編者按：2021年12月7-8日，以“雙碳目標(biāo)下的智慧方案與行業(yè)機(jī)遇”為主題的第十七屆中國分布式能源國際論壇于西安召開。本次會議由中國能源研究會分布式能源專業(yè)委員會、中國能源網(wǎng)主辦，陜西分布式能源股份有限公司聯(lián)合主辦。會上，西安西電電力系統(tǒng)有限公司資深技術(shù)專家、綜合能源事業(yè)部經(jīng)理程曉絢發(fā)表了“能源•智啟未來——綜合能源智慧服務(wù)系統(tǒng)的實踐”的主旨演講。

以下內(nèi)容根據(jù)大會演講實錄進(jìn)行整理。

主持人 周濤：下面有請西安西電電力系統(tǒng)有限公司資深技術(shù)專家、綜合能源事業(yè)部經(jīng)理程曉絢進(jìn)行發(fā)言，題目是《能源•智啟未來——綜合能源智慧服務(wù)系統(tǒng)的實踐》，有請程總。

程曉絢：各位專家、各位來賓大家下午好!下面由我代表西安西電電力系統(tǒng)公司做大會的匯報，我匯報的題目是《能源•智啟未來——綜合能源智慧服務(wù)系統(tǒng)的實踐》。

我的匯報分為四部分：

第一，綜合能源服務(wù)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

我們常說機(jī)遇和挑戰(zhàn)是并存的，從2014年習(xí)總書記提出“四個革命、一個合作”，到2020年的“雙碳”目標(biāo)，這樣一個發(fā)展歷程，為新能源和綜合能源賦予了低碳化、電氣化、智能化、市場化、一體化、國際化的特征。我們要實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，必然要經(jīng)過兩個必不可少的手段，一個是減少碳排放，一個是增加碳吸收，我們通過降低能耗，提高能源使用效率，增加綠電的應(yīng)用來減少碳排放，通過這些技術(shù)手段以及植樹造林，增加碳吸收，在這個環(huán)節(jié)中綜合能源服務(wù)起到了至關(guān)重要的作用。

我們都知道，綜合能源的本質(zhì)就是對各種能源的產(chǎn)生、傳輸與分配、轉(zhuǎn)換、存儲、消費(fèi)、交易等環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)的協(xié)調(diào)和優(yōu)化，通過云、源、網(wǎng)、荷、儲的協(xié)同，實現(xiàn)多能互補(bǔ)和能源綜合梯級利用，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一，這就是綜合能源服務(wù)系統(tǒng)的內(nèi)涵。

接下來簡單介紹一下我們公司以及我們開展相關(guān)業(yè)務(wù)的一些情況。首先，西安西電電力系統(tǒng)有限公司是中國西電集團(tuán)的核心子企業(yè)之一，也是今年備受關(guān)注的一件事情，就是中國西電集團(tuán)與國家電網(wǎng)公司下屬的許繼、平高、山東電工電氣、南瑞恒馳、泰事達(dá)以及重慶博瑞重整組合成了中國電氣裝備集團(tuán)，并于今年9月份在上海召開了成立大會。

集團(tuán)重組后，中國電氣裝備集團(tuán)的業(yè)務(wù)涵蓋了發(fā)、輸、變、配、用電等電力領(lǐng)域，同時也包括了綜合能源服務(wù)、儲能、工業(yè)自動化、能源互聯(lián)網(wǎng)等等這些業(yè)務(wù)領(lǐng)域的范圍的業(yè)務(wù)。

西安西電電力系統(tǒng)有限公司是我國主要的高壓直流輸電、柔性直流輸電工程的系統(tǒng)研究、工程成套及換流閥、動態(tài)無功補(bǔ)償裝置等電力電子設(shè)備研發(fā)、制造和試驗檢測基地。左邊這些圖片是我們一些核心的產(chǎn)品，有常規(guī)的直流輸電晶閘管換流閥、柔直換流閥，以及靜止無功補(bǔ)償發(fā)生器等。我們公司也掛牌了國家能源電力電子技術(shù)裝置研發(fā)中心以及陜西省和西安市的分布式微電網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心，同時公司也具備電力工程施工總承包資質(zhì)和設(shè)計資質(zhì)。

我們公司從傳統(tǒng)的高壓直流輸電、海上風(fēng)電柔直以及直流配網(wǎng)、電能質(zhì)量治理這些傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)向綜合能源系統(tǒng)解決方案，以及開發(fā)一些綜合能源核心產(chǎn)品的這種研發(fā)，向這樣的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，經(jīng)歷了由超高壓的設(shè)備向中低壓設(shè)備延伸，由交直流電力系統(tǒng)仿真研究拓展到微電網(wǎng)、能源網(wǎng)的仿真研究，由特高壓工程拓展到綜合能源工程這樣的歷程。

