中國儲能網(wǎng)訊：前不久，“一帶一路”能源部長會議暨第三屆國際能源變革論壇舉行之際，江蘇同里綜合能源服務中心同步亮相。光熱發(fā)電、虛擬同步機、空氣壓縮儲能、“三合一”電子公路……同里綜合能源服務中心集聚能源領域先進理念與技術(shù)，打造了集能源生產(chǎn)、服務、展示、研發(fā)、辦公等為一體的綠色低碳園區(qū)。
構(gòu)建新型區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng) 實踐成果獲專家院士點贊
同里綜合能源服務中心自10月18日建成以來，已經(jīng)有30余批次千余名國內(nèi)外政要、專家院士、學者、業(yè)內(nèi)人士等來此考察參觀，充分地體驗創(chuàng)新理念和領先科技的魅力。
10月19日，中國工程院院士蘇義腦、黃其勵、劉吉臻，中國科學院院士陳維江這4位參加“一帶一路”能源部長會議和國際能源變革論壇的院士專家率先考察調(diào)研了同里未來能源自由交換示范區(qū)（同里綜合能源服務中心）。
在展望影片《新能源小鎮(zhèn)》前，院士專家們仔細觀看；在源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)大屏幕前，他們認真觀摩；在動態(tài)展示新型區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建思路的多媒體平臺前，他們凝神沉思；在看到世界首條“三合一”電子公路，了解到該項目在無線充電效率、電磁輻射防護和智慧交通等方面取得了多項國際領先創(chuàng)新成果后，他們?yōu)閲译娋W(wǎng)公司的創(chuàng)新實踐點贊……
近年來，國家電網(wǎng)有限公司能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的實踐路徑日益清晰，在推動以清潔和綠色方式滿足電力需求、構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展方面不斷邁出重要步伐，同里綜合能源服務中心集中展現(xiàn)了公司開展綜合能源服務、助推能源變革的科技成果。
通過參觀同里綜合能源服務中心，現(xiàn)場察看并體驗15項創(chuàng)新示范項目，院士專家們充分感受到國家電網(wǎng)能源創(chuàng)新示范項目給古鎮(zhèn)同里的生產(chǎn)生活帶來的美好變化，對公司在推動能源變革方面做出的實踐和努力給予肯定。
院士專家們認為，能源變革是一項涉及全社會的系統(tǒng)工程。國家電網(wǎng)公司通過構(gòu)建新型區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)，推動能源優(yōu)化配置、高效利用、低碳發(fā)展的積極做法和率先實踐值得贊揚。他們希望公司再接再厲，繼續(xù)充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，加大科技創(chuàng)新力度，進一步探索實踐，在推進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展中展現(xiàn)新作為，為推動能源變革作出新貢獻。
大創(chuàng)新示范項目亮點各有不同
讓院士專家們紛紛稱贊的同里綜合能源服務中心究竟先進在哪？有什么樣的科技亮點？國網(wǎng)江蘇電力科信部智能處副處長陳銘明介紹，同里綜合能源服務中心示范工程包含能源供應、能源配置、能源消費、能源服務四大類共15項創(chuàng)新示范項目。
其中，能源供應類項目包括多能互補綜合利用項目、高溫相變光熱發(fā)電等，打造清潔低碳的城市能源供應解決方案；能源配置類項目包括微網(wǎng)路由器、源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)等，將電能安全高效地輸送到客戶家中；能源消費類項目，包括綠色充換電站、“三合一”電子公路等，集中展示了綠色智能的用能新技術(shù)、新理念、新模式；能源服務類項目包括綜合能源服務平臺、綜合能源展示中心等，強化互動共享的綜合能源服務新體驗。
