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2018国家能源互联网大会系列报告之主题报告2|白建华:国家试点示范项目规划设计的工程实践

    2018116日,由清华大学、国家能源互联网产业及技术创新联盟主办的2018国家能源互联网大会在北京西郊宾馆成功举办。会上,北京智中能源互联网研究院副院长白建华作了题为《国家试点示范项目规划设计的工程实践》的主题报告。以下为会议报告内容。


白建华:各位领导、各位专家:下午好。

    非常荣幸在大会上作一个主题报告,题目是“国家试点示范项目规划设计的工程实践”,有三方面的内容。


大家知道大量开采和使用化石能源带来三大问题,一个是能源安全,一个是生态环境,再一个是气候变化。

大家感受非常深,如果我们继续延续大量使用化学能源的格局,我们的经济社会将会难以承受。20146月份习总书记提出了四个革命,包括必须推动能源消费革命、供给革命、技术革命和体制革命。



2014年开始在能源革命的大背景下,国家推出了四类425项相关的试点示范项目。应该说这些试点示范项目,如果把这些文件都把它消化、分析,它有很多共同的特点,咱们可以看一下。

    这些试点示范项目分析完之后有共同的特点,咱们可以归纳一下,大的来讲都可归结为能源互联网项目。它的非常多的特点可以从这个能源互联网的情况,左边圆型图案的特点能看出来。这些项目里面众多的分布式能源作为新的发展形式,打破原来依赖大电网、大气网,市政供热的格局,就近供能、就近消纳,新的业态在近几年蓬勃发展。

应该说,我们能源互联网要把几类能源,主要是冷热电怎么作为一个系统从规划运行的角度统一考虑,也正因为冷热电的深度融合,也给我们市场带来非常多的机会,非常多的创新机会,使我们能源电力,大家原来觉得是夕阳产业,现在重新变成一种朝阳产业,里面众多的效益会创造出来,众多的玩法、模式会创造出来。



    在这个大背景下,北京智中能源互联网创新研究院,近几年在能源互联网领域也积累了相对丰富的经验。有几个方面给大家介绍一下。在国家公布的55个试点示范项目中,智中能源互联网创新研究院完成编制的8项,近几年我们智中也在有关的软硬件方面,包括专有的软件工具,包括能源互联网的云平台,这里面涉及到规划设计,高级量侧及能源物联网应用,大数据、价值评估、仿真等方面做了探讨,还研发了能源路由器、分布式储能云平台、多能流混合仿真等能源互联网技术和装备。近几年也做了大量的能源互联网和要素工程的有关规划和咨询,可行性研究,工程设计,新能源工程,科研和软件开发等。

    今天我们给大家报告两个项目,非常典型。



第一个项目,有关大同市科创园能源互联网项目。大家知道大同是传统的煤都,在新的形势下,必须要能源转型。大家可能在座的很多人都听说了,大同现在能源革命搞的是如火如荼。





有这几方面,也是我们规划能源互联网的一些目标。第一个是打造能源革命的样板。大同市在积极落实总书记视察山西时的重要指示精神:不当煤老大,争当能源革命的排头兵。第二个是打造全球化、国际化一流的园区,和国际对标,百分之百的零碳,不排放二氧化碳。百分之百的智慧园区,整个用能的智慧程度非常高,实现能源互联网相关的技术装备的引领和应用等等,这些是目标,这也是我们规划设计的一些主要目标。还有把山西从煤都打造成清洁能源、氢能之都,这都是山西大同这次能源革命提的一些要求,也是我们能源互联网设计时要达到的目标。



这个项目是国家第三批的增量配电网的试点项目。也就是说增量配电网项目要以能源互联网的方式来打造。



这是我们规划设计的整体思路,大家可以看一下这个图。总的来讲,破解传统能源存在的一些问题,提出多种能源供给,多种能源协同互补,能源精细运维的解决方案。要达到零碳的目标,充分挖掘园区内以及周边的可能开发的可再生能源,包括空气中的能源空气源热泵,风能,太阳能资源,地源热泵等等,能开发的资源尽可能开发。包括和周边的这些大学,甚至公共设施,周边的能源设施都可以开发,为我们科创园来使用。



这里面要打造一个新的业态,要打造一个互联网+智慧能源+精细化运维+建筑节能的新业态。大家看左边的部分是各种各样的分布式能源的使用,包括能源互联网的平台,精细化运维。右边的科创园有三栋超低能耗的建筑,结合用户的用能侧的特点,如果是工业的话,里面的用户能源特性要深入分析清楚,纳入到整个能源互联网规划设计里面。这个主要是科技园,一个新型的园区和建筑节能非常重视,和能源互联网结合起来了。



这是我们规划设计的一个能源互联网的设计方案。包括能源互联网的物理信息系统,云平台布局,这里面可以看出来,四个园区ABCD,每个园区的分布式能源的设施,包括综合能源站,云平台的布局,这个云平台一方面要和内部的园区设施,把用户服务好,另一方面还要对外做交易,以后还要参加电力市场等等这些功能。