其中，我們圍繞園區(qū)的規(guī)劃需求、分布式能源應(yīng)用、儲能等方面進(jìn)行了核心技術(shù)的開發(fā)，包括冷熱電氣多能源綜合利用技術(shù)、可再生能源網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)、儲能技術(shù)、直流配電技術(shù)、光儲充一體化運(yùn)用技術(shù)、多微網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)用技術(shù)、智慧能源互聯(lián)網(wǎng)綜合管控技術(shù)等等。

圍繞重點的目標(biāo)客戶，我們形成了圍繞包括園區(qū)綜合能源服務(wù)系統(tǒng)、微電網(wǎng)、儲能、中低壓直流配網(wǎng)、停車場綜合能源站五大整體解決方案。

首先是面向園區(qū)的綜合能源服務(wù)解決方案，我們構(gòu)建區(qū)域綜合能源站、分布式能源系統(tǒng)，通過信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上傳到由園區(qū)的公共管理平臺進(jìn)行統(tǒng)一的能量管控，形成能源的生產(chǎn)、傳輸、消納全過程的互補(bǔ)互濟(jì)。

第二是分布式微電網(wǎng)一體化解決方案，這里面包括了多種技術(shù)的應(yīng)用，包括分布式能源接入與管理、儲能管理、就地保護(hù)與監(jiān)控、智能調(diào)度、并離網(wǎng)無縫切換等等。中間這張圖是我們公司做的微電網(wǎng)的整個拓?fù)鋱D，右邊是我們自主研發(fā)的微電網(wǎng)的控制保護(hù)裝置和微電網(wǎng)的控制保護(hù)系統(tǒng)。

第三是儲能的集成解決方案，圍繞發(fā)、輸、配、用，包括新能源的領(lǐng)域，形成不同的儲能解決方案，底下這四張圖片是我們核心的產(chǎn)品，有儲能一體機(jī)，包括儲能的能量管理系統(tǒng)EMS，中間是我們參加內(nèi)蒙古金山儲能項目的現(xiàn)場圖片。

第四是中低壓直流配網(wǎng)系統(tǒng)解決方案。中低壓直流配網(wǎng)對新能源的接入非常友好，具有功率的雙向可控、快速響應(yīng)、線路成本低、傳輸損耗小等特點。我們西電研發(fā)了4端口3兆瓦的能量路由器，能夠?qū)崿F(xiàn)多種電壓等級和交直流電源間的自由變換，已經(jīng)用在江蘇的項目上，包括我們?yōu)榻K吳江提供了兩臺1兆瓦和2兆瓦的電力電子變壓器也已經(jīng)工程應(yīng)用。

第五是停車場綜合能源站，這里就實現(xiàn)了光儲充一體化技術(shù)的應(yīng)用，右邊是我們做的幾個停車場的一些示范項目，這個智能充電云平臺是我們自主研發(fā)的，對我們的充電站進(jìn)行統(tǒng)一的運(yùn)維管理。

第三部分，介紹一下綜合能源智慧服務(wù)系統(tǒng)實踐，西電綜合能源智慧服務(wù)系統(tǒng)示范項目，也是我們大會安排明天請各位專家代表到我們公司進(jìn)行參觀和交流指導(dǎo)工作的一個項目，我在這里做一個簡單的介紹。

2014年，我們開始開展風(fēng)電、光伏、儲能在內(nèi)的微電網(wǎng)一期項目的設(shè)計與建設(shè)。2017年，自主開發(fā)了微電網(wǎng)中央控制器，建立了微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，實現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)信息化與智能管控。2019年7月，開展綜合能源服務(wù)系統(tǒng)核心的技術(shù)研究及示范項目建設(shè)，以我們企業(yè)的園區(qū)為載體，設(shè)計了冷、熱、電、氣多能源綜合利用，集合了交/直流微電網(wǎng)、儲能、充電站等多項技術(shù)，構(gòu)建了源、網(wǎng)、荷、儲綜合能源系統(tǒng)，打造園區(qū)級綜合能源示范基地。

這是我們整個的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，中間是核心的綜合能源站，這里實現(xiàn)了冷、熱、電、氣多能流的交互利用，包括三聯(lián)供機(jī)組、空氣源熱泵、儲熱、儲冷、電鍋爐這些產(chǎn)熱、換熱的設(shè)備，右邊是交流微電網(wǎng)，這里面我們廠區(qū)的光伏有1兆瓦的屋頂光伏，我們?nèi)×似渲?00千瓦接入微電網(wǎng)，包括旋轉(zhuǎn)跟蹤式光伏、風(fēng)電、儲能、充電站、路燈，形成了交流微電網(wǎng)。