“同里綜合能源服務中心示范工程整體構(gòu)成‘電網(wǎng)為平臺、再電氣化為核心、多能協(xié)同互補’的區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)，形成了一個集能源管理、智慧服務、科技研發(fā)、創(chuàng)新展示等功能為一體的綠色低碳園區(qū)?！标愩懨髡f。
每個項目有什么特色？我們逐一來了解。
多能互補綜合利用項目
由多類型光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)和地源熱泵冰蓄冷系統(tǒng)組成，在微網(wǎng)路由器及交直流配電房、光熱用房的屋頂和南側(cè)立面以及傳達室、生態(tài)車棚頂部敷設光伏組件，裝機容量總計477千瓦。沿服務中心西側(cè)圍墻安裝4個共20千瓦的低風速垂直軸風機。各種發(fā)電裝置對風能、太陽能、地熱能等多種能源進行采集，根據(jù)能源的特性不同進行再合理利用。
換句話說，用能的方式在這個系統(tǒng)下將變得多種多樣，供電、供冷、供熱等各種能源供應系統(tǒng)由“各自為戰(zhàn)”轉(zhuǎn)為“萬物皆能”模式，實現(xiàn)多種能源的互補協(xié)同供應。
高溫相變光熱發(fā)電
集太陽能發(fā)電、高溫相變儲熱、綜合能源供應等多種技術(shù)與功能于一體。系統(tǒng)由兩套碟式太陽能聚光器+高溫相變儲熱+汽輪機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)組成，綜合能源使用效率高，可解決傳統(tǒng)太陽能發(fā)電效率較低問題，結(jié)合高溫相變儲熱系統(tǒng)，還能實現(xiàn)太陽能的友好可控應用，為綜合利用分布式低密度太陽能提供示范性的解決方案。
該系統(tǒng)外形很像天眼望遠鏡，不同的是，望遠鏡收集的是信號而該系統(tǒng)收集的是太陽能。它就像是一個巨型的太陽灶，將陽光匯聚，加熱介質(zhì)液體，再通過液體蒸發(fā)推動汽輪機發(fā)電，同時將收集的熱能儲存在介質(zhì)中用于供暖，綜合能源利用效率高達43.5%。
預制艙式儲能系統(tǒng)
相當于一個超大型的城市“充電寶”。用電低谷時，電網(wǎng)給這個“充電寶”充電；用電高峰時，“充電寶”釋放電能，削峰填谷。該系統(tǒng)能夠提升電網(wǎng)接納新能源能力、電網(wǎng)平衡能力，提高電網(wǎng)和電源整體運行效率以及供電可靠性。
高溫相變儲熱
相當于一個城市“電暖寶”，通俗來說，就是將低谷時多余的電用來發(fā)熱，變成熱能儲存起來。不過存儲的介質(zhì)是一種新材料——陶瓷基復合相變材料。它的能量儲存密度很大，一個普通家用電暖器的功率大致是1千瓦，而這個大型的“電暖寶”卻能給500戶家庭整夜供暖。
該項目采用自主研發(fā)的復合高溫相變磚作為儲熱介質(zhì)，將高溫相變儲熱技術(shù)、高效氣水換熱技術(shù)、吸收式制冷技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了熱、冷的綜合利用，裝置電熱效率可達95%以上。該項目可以消納谷電或者棄風、棄光等可再生能源，提高電網(wǎng)調(diào)峰能力。
壓縮空氣儲能
相當于一個“空氣電池”，用電低谷時，利用多余的電能壓縮空氣，將空氣液化，將電能轉(zhuǎn)化為空氣勢能進行存儲；用電高峰時，再將空氣勢能釋放，推動汽輪機發(fā)電，轉(zhuǎn)化為電能。液化和汽化都伴隨著放熱和吸熱，就如同一臺小空調(diào)。利用這兩種特性，壓縮空氣儲能還具有供冷、供暖以及凈化空氣的功能。
