的快速发展等,都是可再生能源成为发展趋势的显著迹象。从电价改革角度而言,新电改开放售电侧,鼓励分布式电源发电及微电网建设,随之而来的电价交易机制改革将加快能源结构转变和输配电市场化进程,使能源互联网供给端和用户端的构成更为灵活。与此同时,太阳能发电和储能等分布式能源领域已取得实质性进展,物联网环境也为微电网的发展创造了全新的协作和优化能力。

告别补贴思维,结合能源电力体制改革,通过构建有效竞争的市场结构和市场体系,促进新业态在市场中实现价值。从国家已出台的相关支持文件来看,都不再提专项财政补贴,主要鼓励结合能源电力体制机制改革,激发市场活力,鼓励新业态通过市场的方式实现盈利和良性发展。对于综合能源系统,鼓励组建综合能源服务公司从事市场化供能、售电等业务,积极推行合同能源管理、综合节能服务等市场化机制;对于储能,鼓励建立与电力市场化运营服务相配套的储能服务补偿机制;建立储能等灵活性资源市场化交易机制和价格形成机制,鼓励储能直接参与市场交易,通过市场机制实现盈利;对于分布式发电,鼓励开展分布式发电市场化交易试点,也是尝试推动由过去对风电、光伏发电的度电补贴向市场化交易转变。

近年来,微电网在能源转型中作用渐显。微电网是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,能够实现自我控制、保护和管理,既可以与外部电网并网运行,也可以独立运行。开发和扩展微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入,为负荷提供多种能源形式的高可靠供给。

截至2018年底,我国已投运的电化学储能的累计装机规模为101万千瓦,同比增长159%。从我国己投运的电化学储能项目的技术分布上看,主要以锂离子、铅蓄电池为主。其中锂离子电池累计装机68.7万千瓦,占68%;铅蓄电池位列第二,累计装机规模29.3万千瓦,占29%。2018年,电网侧储能成为中国储能市场最大的亮点,全年新投运电网侧储能规模20.68万千瓦,占全国新投运项目总规模的36%,首次超过用户侧,跃居第一位。

在上海合庆工业园区,有一座醒目的厂区,厂房屋顶安装着光伏发电系统,通过可再生能源为厂区提供无污染的能源供应,即使在极端环境下仍然能够持续处理电力供应中断的情况。规模性的光伏电池板有着隔热保温的作用,可以在夏季与冬季有效降低厂房内空调制冷及供暖所需能耗,还能延长彩钢瓦屋面使用年限。在实现节能减排的同时,促进了工厂绿色生产制造的发展,这就是伊顿/库柏合庆工厂微电网项目。

多能互补、综合能源系统示范项目:“十三五”以来,国家已批复 “互联网+”智慧能源等试点示范项目55个,其中城市能源互联网综合示范项目12个、园区能源互联网综合示范项目12个、其它及跨地区多能协同示范项目5个、基于电动汽车的能源互联网示范项目6个、基于灵活性资源的能源互联网示范项目2个、基于绿色能源灵活交易的能源互联网示范项目3个、基于行业融合的能源互联网示范项目4个、能源大数据与第三方服务示范项目8个、智能化能源基础设施示范项目3个。批复多能互补终端一体化集成供能系统17个;新能源微电网示范项目28个,这些示范项目成为各利益主体争相抢占的技术和市场领域。

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