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同里综合能源服务中心15大创新示范项目 亮点各有不同

作者:中国储能电站网 来源:国家电网报 时间:2018-11-13 浏览:

中国储能电站网讯:前不久,“一带一路”能源部长会议暨第三届国际能源变革论坛举行之际,江苏同里综合能源服务中心同步亮相。光热发电、虚拟同步机、空气压缩储能、“三合一”电子公路……同里综合能源服务中心集聚能源领域先进理念与技术,打造了集能源生产、服务、展示、研发、办公等为一体的绿色低碳园区。

构建新型区域能源互联网实践成果获专家院士点赞

同里综合能源服务中心自10月18日建成以来,已经有30余批次千余名国内外政要、专家院士、学者、业内人士等来此考察参观,充分地体验创新理念和领先科技的魅力。

10月19日,中国工程院院士苏义脑、黄其励、刘吉臻,中国科学院院士陈维江这4位参加“一带一路”能源部长会议和国际能源变革论坛的院士专家率先考察调研了同里未来能源自由交换示范区(同里综合能源服务中心)。

在展望影片《新能源小镇》前,院士专家们仔细观看;在源网荷储协调控制系统大屏幕前,他们认真观摩;在动态展示新型区域能源互联网构建思路的多媒体平台前,他们凝神沉思;在看到世界首条“三合一”电子公路,了解到该项目在无线充电效率、电磁辐射防护和智慧交通等方面取得了多项国际领先创新成果后,他们为国家电网公司的创新实践点赞……

近年来,国家电网有限公司能源转型发展的实践路径日益清晰,在推动以清洁和绿色方式满足电力需求、构建可持续发展方面不断迈出重要步伐,同里综合能源服务中心集中展现了公司开展综合能源服务、助推能源变革的科技成果。

通过参观同里综合能源服务中心,现场察看并体验15项创新示范项目,院士专家们充分感受到国家电网能源创新示范项目给古镇同里的生产生活带来的美好变化,对公司在推动能源变革方面做出的实践和努力给予肯定。

院士专家们认为,能源变革是一项涉及全社会的系统工程。国家电网公司通过构建新型区域能源互联网,推动能源优化配置、高效利用、低碳发展的积极做法和率先实践值得赞扬。他们希望公司再接再厉,继续充分发挥自身优势,加大科技创新力度,进一步探索实践,在推进经济高质量发展中展现新作为,为推动能源变革作出新贡献。

15大创新示范项目亮点各有不同

让院士专家们纷纷称赞的同里综合能源服务中心究竟先进在哪?有什么样的科技亮点?国网江苏电力科信部智能处副处长陈铭明介绍,同里综合能源服务中心示范工程包含能源供应、能源配置、能源消费、能源服务四大类共15项创新示范项目。

其中,能源供应类项目包括多能互补综合利用项目、高温相变光热发电等,打造清洁低碳的城市能源供应解决方案;能源配置类项目包括微网路由器、源网荷储协调控制系统等,将电能安全高效地输送到客户家中;能源消费类项目,包括绿色充换电站、“三合一”电子公路等,集中展示了绿色智能的用能新技术、新理念、新模式;能源服务类项目包括综合能源服务平台、综合能源展示中心等,强化互动共享的综合能源服务新体验。

“同里综合能源服务中心示范工程整体构成‘电网为平台、再电气化为核心、多能协同互补’的区域能源互联网,形成了一个集能源管理、智慧服务、科技研发、创新展示等功能为一体的绿色低碳园区。”陈铭明说。

每个项目有什么特色?我们逐一来了解。

1多能互补综合利用项目

由多类型光伏发电系统、风力发电系统和地源热泵冰蓄冷系统组成,在微网路由器及交直流配电房、光热用房的屋顶和南侧立面以及传达室、生态车棚顶部敷设光伏组件,装机容量总计477千瓦。沿服务中心西侧围墙安装4个共20千瓦的低风速垂直轴风机。各种发电装置对风能、太阳能、地热能等多种能源进行采集,根据能源的特性不同进行再合理利用。