規(guī)?；瘍δ芗夹g(shù)是能源互聯(lián)網(wǎng)完成新能源高效傳輸與智能配置的核心技術(shù)，壓縮空氣儲能技術(shù)具有儲能容量大、成本低、壽命長、無污染等優(yōu)勢，可有效助力新能源規(guī)?；{、調(diào)峰填谷。該項目采用了液化空氣儲能技術(shù)路線，每個壓縮周期可為園區(qū)提供500千瓦時電量，夏季供冷量約2.9吉焦/天，冬季供暖量約4.4吉焦/天，可滿足2500平米用戶供熱供冷需求。
微網(wǎng)路由器
國家重點研發(fā)計劃項目，也是同里綜合能源服務中心的核心部件，負責中心全部電能的中轉(zhuǎn)。微網(wǎng)路由器就像能源“立交橋”，能實現(xiàn)多種電壓等級與交直流電源之間的自由變換。
微網(wǎng)路由器作為交直流混合分布式能源系統(tǒng)的樞紐，由四端口電力電子變壓器和協(xié)調(diào)運行控制系統(tǒng)組成，面向多個微網(wǎng)，通過端口的能量調(diào)控和信息交互，實現(xiàn)多微網(wǎng)間的能量路由和協(xié)調(diào)控制，具有分布式資源靈活接入、能量柔性管控、電能質(zhì)量治理、故障自監(jiān)測自隔離等多種功能。
低壓直流配電環(huán)網(wǎng)
采用直流配電系統(tǒng)運行控制與保護、靈活直流電壓變換、直流變壓隔離等關鍵技術(shù)，實現(xiàn)±750伏直流配電網(wǎng)絡合環(huán)運行，支持新能源、儲能接入及能量雙向互動。項目通過雙向變流器等設備構(gòu)建交直流網(wǎng)架，共建有10千伏交流線路3回、380伏交流線路30回、±375伏線路4回、±750伏線路27回。該項目通過交直流混合配電系統(tǒng)的建設，實現(xiàn)服務中心交直流網(wǎng)架的互聯(lián)互通，保證分布式電源和負荷的即插即用，使區(qū)域內(nèi)供電可靠性達99.9999%，綜合能效提升6%。
中低壓交直流配套
相當于一個“萬能插座”。中低壓交直流配套是世界首個多源接入、合環(huán)運行的直流配電網(wǎng)，借由微網(wǎng)路由器可保證分布式電源和負荷的即插即用，可實現(xiàn)各種分布式電源的互相轉(zhuǎn)換、就地消納，對轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)供電模式和促進綜合能源體系轉(zhuǎn)型具有重要意義。
其中10千伏交流網(wǎng)架上級電源引自不同變電站，并采用單母分段接線方式，保障區(qū)域供電可靠性；±750伏直流網(wǎng)架實現(xiàn)容量較大、距離較遠的分布式能源和直流負荷接入；采用合環(huán)運行方式，實現(xiàn)多微網(wǎng)間互聯(lián)互通，在實現(xiàn)客戶負荷實時多電源供電的基礎上，零感知切除故障；±375伏直流網(wǎng)架為容量較小、距離較近的分布式能源和直流負荷接入提供接口；380伏交流網(wǎng)架便于常規(guī)交流電機等旋轉(zhuǎn)負荷的接入，包括虛擬同步機、風機等。
源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)
能源互聯(lián)網(wǎng)的“指揮部”，實現(xiàn)了冷熱電多種能源資源的協(xié)調(diào)配置，通過對電網(wǎng)端、電網(wǎng)運輸端和客戶負荷端三方的監(jiān)測、分析、智能判斷，讓電網(wǎng)運行得更智能。
同里示范區(qū)包含冷-熱-電等多種能源形式，貫穿源-網(wǎng)-荷-儲多個能源環(huán)節(jié)，具有多類型的用戶群體以及豐富的可調(diào)控資源。為此建設冷熱電源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，采用分層分區(qū)、協(xié)調(diào)控制的模式，與新建的微網(wǎng)路由器、光熱發(fā)電、綠色充換電站、“三合一”電子公路、壓縮空氣儲能、預制艙式儲能、地源熱泵、蓄冷蓄熱等裝置進行接口互動，實現(xiàn)示范區(qū)源-網(wǎng)-荷-儲的協(xié)調(diào)運行分析控制以及冷-熱-電多能互補聯(lián)合運行控制，在區(qū)域內(nèi)提升可調(diào)控資源的互動協(xié)調(diào)控制水平，實現(xiàn)新能源的合理配置與完全消納。
