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金震威:分布式能源进入2.0时代

2020-09-24 16:58:51 中国能源网
编者按:2020年9月17~18日,以“塑造新模式o激活新动能”为主题的“第十六届中国分布式能源国际论坛暨2020综合能源展览会”在山东济南召开,本次论坛由中国能源网主办,中国能源研究会分布式能源专业委员会、水发能源集团有限公司联合主办。会上,是新疆金风科技股份有限公司分布式能源总监金震威发表了分布式能源进入2.0时代的主旨演讲。
 
下面发言的是新疆金风科技股份有限公司分布式能源总监金震威。
 
金震威:尊敬的各位专家、各位同仁大家上午好!作为一家新能源公司,可再生能源公司,今天分享的题目跟今天的几位领导、专家切入点不一样,主要是讲可再生的分布式能源它的一些现状和我的思考。
 
今天的分享主要是两个部分,首先是分布式能源的现状与展望,第二部分是未来分布式能源2.0时代的业务架构。
 
前面尽快略过,能源的转型大势所趋,加快可再生能源发展,我国能源结构急需调整,这是做了一个对比。
 
必然的趋势是什么,就是绿色+智慧,具体而言是四个方向的特征,第一个是低碳化,刚才也讲了,我们国家目标是2030年非化石能源占能源总消费比例要达到20%,第二个是分布式,第三是智能化,第四个是市场化。
 
国家的能源战略,明确了分布式能源的重要地位,以前国家主要是以集中式为主,"十三五"第一次提出了分布式和集中式并举,并且在这个趋势下,"十四五"的能源规划更加强调重视能源的拓展,而且不只是分布式光伏的发展。
 
分布式能源的介绍我不多说了,后面会展开,它的发展历程其实是从燃气分布式开始的,燃气分布式是基于市场燃气价格,和国家燃气整个产业链的特征,它发展的并不是特别好和充分。2016年以后,整个分布式的代表基本上就变成了以分布式光伏为主的代名词,可以看到分布式光伏在2019年整个的累计用量已经达到了6200万千瓦,从2017年之后,分布式光伏新增的比例基本上占到了整个光伏新增比例的一半,近五年整个光伏的装机增长是领跑于所有能源的。
 
它有几个特征,整个分布式能源区域集中度是很高的,存量用户的基数也是比较大的,但是我们判断还是仍有广阔的市场空间,可以看到整个趋势,山东、浙江、江苏、京津冀四个区域的装机容量是占比超过50%,CR10超过80%。
 
随着政策和市场的变化,分布式能源在快速的增长之中迎来了瓶颈,尤其是分布式光伏跟之前分散式燃气的增长一直存在瓶颈,光伏随着这几年的快速增长也出现了瓶颈,具体体现在以下四个方面:第一个是补贴的退出,我们实现了全面的评价,第一轮是2018年5月31日之后,所有的分布式光伏是没有补贴的,在这个情况下迎来了一波低潮,但是后来随着光伏产业迅速的调整,整个成本在不断降低,2019年之后又迅速的增长,后期实现了全面平价的时代,所以会有一定的冲击。第二个是并网的政策和要求趋紧,可见我们对分布式能源的并网从今年开始有了大幅度的提升要求,显著影响了工期和成本,在苏北地区整个今年的分布式下降速度特别快,对整个的成本模型造成了非常大的影响;第三个是用户侧电价波动性提升,我们知道之前用户侧的电价都是目录定价,它是能锁定的,随着电力市场的深入改革,用户侧用电的电价形成的波动性是非常大的,细分都会有的,它会对整个分布式光伏在电价上有很大的影响。第四个是存量的优质"屋顶"在缩减,东中部地区优质客户基本上被扫了很多遍了,就是我们存量的"屋顶",因为我们已经来到了超过6500万千瓦的工时光伏,从一开始的水泥屋顶基本上没有了,比较好的采钢屋顶现在也比较少了,大部分都要去加固,对成本会有一个新的压力。
 
所以在这个时代我们可以去判断,分布式能源依然是前景广阔的,急需要去优化和迭代来升级整个的业务架构。分布式能源怎么去升级,2.0时代的业务架构是什么样的,这一部分重点做详细的分享,我们知道分布式1.0不管是燃机也好还是光伏也好,我们说光伏它只是一种电源,核心的功能就是发电,燃机不一样,它还有一些冷热电三联供,跟之前我们说的数字的手机,传统的手机是一样的,就是打点开。它的要求核心能力我总结出来大概是这三点,第一点是快速灵活的是开发机制,精准的项目评估和设计模型;第二个是标准化且精益的工程管理;第三个资产的投资有一个重资产的业务,需要有低成本的融资能力。2.0不一样,2.0的分布式光伏其实是一套系统,融合了整个先进的技术,并且整合源网荷储一体化的系统。2.0有三项支撑或者说有三个非常显著的特征,第一个把它定义成多能融合,第二个是独立自治,第三是灵活调度,一会儿我会详细的来展开。像智能手机一样,2.0的分布式能源也不光是一种电源,它不只是发电,需要承担更多的责任和功能。
 
