明陽(yáng)智慧能源：基于大數(shù)據(jù)與多能互補(bǔ)的智慧能源技術(shù)應(yīng)用

2017-10-19 10:07:36 能見(jiàn) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

2017年10月16日-19日，2017北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)（CWP2017）在北京隆重召開(kāi)。在18日舉行的分散式風(fēng)電和微電網(wǎng)技術(shù)分論壇上，明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司算法模型工程師劉兵就基于大數(shù)據(jù)與多能互補(bǔ)的智慧能源技術(shù)應(yīng)用進(jìn)

2017年10月16日-19日，2017北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)（CWP2017）在北京隆重召開(kāi)。在18日舉行的“分散式風(fēng)電和微電網(wǎng)技術(shù)”分論壇上，明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司算法模型工程師劉兵就“基于大數(shù)據(jù)與多能互補(bǔ)的智慧能源技術(shù)應(yīng)用”進(jìn)行了相關(guān)分享。他在演講中表示，明陽(yáng)智慧能源本著整體規(guī)劃和分布實(shí)施的原則，要逐步實(shí)現(xiàn)智慧能源的目標(biāo)。具體的項(xiàng)目規(guī)劃路徑是：第一在風(fēng)能發(fā)電場(chǎng)配置儲(chǔ)能系統(tǒng)，第二建立光儲(chǔ)系統(tǒng)，第三建立一個(gè)風(fēng)儲(chǔ)的微電網(wǎng)平臺(tái)，最后是打造智慧城市，現(xiàn)在處于規(guī)劃階段。

以下為演講實(shí)錄：

劉兵：大家好，今天很榮幸能夠有機(jī)會(huì)在這里和大家分享明陽(yáng)集團(tuán)在微電網(wǎng)和分散式風(fēng)電方面的技術(shù)探索，我的演講分為五個(gè)部分。

首先我們都知道可再生能源具有隨機(jī)性和波動(dòng)性的特性，這就導(dǎo)致了它的初逆有了難以控制的點(diǎn)，而隨著近幾年的可再生能源占比逐漸的提高，光伏在2016年發(fā)電占到了5%，同時(shí)國(guó)家也出臺(tái)了一系列的系列，去提高可再生能源的占比，其中一個(gè)有效的解決方案就是通過(guò)多能互補(bǔ)的方式促進(jìn)可再生能源。

接下來(lái)我所介紹的技術(shù)應(yīng)用就是這個(gè)中關(guān)鍵的技術(shù)要點(diǎn)，首先我要介紹儲(chǔ)能集成技術(shù)，因?yàn)閮?chǔ)能在微電網(wǎng)中可以將不可控的變成可控。第一個(gè)是選型，第二個(gè)是集成，第三個(gè)進(jìn)行有效的利用，選型進(jìn)行不同的場(chǎng)景選擇不同的內(nèi)芯，當(dāng)我們確定了選型之后，對(duì)電池的單體，接下來(lái)的系統(tǒng)進(jìn)行有效的集成，這樣確定了選型和集成之后，第三步就是如何去有效的應(yīng)用。第一個(gè)需要對(duì)儲(chǔ)能的特性了解的特別清楚，第二個(gè)需要對(duì)儲(chǔ)能的場(chǎng)景分析的特別透徹，基于這兩點(diǎn)知道了以后再看策略。

這個(gè)是在供電場(chǎng)進(jìn)行的應(yīng)用，接下來(lái)我會(huì)詳細(xì)的介紹工廠的供水系統(tǒng)。其實(shí)這里有個(gè)視頻播不出來(lái)，它會(huì)展示我們?cè)趫?chǎng)的供電系統(tǒng)，它里面包含著儲(chǔ)能電池以及系統(tǒng)，實(shí)時(shí)的集裝箱有變壓器，然后整個(gè)儲(chǔ)存系統(tǒng)是在風(fēng)電上，利用風(fēng)場(chǎng)的集成系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理，通過(guò)不同的算法實(shí)現(xiàn)不同的功能，比如平滑輸出，調(diào)頻。右邊這個(gè)圖像是一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)初逆的曲線，紅色的曲線代表的是理論的功率，藍(lán)色的曲線代表的是目標(biāo)功率，我們可以看到當(dāng)你們工廠的發(fā)電功率超過(guò)的時(shí)候，這個(gè)電池開(kāi)始充電，當(dāng)它低于這個(gè)功率電池開(kāi)始放電，但是電池的特性有一點(diǎn)，不同的功率下，它電池容量是不一樣的。可以把握充分的時(shí)機(jī)，去提升系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，我們首先根據(jù)氣象評(píng)估以及氣象的測(cè)試去對(duì)整個(gè)工廠進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)需要通過(guò)調(diào)度的歷史數(shù)據(jù)，對(duì)調(diào)度的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)，有了信息之后我們就可以更好的去開(kāi)發(fā)一個(gè)儲(chǔ)能。

