中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：8月24-26日，由深圳市發(fā)展和改革委員會(huì)指導(dǎo)，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)與南方科技大學(xué)碳中和能源研究院聯(lián)合主辦，100余家機(jī)構(gòu)共同支持的碳中和能源高峰論壇暨第三屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)與新型儲(chǔ)能技術(shù)青年科學(xué)家論壇在深圳召開(kāi)。此次大會(huì)主題是“開(kāi)拓新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”。
大會(huì)主辦方邀請(qǐng)6位院士及100位行業(yè)專(zhuān)家分別從新型儲(chǔ)能系統(tǒng)集成解決方案、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用、虛擬電廠、工商業(yè)儲(chǔ)能專(zhuān)場(chǎng)、新型儲(chǔ)能電池、新型儲(chǔ)能與電力市場(chǎng)、智能微電網(wǎng)、儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)宣貫、新型儲(chǔ)能技術(shù)青年科學(xué)家論壇等12個(gè)專(zhuān)場(chǎng)進(jìn)行充分討論交流。
來(lái)自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國(guó)內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的500余家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，1012位嘉賓參加了本屆大會(huì)，其中21家企業(yè)展示了儲(chǔ)能產(chǎn)品解決方案，在線觀眾超過(guò)4萬(wàn)余人觀看了開(kāi)幕盛況。
本次大會(huì)由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)和中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)、中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)聯(lián)合承辦，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)專(zhuān)家委員會(huì)提供學(xué)術(shù)支持！
8月25日下午，深圳供電局電力科學(xué)研究院專(zhuān)責(zé)、高級(jí)工程師鐘雋受邀在“智能微電網(wǎng)專(zhuān)場(chǎng)”分享主題報(bào)告，報(bào)告題目《深圳區(qū)域微電網(wǎng)的新興因素探討》。
鐘雋：各位領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家、同仁，下午好，我叫鐘雋，來(lái)自于深圳供電局電力科學(xué)研究院。今天匯報(bào)的題目是深圳區(qū)域微電網(wǎng)的新興因素探討
我從4個(gè)方面，談?wù)劷?年微電網(wǎng)工程在深圳落地實(shí)踐情況，希望能夠帶給各位些許啟發(fā)和借鑒。
首先，我從深圳區(qū)域的資源、供電、政策3方面情況，簡(jiǎn)要介紹深圳區(qū)域微電網(wǎng)發(fā)展的背景。在自然資源稟賦方面，這里有北緯22度的陽(yáng)光，太陽(yáng)能資源豐富。這里有海，是中國(guó)南部海濱城市，海水能資源和海上風(fēng)能資源充足。這里有人，城市人口密度全國(guó)位居第一，城市生活垃圾排放量大，生物質(zhì)資源開(kāi)發(fā)潛力大。在供電負(fù)荷方面，這里的電力負(fù)荷密度達(dá)1.07萬(wàn)千瓦/平方公里，度電經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值達(dá)30.16元/度， 3高特征顯著（高負(fù)荷密度、高電能質(zhì)量、高供電可靠性），但是，土地資源十分有限。在政策配套方面，近3年，深圳市陸續(xù)出臺(tái)了一系列支持微電網(wǎng)發(fā)展的政策，涵蓋新型儲(chǔ)能、光伏、充電設(shè)施、虛擬電廠等，補(bǔ)貼力度位于全國(guó)前列?？偠灾梢杂谩皟?yōu)渥”一詞來(lái)形容深圳區(qū)域微電網(wǎng)發(fā)展的必要條件。