“三合一”電子公路
“不停電的智慧公路”，世界上首次實現(xiàn)將光伏公路、無線充電和無人駕駛?cè)椉夹g(shù)融合的應用。它采用新型透明混凝土柔性材料，承重能力達50噸以上。下雪時，路面可以自行融雪化冰，并有LED路面智能引導。電子公路的動態(tài)無線充電效率國內(nèi)領先，達到85%以上。
該項目采用路面光伏發(fā)電、動態(tài)無線充電等新技術(shù)，建成了世界最長的動態(tài)無線充電道路，為無人駕駛車輛進行動態(tài)充電，有效促進車、路和交通環(huán)境的智能協(xié)同，實現(xiàn)了電力流、交通流、信息流的智慧交融，為建設新能源利用綜合體和新型智慧城市作了前瞻研究和有益探索。
綠色充換電站
由光伏發(fā)電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、換電等系統(tǒng)組成。站內(nèi)機器人可為公交車、乘用車提供全自動換電和快速充電服務。充換電站還配備了光伏發(fā)電裝置，保證能源的自產(chǎn)自銷。即使脫離大電網(wǎng)，它也能獨立完成發(fā)電、充電和放電。綠色充換電站可實現(xiàn)新能源消納、退役電池梯次利用和充換電站的經(jīng)濟高效運行。
負荷側(cè)虛擬同步機
一種基于先進同步變流和儲能技術(shù)的電力電子裝置，可調(diào)頻與調(diào)壓，增強大電網(wǎng)的頻率及電壓穩(wěn)定性。綜合能源服務中心內(nèi)負荷側(cè)虛擬同步機由虛擬同步機充電機和虛擬同步機路燈組成，包括3臺60千瓦直流充電機、1臺120千瓦直流充電機和118盞LED路燈。
大規(guī)模虛擬同步機接入電網(wǎng)后，將有效增強電網(wǎng)的頻率及電壓穩(wěn)定性，其規(guī)?；瘧煤蟮恼{(diào)頻調(diào)壓能力可以緩解傳統(tǒng)備用電源的建設壓力，極大降低電網(wǎng)運行成本。展示的虛擬同步機路燈還具備雙調(diào)光、智能環(huán)境監(jiān)測、霧化降霾、信息發(fā)布和智能充電樁等功能。
同里湖嘉苑被動式建筑
中國首個被動式住宅改造項目，采用了外保溫、裝配式建材裝修、光伏瓦與建筑一體化安裝等多項技術(shù)。改造之后的住宅通過高效新風系統(tǒng)和低功率供暖制冷設備相配合，可基本滿足室內(nèi)恒溫恒濕的設計要求，最大限度地降低對主動式機械采暖和制冷系統(tǒng)的依賴。被動式建筑綜合能效較改造前提升40%，建筑節(jié)能率達到90%以上，實現(xiàn)了建筑自發(fā)自用發(fā)電的“零能耗”效果；同時具備被動儲能、室溫調(diào)節(jié)與智能語音控制家居等功能。
同里綜合能源服務平臺
建有多功能軟件系統(tǒng)，相當于家庭私人定制的“用電保姆”。該平臺具備數(shù)據(jù)采集、存儲、服務功能，能提供水、電、氣、熱、冷等能源全方位、全天候、專家型、互動式的客戶服務，可以提供有針對性的能源供應、配置、消費模型分析診斷，以及創(chuàng)新性的方案咨詢等服務，使客戶真正省心用能、省錢用能和綠色用能。
國網(wǎng)江蘇電力構(gòu)建的綜合能源服務平臺上線半年以來，已經(jīng)接入1000余戶客戶的各類能源數(shù)據(jù)，測點3萬多個，實現(xiàn)2萬多臺客戶用能設備細粒度接入與分析，目前主要功能包括數(shù)據(jù)分析、業(yè)務管控、業(yè)務運營、客戶服務四大模塊。
綜合能源展示中心
展示世界先進能源變革技術(shù)創(chuàng)新成果，講述能源就地開發(fā)利用、可靠供應的故事，傳遞能源變革理念，展望以電為核心、電網(wǎng)為平臺的未來多能互補能源利用趨勢。（國網(wǎng)江蘇電力供圖）
