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新旧动能转换背景下综合能源服务模式(3)

北极星售电网  来源:中国电力    2019/8/21 11:05:50  我要投稿  
所属频道: 能源服务   关键词: 综合能源服务 电网公司 微电网 

“双侧协调”的综合能源服务能够满足用户的多样化综合用能需求,同时降低大量新能源并网带来的不利影响,因此将是未来能源行业的发展导向,也是实现新旧动能转换的有效支撑。

当前在新旧动能转换综合试验区内,已经有系统运营商(以电网公司为代表的)计划为用户开展综合能源服务,其基本架构见图 8。

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新旧动能转换背景下,大范围的综合能源服务是系统运营商与能源供应侧对接,经过多能耦合转换与远距离传输,为用户提供包括供水、供电、供热、供气在内的综合能源服务。根据其基本概念,综合能源服务基本架构分为能源供应侧、传输侧和需求侧 3 部分。

在供应侧,能源供应主要以核电、水电、大型可再生能源发电基地(大型风电基地、光伏基地等)为主,清洁煤炭、天然气、石油及其他传统能源资源为辅助,形成以低碳化为导向的、相对可控的能源供应组合 [33-34] 。上述能源供应渠道与能源需求中心距离较远,因此需要通过远距离传输通道进行输送。

在传输侧,主要包括远距离传输通道和微能源网络两部分,远距离传输通道以特高压、天然气输送管道、石油输送管道等为主。微能源网络是在微电网的基础上形成,与远距离传输通道和用户侧的“供–储–用”体系相连,大量的能源耦合转换设备集中架设在微能源网络上,实现风、光、水、电、气、煤炭、石油等多种能源资源之间的耦合转换。对于远距离能源传输而言,微能源网络可视为相对独立的能源供用模块 [35] 。在传输侧需要架设多能互补优化平台、云端数据集成、市场交易系统等,在整个综合试验区系统、区域能源供用等多层次上实现资源优化配置和“双侧协调” [36] 。

在需求侧,通过多能互补优化平台、“供–储–用”体系将需求侧的资源进行整合,将需求侧管理和需求侧响应升级成为综合用能管理和用能需求响应,修正用户的用能需求,配合储能的有序充放电,形成相对可控的、能够主动追踪能源供应曲线的用户用能曲线 [37] 。

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上述综合能源服务基本架构适用于大型能源企业,经过政府授权后,此类能源企业能够开展跨行业运营和服务架构建设。其他运营商受资金投入、运营平台等因素影响,无法完成大规模远距离的能源传输,因此只能在较小的范围内开展区域综合能源服务,其范围限制在一个或几个工业园区。对于范围较小的区域综合能源服务,分布式能源是其供应侧的主要组成部分,而传输侧的主体是微能源网络,需求侧主要是用户的综合用能管理、用能需求响应 [38-39] ,其基本结构如图 9所示。综合能源服务包含风、光、电、水、石油、天然气、煤炭等多种能源资源的开发、传输、使用,中国目前尚无机构对上述能源有全权规划、调度与控制权限。未来,可循序渐进地将该权限赋予大型能源企业或其他具有相应资质的企业,允许其在一定范围内开展综合能源服务,同时由政府成立监督机构,对能源企业的相关运营服务进行严格监督。

3.2 综合能源服务运营模式

综合能源服务运营模式主要包括以下 4 个阶段,综合能源服务的运营模式流程见图 10。

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(1)基础条件综合分析。

在该阶段,系统运营商需根据政府的规划要求和运营要求,对目标用户区域开展现场调研。

主要调研用户综合能源需求、能源服务需求、历史用能情况等,分析用户的用能需求未来发展趋势;调研目标地区风、光、地热等资源禀赋,用户侧分布式和储能现状;大规模远距离能源传输通道落点及接入情况;微能源网络基础条件及规划建设条件;大型能源供应基地信息及能源供应历史情况。

(2)规划建设。

根据基础分析所得信息,在供应侧、传输侧、需求侧开展规划建设工作,以满足用户的综合用能需求、开展综合能源服务为导向,设计大规模远距离传输通道接入方案、微能源网络规划方案、分布式能源系统规划方案、储能规划方案、多能互补耦合枢纽规划方案,通过模拟仿真得到不同规划方案实际运行的结果参数,选取最优规划方案。同时提出多能互补优化平台、云平台、大数据平台的基本功能模块和模型内核。将规划方案提交政府审批,审批通过后依照方案开展系统、平台建设。

(3)服务运营。

以用户需求为导向开展综合能源服务。在供应侧和传输侧,依托多能源耦合转换枢纽,为用户提供多种能源转换和供应,实现能源数据在多主体间的互联共享。在需求侧,通过综合用能管理和用能需求响应机制,实现用户侧用能需求的可控、可调度。针对不同能源特性提供多种类能源服务,如能效提升、能源定制、用能诊断、能源金融、交易辅助等。依托多能互补优化调控体系,实现系统的“双侧协调”。

(4)循环优化。

根据每日、月、季度、年度的实际运行情况,构建科学合理的综合评价模型,对实际运营结果开展包括经济效益、社会效益、环保效益在内的综合评价,根据评价结果进一步优化规划方案和运营方案,形成多角度、多时间尺度的循环优化体系。

4 支撑新旧动能转换的综合能源服务关键技术

6 项关键技术与运营模式的对应关系如图 11所示。

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(1)系统优化规划技术及模拟仿真技术。

主要应用于规划建设阶段,通过对多个规划方案进行模拟仿真,求解得到各个规划方案的实际运营效果,选择最优规划方案并开展建设 [40] 。

(2)多端接入市场交易技术。

主要应用于服务运营阶段,将传统的电力交易平台进一步扩大为多品种能源交易平台,实现市场资源优化配置作用的广泛化。

(3)基于多能互补的双侧协调调度运营技术。

主要应用于服务运营阶段,是实现“双侧协调”的核心。该技术主要依据优化后的用户综合用能需求曲线,对风、光、水、电、气、煤、石油等多种能源资源进行优化组合,形成相对可控的能源供应体系,满足用户的用能需求 [41] 。

(4)高效率多能耦合转换技术。

主要应用在服务运营阶段,以能耗低、效率高为导向,实现多种类能源之间的相互转换,是“双侧协调”的综合能源服务的关键支撑。

(5)云存储决策优化技术。

应用在综合能源服务的全部 4 个阶段,具体整合了云采集、云计算、云存储等云技术,将系统规划、运营过程中的数据汇集到云端,优化系统规划方案和运营方案,辅助实现“双侧协调”过程。

(6)能量携带信息及数据共享技术。

能量携带信息技术是将数据信息赋予能源能量的一种先进技术,可实现能源传输网络和信息通信网络的结合,在能源传递的同时完成信息传递和数据共享,主要应用于服务运营和循环优化阶段。

5 结语

本文以研究分析支撑新旧动能转换的综合能源服务模式为主要目标,梳理了新旧动能转换的“四个一”政策体系,分析了新旧动能转换与能源供需格局的相互联系,得出能源需求演变、能源供应体系调整、能源传输路径发展 3 方面未来发展趋势。在此基础上,本文从供应侧、传输侧、需求侧 3 个方面入手,重点研究了以“双侧协调”为指导思想的综合能源服务基本架构,设计了包含基础条件综合分析、规划方案制定、服务运营、循环优化在内的运营模式,提出了其关键支撑技术。该运营模式能够为在全国范围内开展新旧动能转换提供更为稳定、优质的综合能源服务,未来可因地制宜、循序渐进地在各新旧动能转换示范区推广应用。

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