這是我們的架構(gòu)，它主要分為三層，第一個(gè)能量管理系統(tǒng)，這個(gè)能量管理系統(tǒng)會(huì)根據(jù)調(diào)度的信息還有電子信息，去對(duì)全場(chǎng)的指令下發(fā)給主控，以及本地控制器，把這個(gè)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)它的保護(hù)以及控制。

剛才介紹了架構(gòu)，如何去對(duì)它進(jìn)行一個(gè)有效的設(shè)計(jì)，有兩點(diǎn)，第一個(gè)是對(duì)電池的特性進(jìn)行詳細(xì)的分析，第二點(diǎn)需要對(duì)工廠的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行有效的判斷。我先介紹一下電池的特性有兩個(gè)要點(diǎn)，這個(gè)是從我們的合作廠家中獲得的電池?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)下面的第三個(gè)表格我們可以看到，當(dāng)電池在滿充狀態(tài)下放電的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)如果它的放電規(guī)律越大，它所放射的容量就越小，通過(guò)這樣的特性我們就得到在儲(chǔ)能利用的時(shí)候，我們需要盡可能以小的粗放電，這樣才能讓電池盡可能放出多的能量，這是第一個(gè)要點(diǎn)。

第二個(gè)要點(diǎn)它的圖展示的是電池在不同的深度下，在不同的溫度，它在全生命周期內(nèi)所能夠循環(huán)的次數(shù)，我們?nèi)绻f(shuō)確定它的溫度的前提下，他所放出的能量乘以放電次數(shù)乘以總的次數(shù)，就是它的總能量，根據(jù)上面那個(gè)圖表，我們把這個(gè)單次放電的循環(huán)次數(shù)以及循環(huán)深度把它相乘，相乘之后就是總能量的變化趨勢(shì)，我們可以看到，當(dāng)循環(huán)深度在0.6以內(nèi)時(shí)，它的主放電能量基本上保持不變，在2640到2880之間，但是當(dāng)它的循環(huán)深度在2.6以上的時(shí)候，它就會(huì)迅速的下降，根據(jù)這樣兩點(diǎn)分析我們就得到下面的結(jié)論，為了實(shí)現(xiàn)電池生命周期放盡可能多的能量，需要滿足兩個(gè)條件。第一個(gè)需要盡可能小規(guī)模的去分放電，第二個(gè)使電池的放電深度盡可能控制在60%以內(nèi)。

分析了儲(chǔ)能系統(tǒng)自身的特性，下面介紹運(yùn)行規(guī)律。這個(gè)是我們?cè)诖笈d的放電場(chǎng)從2015到11月到2016年的10月一整年進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)限電的時(shí)間達(dá)到兩個(gè)月的小時(shí)，而限電的次數(shù)接近644次，我們規(guī)定限電比方說(shuō)持續(xù)限電到下一次不限電為止，我們統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，限電在一小時(shí)以內(nèi)的是占據(jù)了51%，也就是說(shuō)很多時(shí)候我們限電的時(shí)候，它是短時(shí)間的限電而不是長(zhǎng)時(shí)間的限電，我們進(jìn)一步的將一整年的數(shù)據(jù)以及限電的規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)更新，也就是是第二個(gè)圖表，這個(gè)圖表看到一整年的在季節(jié)變化，我們進(jìn)一步看表格可以發(fā)現(xiàn)，一到五月份限電損失比較高，而五月份的時(shí)候達(dá)到最高峰，十月，十二月相對(duì)次之，我們拿出來(lái)分析進(jìn)行比較，我們發(fā)現(xiàn)把調(diào)度的工具相減，紅色曲線以上代表不限電，以下代表限電，這個(gè)周期不明顯，但是會(huì)表現(xiàn)出周期，一般情況下會(huì)出現(xiàn)晚上限電白天不限電的規(guī)律，我們可以利用這個(gè)規(guī)律對(duì)儲(chǔ)能進(jìn)行日的粗放電。根據(jù)這個(gè)特性和工廠的運(yùn)行規(guī)律，我們制定出更加一般化的儲(chǔ)能策略，我們判斷的依據(jù)是這樣的，第一個(gè)是以下三點(diǎn)需要在限電時(shí)充電，不限電放電，否則我的儲(chǔ)能系統(tǒng)沒(méi)有給工廠增加積極效應(yīng)，第二個(gè)需要它的SUC在最大最小之內(nèi)，它的依據(jù)以及調(diào)度預(yù)測(cè)，同時(shí)基于兩個(gè)預(yù)測(cè)得到的限電時(shí)段的判斷。我們會(huì)得到這樣一個(gè)點(diǎn)，如果我們使用小規(guī)律存放電的話，它無(wú)法達(dá)到，如果使用大規(guī)律的放電，我們使用預(yù)定的限定時(shí)間。具體的判定依據(jù)就是下面的公式。