这里我们采用了一些能源互联网的技术,给大家作一个简要的报告。

    第一个,方案里面采用了交直流混合的配电网。可以看一下,这里面非常多的直流用能设施,包括发出能源的设施,包括屋顶光伏,光伏树,微风发电等设施。直流充电桩、风光互补路灯等设备。把直流引入以后可以大大降低能耗,大家知道直流转交流,交流转直流的能耗很高。

    第二个,充分挖掘区域内的可再生能源资源。尽可能用到所有的技术可行,经济上合理的能源资源。科创园包括屋顶光伏、薄膜光伏、光伏树、风光互补路灯等能源设施。

    还有是实现可再生能源的灵活交易和高效消纳。周边有大同大学,屋顶有闲置,可以利用起来做光伏,放假的时候学校用能少,可以交易到科创园,这就是小规模的跨墙交易。

还有是利用能源互联网平台的能源交易功能,实现和外界的清洁能源的大规模的高效交易,包括弃放弃光的消纳。

还有可再生能源的供暖方式,这里面包括地源热泵,空气源热泵,太阳能热水器等等,考虑不同的运行方式,初冬、寒冬、严寒等精细化的运维方式。

    还有是相变储能。通过能源的时空转移,实现电力负荷削峰填谷;通过消纳弃风、弃光电供暖,提高可再生能源利用率。相变储能与显热储能相比,储能密度高、占地少。

    还有百分之百的零碳。这个百分之百的零碳要实现,要大规模对外进行清洁能源的交易,这个园区要大量布局这种储能的装置。储能装置如果布局的话,很难实现清洁能源,用的外面的电全部是清洁能源,我们布局大量的储能,而且算了一下经济性,在什么造价下可以更大规模采用。

    还有电动汽车快充的布局。大同市提出了电动汽车的发展规划;为不影响电网的配置规模和安全稳定性,我们设计了基于低压柔直的光储充一体化停车场,科学管控电动汽车的充放电行为,让它不影响正常的规划,变压器的容量以及系统安全稳定运行。

    精细化运维,国外统计可以带来15%-30%的节能。这里面通过精细化运维、需求响应,降低用能成本和能耗,包括能源消费的精准分析,用能需求的快速反应,用能行为的引导,这里面都做了详细的设计。

    能源互联网要打通冷热电,所以协同优化运行非常重要。科学的管控,精细化的运维服务,降低运行成本,使它一体化的来精细化运维。

科创园还计划建设一个大同未来能源馆,实体化的把云平台布局在里面,还要建设展示中心和体验中心,未来2年建成后,如果我们去参观的话,就可以体验2050未来能源之旅。我们也跟国外先进园区做了对比,大家可以看一下情况。未来两年之内建成后,科创园可以引领2050能源发展趋势,零碳智慧园区,同时可落地。



下面介绍一下平煤能源互联网项目。也是国家的55个能源互联网之一。根据平煤的资源禀赋,划分为煤炭采选基地、煤化工基地、尼龙城基地和“绿色”物流体系四大板块。建设目标是五方面,绿色低碳、节能高效、安全可靠、开放智慧、产业升级。



中国平煤神马集团新任李毛董事长要求:突出绿色发展理念,要牢固树立底色更绿、结构更优、效益更好、质量更高的理念,全力打造环境友好型、资源节约型企业,也就是“两型企业”。加快将环保节能产业打造成核心产业之一。2018年四季度开始,全省三年国企改革攻坚进入最后一年的决胜阶段;为夺取国企改革攻坚战全面胜利,把能源互联网的方案实施也作为重要的工作任务。




大家可以看一下,以12矿为例,通过绿色能源站、瓦斯的梯次利用,多源多品质余热聚合利用,多元储能的时空转移,能源共享应用和能源管家等打造“两型企业”,做一个示范标杆。

综合能源站里面可以看一下,包括三联供、光伏发电、电锅炉、电储能、能源管家等。

这里一个是浪费能源的利用,保障煤矿安全的瓦斯梯次利用的事,高品质的可以用来瓦斯发电,低品质的可以提纯以后用于发电或者制热,可以达到1000度左右的热利用起来。

当然它有场地,包括屋顶可以建设大量的光伏发电,利用周边的山地,可以建一些风电。

煤矿有大量的余热,各种品质的。可以通过能源互联网的规划,把多种品质的余热利用起来。这里面可以用到各种储能,包括储热、储电等。



通过能源管家监控用能行为,优化供能方式,提供节能服务,降低用能成本,保障用能安全,促进绿色发展。通过项目的实施,可以实现百分之百的绿色清洁能源的利用,可再生能源利用率达到12%。瓦斯利用由49%提高到90%。折合下来每年可以减少大概3750万吨标煤,减少1万吨左右的二氧化碳排放。这种模式未来可以在平煤,也可以在全国推广应用,效益非常巨大。


我的报告就到这儿,谢谢大家。


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