但微電網(wǎng)在深圳發(fā)展仍面臨諸多實(shí)際挑戰(zhàn)。微電網(wǎng)作為由分布式電源、用電負(fù)荷、配電設(shè)施、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配用電系統(tǒng)。主要是有兩個(gè)核心技術(shù)，一個(gè)是硬件，包括光伏、風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)能裝置、負(fù)荷裝置、逆變器，控制器等裝置開(kāi)發(fā)技術(shù)。另一個(gè)是軟件，即通過(guò)在線監(jiān)測(cè)、控制策略下發(fā)實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)電力電量平衡和頻率電壓穩(wěn)定。主要面臨3大挑戰(zhàn)，一是建設(shè)成本高，經(jīng)測(cè)算，內(nèi)部收益率在7-15%，靜態(tài)回收期在4-15年，主要原因是，相對(duì)于歐美國(guó)家，我國(guó)電費(fèi)低、二是場(chǎng)地受限、安全風(fēng)險(xiǎn)大，特別是光伏，電化學(xué)儲(chǔ)能火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)大，三是運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜度高，具體體現(xiàn)在四個(gè)方面，第一是對(duì)電力電子裝置短路過(guò)載能力要求高，同時(shí)需抑制振蕩。第二是控制算法復(fù)雜，以構(gòu)網(wǎng)型控制為例，要求算法模擬同步發(fā)電機(jī)調(diào)速器和勵(lì)磁特性，控制頻率和電壓。第三是沖擊多元，如變壓器投切沖擊，離網(wǎng)短路故障沖擊等，這些沖擊均會(huì)導(dǎo)致微電網(wǎng)解列。第四是軟件模塊多元，譬如，功能模塊包括新能源出力預(yù)測(cè)，需求響應(yīng)，碳管理等。
面對(duì)以上挑戰(zhàn)，深圳也涌現(xiàn)諸多新興因素，這里，分享3個(gè)關(guān)鍵詞，第一個(gè)關(guān)鍵詞是集成預(yù)制，如右圖所示，這是深圳在運(yùn)的電力魔方、能量魔方、智慧驛站，每個(gè)魔方、驛站是一個(gè)微電網(wǎng)，這類(lèi)微電網(wǎng)通常為光儲(chǔ)充一體，本身功能為配電房或控制中心，微電網(wǎng)可滿足其照明、空調(diào)負(fù)荷需求。在建設(shè)方面，這類(lèi)微電網(wǎng)的特點(diǎn)是整站成套交付，也就是工廠內(nèi)完成標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)。優(yōu)點(diǎn)是對(duì)比傳統(tǒng)電房建設(shè)，占地小，工期短，工期能縮短86%，最快7天建成。這在深圳城中村過(guò)載嚴(yán)重且場(chǎng)地極有限的區(qū)域，能很好地解決了增容難題。此外，觀感上，它的外型美觀，科技感強(qiáng)，且靜音運(yùn)行，也規(guī)避了鄰避問(wèn)題。在不同場(chǎng)景下，該類(lèi)微電網(wǎng)還具有額外的附加功能，如在學(xué)校的能量魔方，他就具有低碳知識(shí)普及教育的功能，在相關(guān)能源企業(yè)，具有明顯的廣告宣傳價(jià)值，智慧驛站每年可發(fā)電約7千千瓦時(shí)，減少7.685噸碳排放，減少用電成本的同時(shí)，具有很好地宣傳綠色、低碳的品牌價(jià)值的作用。
這類(lèi)預(yù)制集成的微電網(wǎng)具有2個(gè)技術(shù)特點(diǎn)，第一是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分為單極結(jié)構(gòu)或雙極結(jié)構(gòu)，取決于用電設(shè)備的功率大小，譬如，通常而言，空調(diào)采用 750V，熱水器采用 375V。當(dāng)然，在實(shí)際工程，通常多采用單極結(jié)構(gòu)。另外一個(gè)技術(shù)是用能的柔性控制，和交流系統(tǒng)不同，需控制電壓、頻率、相位，而直流系統(tǒng)控制只涉及電壓控制，很大程度的降低了控制難度以及成本，同時(shí)該特性意味著系統(tǒng)運(yùn)行中直流電壓可在很大的范圍內(nèi)波動(dòng)。譬如，如右圖所示，電壓下垂控制的范圍為315V到415V。按照如圖邏輯，可以通過(guò)調(diào)節(jié)母線電壓及變換器工作電壓決定電源的出力先后順序，實(shí)現(xiàn)不同能量控制與管理。
當(dāng)然該技術(shù)也存在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，特別是引入直流系統(tǒng)后，需特別注意以下幾點(diǎn)，第一是接地工程的施工，倘若接地質(zhì)量不過(guò)關(guān)，會(huì)導(dǎo)致電磁環(huán)流，從而引起漏電流，導(dǎo)致火災(zāi)隱患。第二是，直流沒(méi)有過(guò)零點(diǎn)，對(duì)母線絕緣性能和斷路器開(kāi)關(guān)性能要求高。第三是，直流母線短路，會(huì)傳遞給電池簇，導(dǎo)致電池內(nèi)部熱失控。
