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曹城禄:分布式能源中光伏+多能互补+储能的自动化模式探讨

2017-08-18 14:08:40 5e

西门子(中国)有限公司能源管理集团智慧能源技术总监 曹城禄

西门子首先从自己做起,西门子的口号就是宣布到2030年,我们碳排放要降到最低。目前碳排放量每年是220万吨,到2020年西门子计划投资一亿欧元,减到一半。在国内具体的一些措施,西门子目前在中国有23家工厂在逐步的做分布式能源,包括屋顶光伏等一系列的措施,预计三年之内将全部建完。

同时还会采用一些新的技术,实现光伏能源管理生产过程的节能,实现碳排放的降低。这样的话目标每年可以节约2000万欧元能源的消耗成本。

在西门子内部工厂要逐步做分布式能源,目前在上海的一家西门子工厂,叫西门子线路保护系统有限公司的工厂做了分布式光伏项目,由于各种原因,这个项目只做成了300千瓦,厂房面积屋顶面积利用不到一半,目前来看,也已经成功的运行,采用了西门子的这些的设备,从变流器、开关柜到光伏监控系统,全套采用西门子的这些设备以及解决方案。将来还可以接入西门子的物联网操作系统,进行更智能的发电和用电管理。

西门子还能够给用户提供储能系统的解决方案,西门子是一个电器供应商,从电力电子设备、变流器、中低压器等等我们都有圈套的解决方案和设备。锂电池模块我们有很多的解决方案,所以这就是一个储能的典型的系统集成。除了做整体储能系统解决方案以外,这是各种模块的选择,从180千瓦时到540千瓦时,最大的可以做到1080千瓦时,还可以扩容。除了做整体的解决方案以外,我们还可以提供里面关键的技术,包括PCS这一套的解决方案。这里面核心的技术都是西门子的解决方案。目前西门子在方面国内有一些业绩,比如说无锡新加坡工业园20兆瓦的储能电站,电池容量是160兆瓦时,这个已经在投运。这是南都电源天工国际产业园的1000兆瓦。

分布式能源有各种各样的类别,包括天然气、太阳能、风能、生物制储能、后备能源等,这是我们要基于这个认识,按规模来讲分两大类,一个是区域内的,主要是园区;另外一个就是楼宇分布式,就是咱们通常说的屋顶,或者说是绿地等。

这是我们多能互补相关的关系,总体的目标就是要提高用能的效率,降低用能的成本,从经济上考虑得更多一点,提高多能互补的可靠性,充分提高利用效率。

西门子能够做什么呢?西门子目前也在致力于做这方面的工作。从用户概念开始到项目可行实施、建设、运行,我们都有相应的解决方案。后面我们也会详细介绍一下,有些从规划、模拟开始,我们就有相应的自己的解决方案。

从咨询阶段开始,包括策略、地域、可再生能源发展容量的选择等等,我们都有相关的系统软件,这些软件完全可以用在我们新能源从咨询到后面的设计、维护。

SIMPSON是怎么运行的,就是基于数据库模型和算法快速精确模拟,最后得到我们想要的一些各种各样的数据。这是它的一些结果的案例,结果可以通过各种图标、柱状图,各种的趋势图等等,来输出结果。

另外一个SINCAL这个软件是一个仿真平台,通过各种编辑条件,能够得出过负荷、过电网等等。这些软件在国内已经有很多的应用,在电科院、设计院等等,他们都在应用这套软件。这是它的一个报告的事例。

微电网、智能电网的控制,要如何对这些CHP、光伏、储能等等协同的管理,包括孤岛的运行。西门子的这套分布式能源微网管理系统,这个平台不仅仅是监控,另外它有一个非常完善的控制,为本地微网带来各种的好处。对储能来讲,可以协调自动的充放,自动消减限值的光伏和风能的发电量。对孤岛系统,可以管理黑启动,满足需求侧响应系统或者微网公司的补偿。这是我们刚才讲的这套平台,主要的可以预测,就是管理我们所有的这些设备,从现场控制层到后台,能够预测冷热电的负荷,对能源管理来讲可以规划调度、发电和储能,优化微网达到最优、最高的资产利用率,还有各种孤岛运行模式的变化,并能够自动的适应。

这是一个微网的管理,里面用到的一些主要的硬件设备,就是有效性的RTU,还有大型的RTU,可以选择最优性价比的产品。

分布式能源和微网的全集成能源管理技术方案,因为西门子有全套的设备,从发电到配电还有储能,还有所有管理的技术方案,还有微网管理,还有全生命周期的服务咨询,各种各样的软件,从咨询、规划、仿真到培训、在线监测。所以我们能够为客户带来各种各样的不同的阶段,有不同的客户可以做不同的结合,从可研、咨询、规划,到安装、调试、运行、服务改造,这就是我们希望能够做到的能源服务公司。

这是一个非常有名的一个项目,在德国的一个小镇,在德国第一个西门子花了两年多的时间,建成了一个小型的多能互补的示范项目,有光伏、风力发电、CCHP、电动汽车等等,实际上所有的能源发电量,是它能够使用的量,温室气体都减少了非常大的数值。

这是西门子和国内合作做的一个西藏的光伏电站,这是一个离网的项目,1.8兆瓦的,西门子提供了微网的管理平台,实现了主动、自动调节,包括启动极端天气的预测,保证微电网的持续供电。




责任编辑: 吴昊

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