左下角是光儲充一體化的車棚，這是直流接入的直流微電網(wǎng)，車棚100千瓦，儲能200千瓦時，直流充電樁是120千瓦接入直流的直流充電樁，形成這樣一個微電網(wǎng)和能源的體系，這兩個微網(wǎng)之間可以做一些能源電能的交互和協(xié)同。

這塊是我們整個在園區(qū)里面設(shè)計的整體布置，明天下午歡迎大家到我們公司去實地參觀和指導(dǎo)工作。

這塊是我們整個能流圖，從左到右是源網(wǎng)荷儲整個能量的布置，在源網(wǎng)到網(wǎng)的時候我們有一個冷、熱、電、氣多能量的交互。這塊是我們現(xiàn)場的圖片，我們能源站的圖片，光儲充一體化車棚的圖片，包括能源站里面設(shè)備的現(xiàn)場圖片。

下面介紹一下我們整個方案設(shè)計體系，綜合能源整體設(shè)計還是比較復(fù)雜的過程，首先是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究，我們要對很多能源的資源進(jìn)行研究，比如說我們現(xiàn)在園區(qū)里的天然氣、電，有哪些資源可以利用，用能的成本是多少，我們對相關(guān)政策也要做一些了解，有沒有政策相關(guān)的補(bǔ)貼，或者是其他的一些支持，對成本有比較大影響的政策。

做了這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究之后，其中還有一個關(guān)鍵的是做復(fù)合計算，復(fù)合計算我們在做園區(qū)的時候，往往不是針對一個建筑物做，我們建筑物做設(shè)計的時候有一些復(fù)合最基本的數(shù)據(jù)，但是如果在園區(qū)里面僅僅把不同建筑物之間的用能進(jìn)行簡單的累加，那樣對經(jīng)濟(jì)性沒有深入的經(jīng)濟(jì)性的測算，所以對于復(fù)合計算，在不同的時間，因為每個復(fù)合都有不同時性，整個復(fù)合測算是我們在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究的時候一個非常重要的產(chǎn)出。

第二個，總體方案規(guī)劃的設(shè)計，我們對于所有用能設(shè)備，你這個用戶場景里面所能考慮到的所有產(chǎn)能的設(shè)備，比如我們現(xiàn)在空氣源熱泵、燃?xì)馊?lián)供、地?zé)徇@些用能的成本以及它的性能要有一個深入的研究，然后我們再去做整個方案的規(guī)劃。

右下方這三張圖是我們根據(jù)西安市的天然氣在元旦前和元旦后都會有不同的氣價，在不同氣價的情況下每個設(shè)備用能的成本是不一樣的，在什么時候考慮用什么樣的設(shè)備，才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)利益的最大化，在晚上補(bǔ)電的時候哪一個設(shè)備的用能是最經(jīng)濟(jì)的，這是我們在總體方案規(guī)劃設(shè)計的時候需要考慮的。

第三個是優(yōu)化設(shè)計。這里面包括我們對不同優(yōu)化目標(biāo)，多目標(biāo)優(yōu)化，我們對于你是站在用戶側(cè)的角度上去考慮經(jīng)濟(jì)效益，還有運(yùn)營效益，還是說年化成本最低，要有一個綜合的評估。然后我們再通過能量控制策略的調(diào)整形成總體最優(yōu)的運(yùn)行方式，反復(fù)去迭代，去優(yōu)化，形成最終的控制策略和最終采用什么樣的設(shè)備，這個設(shè)備的容量多大，才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最大化的一個優(yōu)化的計算。

第四，在我們做完整體的架構(gòu)、參數(shù)的確定后，我們還要做系統(tǒng)調(diào)度的運(yùn)行仿真，這一塊我們要建立各種系統(tǒng)里面核心的一些設(shè)備，比如說換能設(shè)備、儲能設(shè)備、產(chǎn)能設(shè)備，包括我們的閥、泵，這些數(shù)學(xué)模型，形成系統(tǒng)調(diào)度的運(yùn)行仿真，對它的控制策略、控制的參數(shù)進(jìn)行整體的確定。

這是我們技術(shù)人員自己開發(fā)的一個西電綜合能源的規(guī)劃設(shè)計軟件，我剛才介紹的一套規(guī)劃設(shè)計的過程，都在這個軟件里面有所體現(xiàn)。非常遺憾，這個視頻播放不了，我們整個設(shè)計的過程都在軟件里面可以直接形成軟件體系。

