中车株洲所臧晓笛:分布式能源开发关键技术

2018年10月17日-19日，由中国可再生能源学会风能专业委员会、中国循环经济协会可再生能源专业委员会、全球风能理事会、中国农业机械工业协会风力机械分会、国家可再生能源中心和中国电子信息产业发展研究院（赛迪集团）六大权威机构联合主办的2018北京国际风能大会暨展览会（CWP 2018）在北京新国展隆重召开。能见App全程直播本次大会。

中车株洲所风电微电网系统技术部部长/资深主任设计师臧晓笛女士出席本次大会，在分散式风电开发技术论坛作“ 分布式能源开发关键技术”的主旨演讲。

以下为发言实录：

臧晓笛：大家下午好，不好意思，我可能有点感冒，我尽量大点声。分布式能源开发的关键技术，从以下三个方面介绍，介绍一下背景和意义，接下来介绍分布式能源开发的关键技术，最后给大家简单说一下，我们所做的一点工作，背景和意义这块，这块我可能从我们能源现在待解决的问题这块切入比较合适，首先能源消费结构的不合理，就是我们现在还是以煤炭化石能源危主的一次能源，……风电光伏大多数还是分布在我国的西北和东北，然后可能跟我们用能正好是相反的，另外一个就是能源供需时间维度，大家可以看到风电跟我们符合是相反的，…发电的一个接入比例，另外一个就是新能源发电机组的调节灵活性能低下，第四个各类能源系统的不融合，各个能源类型相对独立运营缺乏统一的优化。

所以我国的能源系统从单一的能源系统向综合能源系统转变，横向多能互补，纵向源网何储协调，集中和分布式的结合，综合能源系统解决能源现在存在的问题。

什么是综合能源，综合能源就是在规划建设和运行的过程中，我们对各种能源的产生传输与分配转换存储消费交易等环节实施一个有机的协调与优化，形成能源产共销一体化的系统，是能源互联网的一个重要的物理载体，核心就是能源更有效的互联互通。共建综合能源系统的意义，一个是提高能源利用效率，另外一个实现能源的可持续供应，实现能源供应的灵活性和安全性。

我们发展这个分布式能源，共建综合能源系统，我们需要多方面的支撑，首先政策上这两年相继出台了一些指导性的纲领文件，还有一些示范落地性的指导文件，这个可能大家在各种会议上听得比较多，就不详细的讲了。

随着这些政策的推进和社会实践，出现了综合能源系统为核心的新兴的业态形势，包括能源互联网，多能互补，增量配网，虚拟电场，新能源微电网。刚才介绍了一下政策支撑，除了政策支撑还需要技术支撑。

技术支撑主要就是多种能源的协同规划设计，及运行控制技术，重点挖掘和利用不同能源间的互补替代性，实现各类能源由源至荷的协同优化。包括以下五个技术支撑，使用于综合能源系统研究的建模和综合仿真技术，这块技术是一个基础，你进行系统的规划设计和运行控制的一个基础。第二个综合能源系统的评估指标体系和评估方法体系的一个研究，第三个就是综合能源系统的规划，第四个综合能源系统的优化运行机安全控制技术，第五个，提前的，你参与市场的用户测，能效管理技术。

首先综合能源的规划技术这块，这块工作主要确定系统内各个分布式电源的类型，容量以及储能系统的最终容量的配置，设计的时候目标函数，两种方式，一个是整个系统的内部收益率，另外全寿命周期的总成本现值，优化变量就是各个发电单元的类型，容量，约束条件就是自然条件，符合约束以及电价，还有一些储能，一些边界条件的约束。

这块工作现在做的一般都是用软件来实现，首先第一步可能进行一个收资的过程中，风资源数据，风光数据，符合电网数据，电价，气价等等，我们收资源层。第三步进行优化目标的选择，你是选择内部收益率，还是财务限值，还有控制策略，还有一个系统约束条件的一个设定，最终这些都设定好，我们进行一个优化求解，生成方案，右边我们用的软件设定的界面，最终我们生成多种的方案，那么做这个方案以后，我们对各个方案进行验证。

这个是我们一个在我们湖南风光储的一个项目，我们进行规划设计完成以后，然后我们对它进行消纳进行一个验证，我们选择了一个冬夏各选择典型日，因为我们这个系统设计是不上网的，我们完全消纳的。我们是满足要求的，我们光伏处理和风机处理我们是可以完全消纳的，这个时候光伏气能和风机气能都是零。

另外一个就是能量管理这块，是包含以下四个部分，一个是预测模块，另外一个就是人机交互模块，优化模块，还有运行控制模块。一般预测模块，包括功率预测风光功率的预测，主要来自于气象站，符合预测这块主要来自于良测系统，人机交换PCC功率设置，分时电价燃气价格的输入，这些参数设定输送给优化模块，进行优化调度的一个方案优化，最终这个优化方案我是送给运行控制模块，然后来生成实时调度的指令，给我本地控制系统。

这块工作很基础的一块就是功率预测这块，目前我们做了风光这块，就是风的案例，这块我们是采用我们湖南太平里风场，两兆瓦机组三年历史数据，采用遗传算法进行的功率预测，大家可以看到这个吻合度还是比较高的，最大偏差也不会超过10%。

另外一块就是现在我们叫它能源聚合中心，现在说的比较多的虚拟电场，这块我们是全面的来监测风电光伏电站的数据，实现精细化的管理服务，实现电站的智能管理。我们是以大数据为支撑技术来实行功率预测，我们用EPP能效电场进行符合状态和可节约的空间的一个分析，我们利用云平台来采集电网的问性信息和交易的数据然后来进行分级和分设备的进行控制，从而实现整个为VPP系统的发电计划和控制，这是它的一个流程不详细说了。

这是我们采用一个UA节点做的一个模型，我们设置光伏改系统的新能源渗透率10%，优化它的储能的配置，从而达到这个系统的经济效益最优。最后介绍一下做的相关工作。

株洲所全面对接互联网+交通系统绿色化等国家战略升级十大核心技术，形成从芯片到器件再到系统和整机的完整技术链和产业链。综合能源这块我们也达到了三个技术平台，仿真平台，规划设计平台，还有我们的能量管理平台。

我们搭建的仿真平台是CPS仿真平台，把物理系统和信息系统联合仿真，清晰展示电网能源和信息流互相的影响，仿真系统更加接近于实际系统，另外对系统的潮流，电压频率稳定电能质量等仿真计算结果更加可靠。

这是我们规划设计平台，设计平台搭建考虑了最新的分布式能源相关设计建设标准，新能源补贴及电价交叉补贴。

能源管理平台这块我们可以提供一个定制化的调度和控制策略，丰富的通讯，归约库，高速通讯处理单元，大数据云平台监控。另外一块可能现在也是比较火的，能量路由器，我们利用能源路由器来连接轨道交通迁移网，充电站新能源还有我们的储能，集成我们能源网的信息数据，从而达到我们系统的绿色智能高效的用能。这是我们当前做的一些新能源微电网和综合能源的项目，大概都是在我们这个湖南省三个在我们株洲有一个在我们常德市，静态投资回收期都是五到八年。

这个就是我们具体在我们时代新材PI膜事业部分布式微电，2.4兆瓦的新能源，600千瓦时的储能。这个跟上一个类似，4.4兆瓦的风电，450千瓦的光伏，600个千瓦时的新能源储能。这个是我们分布式能源站的项目，这个比较典型，包括工业商业酒店，以及办公，元素也比较多。这个就是我们一个典型的电动汽车车企的综合能源项目。我的介绍就到这里谢谢大家。

（发言为能见APP整理，未经本人审核）