多能融合在用户侧场景是多样和复杂的,用户的需求也比较千差万别,需要因地制宜的合理配置多种能源的耦合。同时,分布式光伏的审批和施工相对简单,收益率较高,占据市场主流,但能量密度低,时间特征明显,只能从早上七点到晚上七点发电,其他的时候都发不了。而风电、天然气、地热等分布式能源可以与光伏进行非常好的耦合,提升负荷侧率电比例。我们有几个典型的场景,第一种是高耗能企业、数据中心、港口码头,它们有一个非常显著的特征,只能做分布式光伏可以,但是不解渴,不解渴的意义就是说,我上了一个光伏,对我整个发电电网的占比是非常低的,可能自发自用的比例不到10%,比如说高耗能的企业,比如说钢铁可能3%,所有的东西都干了也就1%。所以在这个情况下,我们怎么样去进一步提升分布式能源占比是非常重要的,不能只靠一种能源,需要多种能源去进行耦合。第二个,在一些综合体,可能需要的不只是电能,可能需要的是冷能和热能,之前燃气分布式有可能是解决这样的问题的,但是燃气的分布式在很多场景下应用还是有障碍的。
 
所以,我们希望有多种能源融合,融合有几项核心技术,第一个是在设计阶段怎么样做定容分析,来保证能源结构的比例是最优的,我们这边主要耦合的手段,因为金风是做风电和风光的定容,有负荷分析、风光资源分析、收益约束、稳定约束,从这四个方面来去考虑它的特征。
 
另外,冷热源与电能耦合,形成清洁且经济的综合功能方案,我们可以看到这是一个燃机的方式,现在很多没有燃机,把燃机改成了热泵或者是电磁锅炉,再加上一些蓄水的设备,这个在前面几位专家的评述当中都已经体现了。举一个例子,这个是金风科技全球总部智慧能源的项目,它有一个非常显著的特征,不光是光伏,有很大的发电比例用的是风电,有两台风机,再加上1.5兆瓦的光伏,再加上相应的储能,内燃机以及综合能效的管理系统。金风我也不多讲,也没有做相应的介绍,大家在新能源领域都是比较清楚的。
 
它的一个显著的特征是综合能源利用的时间比较长,占50%,后面是系统的独立性,它是2.0时代一个非常重要的特征,为什么要求独立性,电能的质量需要提高,另外在孤岛的场景下怎么样去考虑用分布式能源替代。对于整个的独立性有两种非常重要的方式,第一个是利用储能,第二个是利用微网控制的手段,减少储能是比例的同时加大可再生能源的渗透率。
 
分别来看一下,储能的价值刚才有很多人说了,重点推荐的其实是在负荷侧需要有更小更灵活的,除了集装箱以外的方案,我们这一款叫模块机,它可以形成定点,它非常好的优势就是安装的配置比较灵活,同时可以即插即用,价值可以最大化的光伏和新能源的应用,来保证它的独立性,因为在过程中它调频、调压能力和瞬间响应的能力是非常重要的。另一个是增加对系统的控制,也可以提升我们的电能质量和降低储能的比例,这也是非常重要的。金风承担了三项微电网的标准,重点是在微电网领域进行控制和保护,在缺乏控制的情况下容易发生低频的震荡,增加了控制系统变得非常的安全和稳定,抗新能源处理波动,新能源具有很强烈的波动性,不管是风电还是光伏,再加上波动的负荷,能够突然增加负荷或者是电机启动,就会对电流进行瞬间的提升,其实就是对展开过程中的电压和频率起到瞬间恢复的作用,响应的时间特别快。
 
这是我们的一个例子,在河南鹤壁,它是光伏、风电、储能,再加上超定容以及整个控制保护系统,这个是整个中建联的示范项目,已经经过认证了,基本上有这么几项优势,如果在离网的时候用风电光伏,并网的时候再用大电网,切换的速度其实是对电能质量响应一个非常重要的因素,这个能够达到10毫秒,其实是国际领先的水平了,它的可再生能源的供电比例达到了80%,原则上来讲超过50%滤电的比例是必须要配置储能以及相应的滤电,要不然系统就会造成非常严重的影响。
 
最后是灵活的调度,其实灵活调度不只是分布式能源,还可以扩展至系统中的蓄能和可调度负荷,当然了灵活的调度也是整个2.0时代最重要的特征,手机变成智能化最重要的特征就是互联,分布式能源要进行进一步的扩展,需要有更多的场景和用户,怎么样去调度这种负荷,来跟分布式能源进行响应,其实是一个很重要的因素。第一种方式大家都在做的是调节储能和蓄能的设备,来响应电网和可再生能源的波动。第一要充分利用分布式电源,不能控制光和风什么时候来,但是可以调动负荷去匹配风光的特性,同时我也有相应的功率预测和负荷预测的能力去匹配风光的预测。另一方面,我还要通过整个系统的调度来去响应整个电力市场的波动,在2020年之后,我们的现货市场就来了,它的定价是实时的,在这个过程中我们需要的是很重要的调节能力。这个是我们在江苏盐城一个大型制造产业园水储能的项目,它有充分的响应能力以及波动性的能力,它用的亮点就是热泵再加上冷热双蓄。
 
最后一个案例,整个的能源系统,要去挖掘供应中的可调负荷,实现智能灵活调度,每一个生产工艺里面都会有相应的可调空间。污水处理厂介绍一下,就是曝气环节,通过鼓风机要把氧气和生物质加药冲到污水处理,这个环节占整个用电环节的40%左右,这个环节之前我们是没有控制的,鼓风机吹到最大就可以了,通过数据的分析可以做相应的耦合,可以实时的去调节鼓风机,让鼓风机更好的去响应水质的变化,这样的话可以节约用电的能耗,同时也是有时间响应的,可以去选择在什么时候加大曝气度,这样就变成可调的负荷了。
 
在这个项目上深度的挖掘运行变化,同时也可以进行响应,这只是举了一个例子,分布式能源2.0很重要的时代,真的需要结合行业渗入到工艺中,整个电力市场中碎片化的模块。
 
非常感谢大家!


责任编辑: 江晓蓓

标签: 分布式能源

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