國網(wǎng)山東電科院邢家維：多能源互補(bǔ)協(xié)同控制技術(shù)在青島中德生態(tài)園的示 范應(yīng)用

來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)
構(gòu)等不同領(lǐng)域的600余家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，1317位嘉賓參加了本屆大會。

11日上午，國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院專業(yè)工程師邢家維受邀在“新能源動力系統(tǒng)控制技術(shù)專場”分享了主題報告，主題為《多能源互補(bǔ)協(xié)同控制技術(shù)在青島中德生態(tài)園的示范應(yīng)用》。

邢家維：各位專家、各位同仁：大家中午好！很榮幸來到這里，給大家做分享。我今天分享的
主題是《多能源互補(bǔ)協(xié)同控制技術(shù)在青島中德生態(tài)園的示范應(yīng)用》，匯報一下近年來山東公司
在青島建設(shè)的綜合能源示范工程。

首先給大家介紹一下整體的示范工程概況，綜合能源系統(tǒng)相信各位不陌生了，主要以電力為核
心，集合了電、冷、熱、氣、水等多種能源形式高效互聯(lián)、協(xié)同互濟(jì)，以提升能源利用利用效
率，助力用戶高效清潔用能為目標(biāo)的新型能源系統(tǒng)。“十四五”規(guī)劃中也提出了綜合可再生能
源、儲能、柔性網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)的能源技術(shù)和信息通信技術(shù)，推動分布式可再生能源的就地消納以
及生產(chǎn)消費(fèi)一體化，建設(shè)冷、熱、電、氣、水一體的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)。國網(wǎng)公司也是要建成
世界一流的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，綜合能源系統(tǒng)也是能源互聯(lián)網(wǎng)重要的組成部分。

現(xiàn)在向各位簡單介紹一下建設(shè)背景，示范工程我們是依托了山東公司牽頭的兩個重點(diǎn)科技項(xiàng)
目，一個是2018年立項(xiàng)的，《基于多能互補(bǔ)的微網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行控制技術(shù)研究與應(yīng)用》。另外
在2019年?duì)款^了山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，這兩個項(xiàng)目都是要求在青島建設(shè)一個綜合能源示
范工程。

青島西海岸是第9個國家級新區(qū)，中德生態(tài)園是我國與歐盟合作的首個園區(qū)項(xiàng)目，在園內(nèi)我們
集成了高端產(chǎn)業(yè)生態(tài)園區(qū)、零碳工業(yè)園區(qū)、宜居的生態(tài)示范區(qū)，整體發(fā)展規(guī)劃與多能互補(bǔ)的預(yù)
期目標(biāo)高度吻合。在資源稟賦方面，園區(qū)也具備風(fēng)、光、地?zé)岬确植际侥茉?，已初步建成了?br />氣管網(wǎng)，具備開展綜合能源示范的先行條件以及資源稟賦。我們選擇在示范區(qū)內(nèi)開展示范，里
面也有一些海洋基因庫、制藥企業(yè)、芯片企業(yè)等高精尖企業(yè)，具備比較迫切的冷、熱、電能需
求。

示范工程建設(shè)歷時兩年多時間，在示范工程的東片區(qū)主要是電的部分，我們建成了光儲充的部
分，西側(cè)和南側(cè)主要是冷熱聯(lián)供的部分，包括了蓄冷、蓄熱、熱泵以及冷熱聯(lián)供系統(tǒng)，中間建
設(shè)了研發(fā)試驗(yàn)大數(shù)據(jù)中心，綜合能源能量管理系統(tǒng)就在研發(fā)與大數(shù)據(jù)中心的二層。
這個就是示范工程整體的能流圖，通過電網(wǎng)，冷水網(wǎng)、熱水網(wǎng)、蒸汽網(wǎng)，通過供能方與需求方
的耦合關(guān)系，形成了整體示范工程的能流。

下面簡單介紹一下示范工程的建設(shè)內(nèi)容，示范工程也是本著能源綜合利用的理念，建成了三聯(lián)
共系統(tǒng)、空氣源熱泵、水蓄能、電蓄熱、太陽能光熱、冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)等等，
麻雀雖小，五臟俱全。

這是整體的設(shè)備，我們采用集裝箱式、模塊化的安裝方式，建成熱泵系統(tǒng)、三聯(lián)泵系統(tǒng)、光
熱、光伏，同時有多類型的儲能系統(tǒng)，有磷酸鐵鋰的電化學(xué)儲能系統(tǒng)，以及蓄冷蓄熱蓄能系
統(tǒng)。

綜合能源能量管理系統(tǒng)，相當(dāng)于整體系統(tǒng)的大腦，可以實(shí)現(xiàn)通過對多種能源形式的合理分配，
實(shí)現(xiàn)能源綜合利用效率的最優(yōu)，用能成本最低、供能可靠性最高、碳排放最低等一系列目標(biāo)。
我們也是依托科技項(xiàng)目，研發(fā)了五大創(chuàng)新技術(shù)以及七個綜合能源領(lǐng)域的首臺套裝備。
關(guān)于這些技術(shù)，跟大家簡單介紹一下，我們充分考慮了多能源之間的特性差異和交互影響，通
過對各類分布式能源的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)整體可持續(xù)的發(fā)展。