第二部分，我們結(jié)合這樣的項目，自主開發(fā)了西電綜合能源管控及服務(wù)平臺，不僅僅是我們公司的項目，也是做了一個平臺化的產(chǎn)品。這里面包括五個模塊：能源監(jiān)控、能源管理、能源運(yùn)維、能源交易、能源服務(wù)。因為時間有限，我就不一一介紹了，我們一般做整個綜合能源的管控必須具備的基本功能，包括我們針對實際的工程，也可以進(jìn)行定制化的開發(fā)，這是能源運(yùn)維的模塊。

能源管理、能源服務(wù)、能源交易，這個不能播放。如果大家明天下午有時間可以到我們公司實際去看，我們會有一個專門的介紹，介紹我們綜合能源管控平臺整體的設(shè)計和運(yùn)行的情況。對于這個項目的綜合效益，我們有一個總體的分析，從用戶側(cè)、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，從用戶側(cè)來說，對于園區(qū)的綜合能源肯定增加了用能的穩(wěn)定性和可靠性，因為多種能源供應(yīng)必然會比單一能源更加可靠。經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)過一個測試，我們整個運(yùn)營成本比之前運(yùn)營成本大概減少約50%，廠區(qū)內(nèi)的可再生能源使用率達(dá)到44%，當(dāng)然我們減碳的這些也是整個項目對環(huán)保的貢獻(xiàn)。

這個項目的特點也做了總結(jié)，首先是多能互補(bǔ)綜合利用，之前各個能源是沒有相互交互，都是“各自為戰(zhàn)”，現(xiàn)在把冷、熱、電、氣多種能源供應(yīng)鏈、整個供應(yīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)為“萬物皆能”模式，實現(xiàn)多種能源的互補(bǔ)協(xié)同供應(yīng)。第二個是預(yù)制艙技術(shù)，儲熱、儲冷，包括三連供機(jī)組都是以預(yù)制艙的這種形式來進(jìn)行，我們在建設(shè)時是采用的這種方案，有效地縮短了整個施工工期，以及降低了現(xiàn)場的調(diào)試難度。

第三是多設(shè)備的能量路由，我們現(xiàn)在系統(tǒng)里面還是比較復(fù)雜的系統(tǒng)，在一二次管網(wǎng)上接入不同的設(shè)備，既有產(chǎn)能的又有儲能的，既有常壓的又有帶壓的。一二次管網(wǎng)設(shè)備上的融合，也是從物理層面上實現(xiàn)了能量路由。同時我們現(xiàn)在整個系統(tǒng)保護(hù)是三重控制保護(hù)，有就地控制柜，從就地控制柜到分布式控制系統(tǒng)及云平臺能量管理系統(tǒng)，形成了三重控制保護(hù)，控制的顆粒度由粗到細(xì)，保護(hù)的可靠性也是大為增強(qiáng)了。智能化運(yùn)維也是我們在系統(tǒng)設(shè)計時就已經(jīng)進(jìn)行過仿真，在實際工程執(zhí)行時，我們也進(jìn)行了整個一鍵啟停和自動投切的設(shè)計，整個系統(tǒng)功率是自動調(diào)度的，以每個時刻功能的費(fèi)用最低為原則，也是為了獲得最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。

這塊其實是我想給大家展示一下整個一鍵啟停的過程，但是好像這個視頻有些問題。對于未來的展望，這個也是我在前兩天看到新聞里，工信部發(fā)布了關(guān)于印發(fā)《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》的通知，鼓勵工廠、園區(qū)開展工業(yè)綠色低碳微電網(wǎng)建設(shè)，發(fā)展屋頂光伏、分散式風(fēng)電、多元儲能、高效熱泵等，推進(jìn)多能高效互利互用的這樣一個指導(dǎo)文件，也是一個新的指導(dǎo)文件。我一直認(rèn)為綜合能源事實上現(xiàn)在真的是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，市場很大，挑戰(zhàn)也很艱苦，任重而道遠(yuǎn)，我們系統(tǒng)公司也是面對未來，以“推動綠色高效的電能變換、傳輸和應(yīng)用”為使命，結(jié)合能源特有稟賦，探索技術(shù)、管理和商業(yè)模式創(chuàng)新，提供服務(wù)多方用戶的一體化綜合能源服務(wù)。

感謝大家，歡迎大家明天下午去我們公司現(xiàn)場交流，指導(dǎo)工作，謝謝!

主持人 周濤：感謝程總。雖然在播放中留下一些遺憾，期待更精彩的內(nèi)容在明天下午的考察中，因為明天無論是A線路還是B線路，西電都是我們必到的一站，我們期待在現(xiàn)場看到更精彩的內(nèi)容和技術(shù)。