第2個(gè)關(guān)鍵詞是規(guī)模協(xié)同，微電網(wǎng)的投資收益包含兩個(gè)方面，第一個(gè)方面是需求響應(yīng)管理收益，主要包括以園區(qū)微網(wǎng)為代表的余量平衡調(diào)節(jié)和以數(shù)據(jù)中心微網(wǎng)為代表的備用調(diào)節(jié)，兩種調(diào)節(jié)參與輔助服務(wù)市場(chǎng)或者通過(guò)參與邀約的方式，讓微電網(wǎng)參與需求響應(yīng)，得到相應(yīng)經(jīng)濟(jì)收益。通常而言，這是城市級(jí)所有微電網(wǎng)群的共同參與。另一個(gè)方面收益是分時(shí)電價(jià)管理收益，也就是調(diào)節(jié)微電網(wǎng)中儲(chǔ)能的充放電策略，加大谷期用電，減少峰期用電。經(jīng)測(cè)算，一充一放，微電網(wǎng)中儲(chǔ)能收益在4%-5.3%，與5年期銀行存款相當(dāng)。
在具體應(yīng)用場(chǎng)景方面，有2個(gè)代表場(chǎng)景，第一是規(guī)?；能?chē)網(wǎng)互動(dòng)，截至2024年4月底，深圳新能源乘用車(chē)滲透率達(dá)到67.9%，位列全國(guó)前列，相關(guān)價(jià)格機(jī)制和服務(wù)已具備良好條件，新能源車(chē)作為靈活性資源的潛力大。大規(guī)模車(chē)網(wǎng)互動(dòng)其中的一個(gè)形式V2G，實(shí)際上是車(chē)輛在微電網(wǎng)的表后放電，體系架構(gòu)為從電動(dòng)汽車(chē)到微電網(wǎng)，再到虛擬電廠，再到電網(wǎng)。從微電網(wǎng)建設(shè)角度，新能源車(chē)充當(dāng)了儲(chǔ)能的作用，同時(shí)省去相應(yīng)消防，從而降低微電網(wǎng)投資成本。
今年的5月，深圳首次落地全國(guó)最大規(guī)模的車(chē)網(wǎng)互動(dòng)應(yīng)用實(shí)踐，在1小時(shí)內(nèi)，共有1473輛電動(dòng)車(chē)參與，削峰電量規(guī)模達(dá)4389度，整個(gè)過(guò)程也實(shí)現(xiàn)了秒級(jí)響應(yīng)（5s），跟隨曲線的效果好，精度大于97%。而現(xiàn)場(chǎng)參與放電的車(chē)主，當(dāng)充電APP上收到了反向放電邀約后，參加了這次活動(dòng)，就可以每放1度電可以獲得4元錢(qián)。
當(dāng)然，車(chē)網(wǎng)互動(dòng)的運(yùn)營(yíng)體系內(nèi)涵豐富，包括多利益主體，對(duì)于微電網(wǎng)而言，主要是通過(guò)需求響應(yīng)，增加微電網(wǎng)的收益渠道，縮短微電網(wǎng)投資回報(bào)期限。
再細(xì)分一下，深圳的新能源車(chē)，包含電動(dòng)物流車(chē)隊(duì)和電動(dòng)公交車(chē)隊(duì)，兩者均具有充電時(shí)間和行車(chē)路線的固定，對(duì)于提供充電服務(wù)的微網(wǎng)業(yè)主來(lái)說(shuō)，充分利用流量經(jīng)濟(jì)的紅利，附加相關(guān)服務(wù)，提高光儲(chǔ)充微網(wǎng)業(yè)主的收益。
另一個(gè)代表場(chǎng)景是規(guī)模化建筑負(fù)荷與電網(wǎng)互動(dòng)，一棟建筑視作為一張微電網(wǎng)，采用智能交互終端，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化建筑用能調(diào)控。其技術(shù)原理是通過(guò)控制空調(diào)壓縮機(jī)出力特性，利用熱慣性大，在不影響人體舒適度條件下，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑負(fù)荷的無(wú)感調(diào)節(jié)，得到需求響應(yīng)收入。幫助業(yè)主提高能源使用效率，降低用能成本。這是積少成多，長(zhǎng)期主義的事情。
最后一個(gè)關(guān)鍵詞是電力鴻蒙，目前園區(qū)/企業(yè)微網(wǎng)現(xiàn)狀，側(cè)重大屏監(jiān)測(cè)，也就是，通過(guò)RS485等通信協(xié)議將微電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)收集，在能量管理系統(tǒng)中進(jìn)行監(jiān)控。痛點(diǎn)在于大屏缺乏業(yè)務(wù)和節(jié)能措施融合，缺乏市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)。微電網(wǎng)，其本質(zhì)上是物聯(lián)網(wǎng)，將微電網(wǎng)內(nèi)的硬件設(shè)備鏈接，隨著微電網(wǎng)中傳感器、控制器的增加，以下5點(diǎn)需求會(huì)顯著增加，彈性伸縮、統(tǒng)一物聯(lián)、高并發(fā)、敏捷組網(wǎng)、信息安全。