以上簡(jiǎn)要介紹了我們的系統(tǒng)，將儲(chǔ)能運(yùn)用于工廠中，進(jìn)行限放電以及配合調(diào)度的控制事項(xiàng)。接下來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下在微網(wǎng)方面幾個(gè)技術(shù)研究。第一個(gè)是EMS系統(tǒng)，主要在風(fēng)儲(chǔ)、光儲(chǔ)的方面研究，第二個(gè)是控制器，它能做到實(shí)時(shí)保護(hù)控制，同時(shí)也對(duì)儲(chǔ)能的系統(tǒng)，對(duì)電池的均衡保護(hù)進(jìn)行研究。最后是負(fù)荷管理系統(tǒng)，這個(gè)主要是應(yīng)用于大樓和園區(qū)，對(duì)它進(jìn)行監(jiān)測(cè)，去優(yōu)化用戶的用的習(xí)慣，降低用的成本，接下來(lái)會(huì)在后面的案例介紹中展現(xiàn)這幾個(gè)方面的技術(shù)。

下面我簡(jiǎn)要介紹一下多能互補(bǔ)的技術(shù)應(yīng)用，主要包括儲(chǔ)能應(yīng)用于電網(wǎng)中進(jìn)行填補(bǔ)，以提供服務(wù)，同時(shí)配合風(fēng)電和光伏進(jìn)行平衡輸出，同時(shí)儲(chǔ)能去協(xié)同進(jìn)行出力，還有信息調(diào)度以及配合多種能源進(jìn)行虛擬建場(chǎng)的技術(shù)。

這個(gè)是我們?cè)谇嗪Ｊ械囊粋€(gè)多能互補(bǔ)的方案，在青海市我們研究了它近三十年的氣象局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)資源和光資源進(jìn)行互補(bǔ)，在冬季的時(shí)候光伏充電相對(duì)少一些，在夏天的時(shí)候光伏充電相對(duì)多一些，這樣全年的時(shí)候它的多能互補(bǔ)的處理會(huì)達(dá)到相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)，這樣就更加有利于我們電網(wǎng)接納發(fā)電。同時(shí)我們知道在風(fēng)場(chǎng)中存在較大的空余面積，我們較大利用空余面積去配置更大的光伏的占比，更加優(yōu)化整個(gè)的空間。

最后我們?nèi)绻ジ脑飕F(xiàn)有的供電場(chǎng)去配置光伏發(fā)電，也可以降低整個(gè)的成本，去優(yōu)化收益。

關(guān)于多能互補(bǔ)的監(jiān)控技術(shù)，主要是調(diào)度算法去結(jié)合我們的信息和調(diào)度信息，去對(duì)多種能源，發(fā)電單元以及儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的分配，去實(shí)現(xiàn)我們的調(diào)度目標(biāo)，比如經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，平滑功率輸出，還有實(shí)現(xiàn)短期的功能。

下面我簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)明陽(yáng)智慧的幾個(gè)技術(shù)案例，我們通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)氐馁Y源需求分析，一些能源的需求狀況進(jìn)行考量，去設(shè)計(jì)最優(yōu)的一個(gè)技術(shù)方案，將能效技術(shù)與管理技術(shù)相結(jié)合，去提高占比，降低用戶的運(yùn)營(yíng)成本。提到的關(guān)鍵技術(shù)主要包括需求更新，以及方案架構(gòu)的設(shè)計(jì)，還有運(yùn)行模式以及控制的設(shè)計(jì)。明陽(yáng)集團(tuán)本著是整體規(guī)劃和分布實(shí)施的方案，去逐步實(shí)現(xiàn)我們智慧的目標(biāo)。我主要介紹相關(guān)的案例，第一個(gè)就是大氣的風(fēng)能發(fā)電場(chǎng)，去配置儲(chǔ)能系統(tǒng)，去配合電的輸出，這是第一個(gè)項(xiàng)目。第二個(gè)是建立光儲(chǔ)的系統(tǒng)，第三個(gè)是建立一個(gè)風(fēng)儲(chǔ)的微電網(wǎng)平臺(tái)，最后一個(gè)是打造智慧城市，現(xiàn)在處于規(guī)劃階段。

光宇這個(gè)項(xiàng)目是明陽(yáng)進(jìn)行微網(wǎng)的系統(tǒng)以及儲(chǔ)能技術(shù)利用，還有園區(qū)技術(shù)管理的開(kāi)發(fā)和技術(shù)品牌，里面包含光伏、儲(chǔ)能的系統(tǒng)，是給廠區(qū)的每棟大樓進(jìn)行管理，降低整體人的成本。光特包含了七兆的供給，還有一兆的光伏薄膜，還有儲(chǔ)能用了冷電，同時(shí)這個(gè)項(xiàng)目中也用了不同的管理技術(shù)對(duì)園區(qū)的電負(fù)荷和熱負(fù)荷都進(jìn)行管理，這個(gè)項(xiàng)目建成之后將會(huì)是廣東省最大的一個(gè)風(fēng)光儲(chǔ)的一個(gè)微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)我們的商業(yè)驗(yàn)證都有很大的戰(zhàn)略意義。

以上是我的介紹，謝謝大家！

（發(fā)言為現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)本人審核）

責(zé)任編輯：lixin

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