同時通過多能互補(bǔ)的智能分層調(diào)控技術(shù)，打破了冷、熱、電各種異質(zhì)能源之間的技術(shù)壁壘，通
過光、氣、儲、地?zé)岬榷嗄茉从行騾f(xié)同和智能調(diào)控，實(shí)現(xiàn)區(qū)域多能源的經(jīng)濟(jì)高效可靠的供給。
同時我們結(jié)合蓄冷蓄熱以及儲能，利用其能量時移特性，綜合考慮了不同類型能源的運(yùn)行狀
態(tài)，建成多維的信息模型，以提高能源與柔性負(fù)荷的資源利用率，以及聯(lián)絡(luò)線的功率可控為目
標(biāo)，實(shí)現(xiàn)能量的優(yōu)化管理。

同時我們也研發(fā)了多能互補(bǔ)的能效評估技術(shù)，提升多能互補(bǔ)的能源綜合利用效率，進(jìn)一步節(jié)能
降本，用能優(yōu)化，為能源系統(tǒng)的動態(tài)優(yōu)化管控提供依據(jù)。

同時我們也依托重要負(fù)荷的自主獨(dú)立供電技術(shù)，依托虛擬同步技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)無縫切
換，系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行期間可以保證重要負(fù)荷高可靠的供電。

示范工程應(yīng)用了交直流的互補(bǔ)互濟(jì)技術(shù)，可以通過在不同的綜合能源不同子網(wǎng)間，通過直流的
柔性互聯(lián)，提升系統(tǒng)的可靠性。

同時我們研發(fā)了七個首臺套設(shè)備系統(tǒng)，時間原因只給大家簡單介紹其中兩個：第一個是建立了
綜合能源的能量路由器，裝置中采用了多類型分布式能源的模塊化組網(wǎng)技術(shù)，同時采用了構(gòu)網(wǎng)
型虛擬同步控制等技術(shù)，一方面實(shí)現(xiàn)多種源荷的就地平衡，同時實(shí)現(xiàn)了10千伏聯(lián)絡(luò)線的功率可
控，對于調(diào)度側(cè)來說，整個綜合能源系統(tǒng)總體的功率是可控的，可以實(shí)現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)對電網(wǎng)
頻率電壓的支撐，有效解決了綜合能源系統(tǒng)在主動參與電網(wǎng)互動的難題。同時該裝置應(yīng)用后，
可以保障重要負(fù)荷的可靠供電。這個裝置也是入選了山東省的產(chǎn)品推廣目錄。

同時我們也研發(fā)了綜合能源的數(shù)字孿生仿真系統(tǒng)，這個系統(tǒng)應(yīng)用于綜合能源系統(tǒng)，我們鏡像出
功能結(jié)構(gòu)、運(yùn)行特性完全一致的孿生模型，在孿生系統(tǒng)中可以對這個系統(tǒng)的運(yùn)行控制策略進(jìn)行
仿真，我們示范工程還有一套自己的能量管理系統(tǒng)，它的控制策略在孿生里進(jìn)行運(yùn)行仿真后，
再將結(jié)果返回給真實(shí)的能源管理系統(tǒng)，以指導(dǎo)綜合能源管理控制策略的在線實(shí)時修正以及優(yōu)化
決策。通過孿生的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對冷熱電多能流的動態(tài)耦合運(yùn)行實(shí)時模擬，以及運(yùn)行控制策
略的優(yōu)化，提升能源的綜合利用效率，為系統(tǒng)綜合能源的優(yōu)化穩(wěn)定高效運(yùn)行提供有力支撐。

最后再簡單匯報一下示范工程建設(shè)的成效。示范工程也是通過了第三方的測試，進(jìn)行了并離網(wǎng)
的切換，這個是在10千伏的并離網(wǎng)的切換，以及在獨(dú)立供電期間，為重要負(fù)荷進(jìn)行供電。我們
這個園區(qū)能夠?yàn)橹車A大基因進(jìn)行柔直流供電，可以在不同工況下實(shí)現(xiàn)重要負(fù)荷的可靠供電。
同時實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)線功率精準(zhǔn)可控，可以滿足聯(lián)絡(luò)線的功率調(diào)節(jié)誤差，以及能源綜合利用效率的科
技指標(biāo)。

示范工程建成后，在節(jié)能減排方面對二氧化硫、氮氧化物、二談花壇、煙粉塵的減排效果非常
明顯。

示范工程構(gòu)建以電力網(wǎng)架為樞紐的多能源互聯(lián)協(xié)同開發(fā)供能體系，推動能源清潔生產(chǎn)和就近消
納，提高能源綜合利用效率的同時，為用戶提供了高效、可靠、清潔的能源供給，為綜合能源
的零碳園區(qū)，提供可推廣可借鑒的樣本。同時，示范工程接入了大量的分布式光伏，大家也知
道，目前分布式光伏海量接入，除了自身的消納，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定也造成了非常大的影響，
以山東為例，山東目前分布式光伏已經(jīng)突破了3600萬千瓦，這么大規(guī)模的分布式光伏接入，
造成了電網(wǎng)用戶側(cè)的電壓以及調(diào)峰消納問題也非常嚴(yán)重。通過綜合能源互補(bǔ)的形式，我們相信
在用戶側(cè)逐漸出現(xiàn)分布式光伏與冷熱資源的耦合，一方面可以促進(jìn)分布式光伏的就地優(yōu)化消
納，同時實(shí)現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)的多能互補(bǔ)協(xié)同控制，全面支撐了“3060”雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

我的匯報就到這里，謝謝大家！

文章來源  聚展網(wǎng)