為滿足上述需求，在國(guó)產(chǎn)化替代的大背景下，南網(wǎng)公司聯(lián)合華為推出“電鴻”操作系統(tǒng)，一款面向電力行業(yè)邊緣計(jì)算、物聯(lián)終端的開(kāi)源操作系統(tǒng)。核心技術(shù)有兩個(gè)，第一是在硬件層面，電鴻核心開(kāi)發(fā)板上加入有統(tǒng)一的通訊模塊，以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)連接、安全、在線升級(jí)的功能。第二個(gè)是基于分布式軟總線技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)/即連即用、高帶寬、低時(shí)延、高可靠，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用和普及，將有可能改變微電網(wǎng)的控制方式、以及控制顆粒度有可以更加精細(xì)化，從而更大程度的提升微電網(wǎng)的部署效率，運(yùn)行效能，擴(kuò)大微電網(wǎng)的外延，也有可能衍生出新的商業(yè)變現(xiàn)模型。
未來(lái)，新型邊端協(xié)同計(jì)算架構(gòu)將賦能端側(cè)功率及電壓控制器，讓終端成為智能體，實(shí)現(xiàn)自身能源的最優(yōu)化分配，從而最大化消納新能源，減少企業(yè)用電成本，降低運(yùn)維成本。也衍生出許多高級(jí)軟件功能。最終，在極少人員干預(yù)下，最大化獲取需求響應(yīng)、電力市場(chǎng)的收益。
最后，微電網(wǎng)在前些年發(fā)展不盡人意，如何帶著微網(wǎng)歷史走向未來(lái)，我談三個(gè)方面的思考和觀點(diǎn)。第一是，對(duì)微電網(wǎng)業(yè)主而言，投資總額上，1）在城市變電站出線間隔充足區(qū)域，建設(shè)投資總額不建議超過(guò)總營(yíng)收的5%。2）在工業(yè)園區(qū)冷、熱、電能源規(guī)劃中，建議采用滾動(dòng)發(fā)展原則，實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施，成熟一片、開(kāi)發(fā)一片，逐步做大做強(qiáng)。在戰(zhàn)略意識(shí)方面，微電網(wǎng)前期業(yè)主應(yīng)該放下過(guò)去的成功，共同圍繞著新型電力系統(tǒng)新能源消納這一關(guān)鍵挑戰(zhàn)，樹(shù)立再出發(fā)的創(chuàng)業(yè)意識(shí)，將微網(wǎng)系統(tǒng)分層解耦，使其低碳化，樂(lè)高化，智能化，從可觀、可測(cè)到可觀、可測(cè)、可控、可追溯。價(jià)值認(rèn)同上，未來(lái)軟件是微電網(wǎng)對(duì)于電力市場(chǎng)政策、商業(yè)模式變現(xiàn)的載體，需認(rèn)同軟件和服務(wù)的價(jià)值，愿意為之買(mǎi)單。
對(duì)微電網(wǎng)建設(shè)方而言，需關(guān)注首尾兩頭，首端關(guān)注兩類(lèi)潛在客戶，B端客戶集中在深圳市能源審計(jì)企業(yè)名單，這類(lèi)客戶具有數(shù)量有限，定制化需求突出，利潤(rùn)率可觀的特點(diǎn)，對(duì)建設(shè)方的要求高。C端客戶集中在城中村、私人花園等的光伏陽(yáng)光房改造，這類(lèi)客戶看重安全性、追求高性?xún)r(jià)比。另一頭是關(guān)注微電網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。有三點(diǎn)：1）技術(shù)趨勢(shì)朝著預(yù)制集成化、微納化發(fā)展。2）具備成本優(yōu)勢(shì)、零碳優(yōu)勢(shì)的新型儲(chǔ)能技術(shù)成為打動(dòng)微電網(wǎng)業(yè)主方的關(guān)鍵。3）傳統(tǒng)的微電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)亟需迭代升級(jí)，需面向?qū)ο?、軟件定義，以適應(yīng)電力市場(chǎng)、需求響應(yīng)、碳交易等規(guī)則。
對(duì)微電網(wǎng)多方合作而言，利益分配機(jī)制還不夠完善，相關(guān)部門(mén)應(yīng)該重視微電網(wǎng)利益分配機(jī)制、成本補(bǔ)償機(jī)制等相關(guān)政策的制定以保證運(yùn)營(yíng)商的利益。
以上是我的匯報(bào)，謝謝各位專(zhuān)家領(lǐng)導(dǎo)，不妥之處敬請(qǐng)指正批評(píng)！