换句话说,用能的方式在这个系统下将变得多种多样,供电、供冷、供热等各种能源供应系统由“各自为战”转为“万物皆能”模式,实现多种能源的互补协同供应。

2高温相变光热发电

集太阳能发电、高温相变储热、综合能源供应等多种技术与功能于一体。系统由两套碟式太阳能聚光器+高温相变储热+汽轮机热电联产系统组成,综合能源使用效率高,可解决传统太阳能发电效率较低问题,结合高温相变储热系统,还能实现太阳能的友好可控应用,为综合利用分布式低密度太阳能提供示范性的解决方案。

该系统外形很像天眼望远镜,不同的是,望远镜收集的是信号而该系统收集的是太阳能。它就像是一个巨型的太阳灶,将阳光汇聚,加热介质液体,再通过液体蒸发推动汽轮机发电,同时将收集的热能储存在介质中用于供暖,综合能源利用效率高达43.5%。

3预制舱式储能系统

相当于一个超大型的城市“充电宝”。用电低谷时,电网给这个“充电宝”充电;用电高峰时,“充电宝”释放电能,削峰填谷。该系统能够提升电网接纳新能源能力、电网平衡能力,提高电网和电源整体运行效率以及供电可靠性。

4高温相变储热

相当于一个城市“电暖宝”,通俗来说,就是将低谷时多余的电用来发热,变成热能储存起来。不过存储的介质是一种新材料——陶瓷基复合相变材料。它的能量储存密度很大,一个普通家用电暖器的功率大致是1千瓦,而这个大型的“电暖宝”却能给500户家庭整夜供暖。

该项目采用自主研发的复合高温相变砖作为储热介质,将高温相变储热技术、高效气水换热技术、吸收式制冷技术相结合,实现了热、冷的综合利用,装置电热效率可达95%以上。该项目可以消纳谷电或者弃风、弃光等可再生能源,提高电网调峰能力。

5压缩空气储能

相当于一个“空气电池”,用电低谷时,利用多余的电能压缩空气,将空气液化,将电能转化为空气势能进行存储;用电高峰时,再将空气势能释放,推动汽轮机发电,转化为电能。液化和汽化都伴随着放热和吸热,就如同一台小空调。利用这两种特性,压缩空气储能还具有供冷、供暖以及净化空气的功能。

规模化储能技术是能源互联网完成新能源高效传输与智能配置的核心技术,压缩空气储能技术具有储能容量大、成本低、寿命长、无污染等优势,可有效助力新能源规模化消纳、调峰填谷。该项目采用了液化空气储能技术路线,每个压缩周期可为园区提供500千瓦时电量,夏季供冷量约2.9吉焦/天,冬季供暖量约4.4吉焦/天,可满足2500平米用户供热供冷需求。

6微网路由器

国家重点研发计划项目,也是同里综合能源服务中心的核心部件,负责中心全部电能的中转。微网路由器就像能源“立交桥”,能实现多种电压等级与交直流电源之间的自由变换。

微网路由器作为交直流混合分布式能源系统的枢纽,由四端口电力电子变压器和协调运行控制系统组成,面向多个微网,通过端口的能量调控和信息交互,实现多微网间的能量路由和协调控制,具有分布式资源灵活接入、能量柔性管控、电能质量治理、故障自监测自隔离等多种功能。

7低压直流配电环网

采用直流配电系统运行控制与保护、灵活直流电压变换、直流变压隔离等关键技术,实现±750伏直流配电网络合环运行,支持新能源、储能接入及能量双向互动。项目通过双向变流器等设备构建交直流网架,共建有10千伏交流线路3回、380伏交流线路30回、±375伏线路4回、±750伏线路27回。该项目通过交直流混合配电系统的建设,实现服务中心交直流网架的互联互通,保证分布式电源和负荷的即插即用,使区域内供电可靠性达99.9999%,综合能效提升6%。

8中低压交直流配套

相当于一个“万能插座”。中低压交直流配套是世界首个多源接入、合环运行的直流配电网,借由微网路由器可保证分布式电源和负荷的即插即用,可实现各种分布式电源的互相转换、就地消纳,对转变传统供电模式和促进综合能源体系转型具有重要意义。

其中10千伏交流网架上级电源引自不同变电站,并采用单母分段接线方式,保障区域供电可靠性;±750伏直流网架实现容量较大、距离较远的分布式能源和直流负荷接入;采用合环运行方式,实现多微网间互联互通,在实现客户负荷实时多电源供电的基础上,零感知切除故障;±375伏直流网架为容量较小、距离较近的分布式能源和直流负荷接入提供接口;380伏交流网架便于常规交流电机等旋转负荷的接入,包括虚拟同步机、风机等。

