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综合能源应用前沿技术

近日,武汉大学电气与自动化学院教授、博士生导师 王波 教授应邀在《南方能源建设》期刊主办单位学术报告厅作《综合能源应用前沿技术》主题讲座。《南方能源建设》编辑部征得专家同意,在此分享专家的观点。

武汉大学电气与自动化学院王波教授作报告

王波:综合能源应用前沿技术

目录

● IES的概念、发展及政策分析

● IES的组成——分布式发电与微电网

● 泛在电力物联网及其在综合能源服务领域的落地

● 智慧综合能源系统解决方案

观点

Q、什么是综合能源系统?

综合能源系统( Inegrated Energy System, IES)指在规划、建设和运行等过程中,通过对能源的生产、传输与分配(供能网络)、转换、存储、消费等环节进行有机协调与优化后,形成的能源产供销一体化系统,是能源互联网和综合能源服务的物理载体。它主要由供能网络(如供电、供气、供冷热 /等),能源交换环节(如 CCHP机组、发电机组、锅炉、空调、热泵等)、能源储存环节(储电、储气、储热、储冷)、终端综合能源供用单元(微网)和大量终端用户共同构成。

综合能源应用前沿技术

综合能源应用前沿技术

综合能源系统被认为是未来人类社会能源的主要承载形式。广义综合能源系统设计人类社会能源生产、输送、分配、消费环节,对其整体开展研究难度较大。综合能源系统的基本特征如下:

● 在系统规划、运行中可实现不同能源之间的优势互补。

● 为高效、灵活的能量交易提供物理支持。

● 有助于可再生分布式能源

● 增强系统的安全可靠性,并可实现较低成本的能源独立供给。

● 提高能源利用效率、降低能源费用。

● 强耦合的多能源系统可能增加系统级联事故的风险。

Q、什么是综合能源服务?

综合能源服务是一种新型的为满足终端客户多元化能源生产与消费的能源服务方式,涵盖能源规划设计、工程投资建设,多能源运营服务以及投融资服务等多个方面。

综合能源服务的概念虽然是近几年被提出,但综合能源的实践却是早已有之,比如能源企业在其产业链上下游由业务领域延伸、拓展所形成的纵向一体化,都具有综合能源服务的雏形和基本特征。但真正具有综合能源服务内涵的现代化模式还是刚刚崭露头角,目前尚处于起步阶段。开展能源服务的发电企业、电网企业、售电公司以及能源供给、消费提供技术服务支撑的公司都有可能发展为综合能源服务企业。

● 综合能源服务从经营跨度分类,可以分为产、供、销一体化以及其中某两个环节组合的综合能源服务类型。

● 综合能源服务从提供能源的种类属性划分,可以分为传统能源、新能源及传统能源和新能源相结合的综合能源服务类型等。

综合能源应用前沿技术

Q、电力企业向综合能源服务转型的主要模式?

电力企业向综合能源服务转型具有四种主要模式:

● 供给端延伸型:发电企业向售电产业链发展,如大唐成立17家区域性的营销公司如新奥、协鑫的发展模式:以燃气为主导,同时往燃气深度加工。

● 网络传输端升级型:电网企业从过去以投资、建设、运营电网为核心业务,转变为负责输配电环节业务,放开售电侧,并允许参与售电侧竞争,收取过网费。

● 消费端延伸型(需求导向):具有增量配电网投资,拥有配电网运营权的售电公司最具有发展前景,这类公司除基本售电业务外,更多发展增值业务。

● 技术、装备渗透型:具有先进能源设备生产运营经验和雄厚技术基础的制造型企业和技术型企业,依托专业人才、关键技术、先进的能源管理理念,可能发展成为综合能源服务提供商。

Q、综合能源系统的关键技术?

● 综合能源系统的建模技术。

● 综合能源系统规划设计技术。

● 综合能源系统能量优化管理技术。

● 综合能源系统市场化运营机制及模式。

● 综合能源系统仿真平台。

Q、综合能源系统规划如何开展?

综合能源系统的规划需重点开展以下三个方面的工作:

● 充分挖掘当地资源,尽量降低对大规模远距离外来能源输送的依赖;

● 深入用户内部分析用能的本质需求,充分利用先进能源转换和循环利用技术,满足用能本质需求;

● 合理利用不同能源系统的惯性差异,优化配置储能及能源转换装置,通过综合能源系统的解耦分析。

综合能源应用前沿技术

同时应以用能本质需求为导向开展综合能源规划:

● 调查区域内各用能客户的用能需求,并根据生产工艺、负荷特征等进一步分析不同能源需求之间是否具有可替代性,以及在改进生产工艺或者技术升级后,电代气、电代热等能源替代可能达到的比例。

● 绘制区域内客户的用电、用气、用热、用冷的日最大负荷、日负荷率、典型日负荷、日峰谷差、年最大峰谷差、年负荷曲线等进行分析,并根据主要用户的用能发展趋势对未来的用能需求进行科学预测。

● 结合上述资料,在考虑合理能源替代的情况下,对区域能源需求进行总体分析和预测。

综合能源应用前沿技术

Q、能源服务新模式——智慧综合能源服务?

在能源互联网和综合能源系统的转型背景下,能源服务将从传统的以产品为中心的服务模式,向以客户为中心的服务模型转型,即综合能源服务。“智慧+”是一种基于信息技术最新成果并展现人文精神的创新性服务体系,是基于“大数据”、“云计算”、“物联网”和“移动通信”最新技术成果,并根据实际应用对象的不同需求所进行的一种再创新,一般包含“感知”、“协同”和“优化”三个部分,实现能源的“引流”、“汇聚”和“赋能”。

智慧综合能源服务具体包括能源智慧供应服务、能源生产消费智能化设施建设和运维服务、智慧节能服务、智慧用能服务、能源市场智能化交易服务五大类内容。

Q、智慧综合能源服务实施路径?

能源企业转型发展的最终目标和重要途径是提升综合能源服务水平。通过打造智慧综合能源服务平台,开展智慧能源业务运营,创新商业模式,形成完善的智慧综合能源系统,进而提升综合能源服务水平。具体包括以下四个方面:

● 设计智慧综合能源服务业务及打造服务示范。

● 建设智慧综合能源服务平台及运营机制。

● 打造区域、园区与企业级示范并推广应用。

● 创新智慧综合能源服务商业模式,积极开拓综合能源服务市场。

Q、智慧综合能源系统的组成和关键技术?

智慧综合能源系统包括基础设施层、能源感知层、泛在通信层、系统服务层和业务应用层,支撑多样化智慧能源综合服务业务。其关键技术包括:大数据应用、人工智能、区块链应用、信息-物理耦合系统、多能流综合能量管理平台技术、云化部署技术、智能感知技术、多能流优化调度技术、分布式电源集群虚拟同步化控制等。目前,国网信通产业集团经过不断积累,形成了以智慧能源综合服务平台为核心载体,集投资、咨询设计、工程建设、软硬件产品提供、能源交易和运营为一体的智慧综合能源系统服务模式。

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