9源网荷储协调控制系统

能源互联网的“指挥部”,实现了冷热电多种能源资源的协调配置,通过对电网端、电网运输端和客户负荷端三方的监测、分析、智能判断,让电网运行得更智能。

同里示范区包含冷-热-电等多种能源形式,贯穿源-网-荷-储多个能源环节,具有多类型的用户群体以及丰富的可调控资源。为此建设冷热电源网荷储协调控制系统,采用分层分区、协调控制的模式,与新建的微网路由器、光热发电、绿色充换电站、“三合一”电子公路、压缩空气储能、预制舱式储能、地源热泵、蓄冷蓄热等装置进行接口互动,实现示范区源-网-荷-储的协调运行分析控制以及冷-热-电多能互补联合运行控制,在区域内提升可调控资源的互动协调控制水平,实现新能源的合理配置与完全消纳。

10“三合一”电子公路

“不停电的智慧公路”,世界上首次实现将光伏公路、无线充电和无人驾驶三项技术融合的应用。它采用新型透明混凝土柔性材料,承重能力达50吨以上。下雪时,路面可以自行融雪化冰,并有LED路面智能引导。电子公路的动态无线充电效率国内领先,达到85%以上。

该项目采用路面光伏发电、动态无线充电等新技术,建成了世界最长的动态无线充电道路,为无人驾驶车辆进行动态充电,有效促进车、路和交通环境的智能协同,实现了电力流、交通流、信息流的智慧交融,为建设新能源利用综合体和新型智慧城市作了前瞻研究和有益探索

11绿色充换电站

由光伏发电系统、充电系统、换电等系统组成。站内机器人可为公交车、乘用车提供全自动换电和快速充电服务。充换电站还配备了光伏发电装置,保证能源的自产自销。即使脱离大电网,它也能独立完成发电、充电和放电。绿色充换电站可实现新能源消纳、退役电池梯次利用和充换电站的经济高效运行。

12负荷侧虚拟同步机

一种基于先进同步变流和储能技术的电力电子装置,可调频与调压,增强大电网的频率及电压稳定性。综合能源服务中心内负荷侧虚拟同步机由虚拟同步机充电机和虚拟同步机路灯组成,包括3台60千瓦直流充电机、1台120千瓦直流充电机和118盏LED路灯。

大规模虚拟同步机接入电网后,将有效增强电网的频率及电压稳定性,其规模化应用后的调频调压能力可以缓解传统备用电源的建设压力,极大降低电网运行成本。展示的虚拟同步机路灯还具备双调光、智能环境监测、雾化降霾、信息发布和智能充电桩等功能。

13同里湖嘉苑被动式建筑

中国首个被动式住宅改造项目,采用了外保温、装配式建材装修、光伏瓦与建筑一体化安装等多项技术。改造之后的住宅通过高效新风系统和低功率供暖制冷设备相配合,可基本满足室内恒温恒湿的设计要求,最大限度地降低对主动式机械采暖和制冷系统的依赖。被动式建筑综合能效较改造前提升40%,建筑节能率达到90%以上,实现了建筑自发自用发电的“零能耗”效果;同时具备被动储能、室温调节与智能语音控制家居等功能。

14同里综合能源服务平台

建有多功能软件系统,相当于家庭私人定制的“用电保姆”。该平台具备数据采集、存储、服务功能,能提供水、电、气、热、冷等能源全方位、全天候、专家型、互动式的客户服务,可以提供有针对性的能源供应、配置、消费模型分析诊断,以及创新性的方案咨询等服务,使客户真正省心用能、省钱用能和绿色用能。

国网江苏电力构建的综合能源服务平台上线半年以来,已经接入1000余户客户的各类能源数据,测点3万多个,实现2万多台客户用能设备细粒度接入与分析,目前主要功能包括数据分析、业务管控、业务运营、客户服务四大模块。

15综合能源展示中心

展示世界先进能源变革技术创新成果,讲述能源就地开发利用、可靠供应的故事,传递能源变革理念,展望以电为核心、电网为平台的未来多能互补能源利用趋势。

原标题:多能协同互补的区域能源互联创新示范


关键字:综合能源

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