中國儲能網(wǎng)訊:從未到過北京亦莊開發(fā)區(qū)、從未來過金風科技總部的人,憑借遠遠地就能看到矗立在空中的風機,隨風轉(zhuǎn)動的葉片,也能大致判斷出金風科技所處的位置。
位于北京亦莊的金風科技全球總部,是國家863主動配電網(wǎng)1兆瓦支撐電源項目,也是IEC(國際電工委員會)微網(wǎng)標準試驗基地,其電源側(cè)包括1250千瓦光伏發(fā)電、2500千瓦風力發(fā)電、一臺6000千瓦燃氣輪機及兩臺65千瓦微型燃氣輪機組成的冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)、以及鋰電池釩液流電池和超級電容等儲能系統(tǒng),負荷運用于金風科技辦公樓和生產(chǎn)車間以及大數(shù)據(jù)中心,并且通過部署其自主研發(fā)的能量管理系統(tǒng),使清潔能源和可再生能源占到整個廠區(qū)能源總消費量90%以上,可實現(xiàn)對用戶側(cè)進行柔性電力管理。
作為風電整機制造龍頭的金風科技布局智能微網(wǎng)正是從自家門口做起、從基礎研發(fā)做起。
適應電力市場轉(zhuǎn)型需求
4月17日,在清潔能源智慧系統(tǒng)創(chuàng)新成果交流會上,金風科技智能微網(wǎng)技術(shù)研發(fā)團隊負責人、金風科技全資子公司天誠同創(chuàng)總工程師鄭德化透露,從2013年至今,IEC智能微電網(wǎng)領域共有3項標準,均由我國專家牽頭制定,金風科技是這3項IEC標準的編制成員。其中,IEC/TS62898-3-1:《微電網(wǎng) 技術(shù)要求 微電網(wǎng)保護要求》標準由金風科技研發(fā)團隊提出并成功立項。
年過半百的鄭德化教授早年在海外從事微電網(wǎng)研究,回國后加入金風科技,領導智能微網(wǎng)技術(shù)研發(fā)團隊?!敖痫L科技于2010年正式探索智能微電網(wǎng)業(yè)務,開展對智能微電網(wǎng)核心技術(shù)的研究,目前,微電網(wǎng)核心控制保護技術(shù)取得了一定的成績,研發(fā)動態(tài)穩(wěn)控保護技術(shù)、暫態(tài)穩(wěn)控保護技術(shù)、智能負荷監(jiān)控系統(tǒng)、微電網(wǎng)孤島風光柴儲燃控制系統(tǒng)均取得了階段性的成果,在電網(wǎng)公司和華北電力大學的支持與合作下,參與制定的3項IEC微電網(wǎng)國際標準通過了審核并發(fā)布?!编嵉禄f。
這家風電整機制造龍頭企業(yè),緣何要布局智能微網(wǎng)?在金風科技董事長武鋼看來,一方面是源于金風科技自身的創(chuàng)新基因;另一方面是源于對未來電力市場趨勢的判斷。
“金風科技能夠多年保持行業(yè)領先地位,正是因為從創(chuàng)業(yè)到現(xiàn)在一直沒有停止風電領域的探索和創(chuàng)新的步伐,從傳統(tǒng)齒輪箱風機到開創(chuàng)直驅(qū)永磁風機先河,從高海拔風機到低風速風機,從混凝土高塔風機到數(shù)字化智慧型風機和風電場的開發(fā),我們一直努力引領風電行業(yè)的發(fā)展?!蔽滗撜f。
武鋼預計,未來電力市場會發(fā)生一些變化:一是包括儲能在內(nèi)的分布式智慧能源系統(tǒng)會有很強的生命力,在促進低碳的同時,使得能源使用效率進一步提升;二是在配額制和綠證等制度的推動下,電源供給側(cè)和電力的消費側(cè)將同時參與到能源轉(zhuǎn)型中。而智能微網(wǎng)正適應了這一變化的需求。
提升經(jīng)濟性是關(guān)鍵
鄭德化告訴記者,智能微網(wǎng)要實現(xiàn)商業(yè)化應用關(guān)鍵是提升經(jīng)濟性。目前的瓶頸在于儲能在微網(wǎng)系統(tǒng)占比過高,而可再生能源占比相對較低。在儲能成本仍然偏高的今天,儲能容量占比過高,就意味著將大大降低整個微網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟性。
鄭德化和他的研發(fā)團隊,通過在智能微網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)控保護裝置和動態(tài)穩(wěn)控保護裝置方面的創(chuàng)新,目前可以達到并網(wǎng)型微網(wǎng)減少儲能容量4%,提升可再生能源容量占比9%;離網(wǎng)型微網(wǎng)減少儲能容量7%,提升可再生能源占比15%;完全孤島型微網(wǎng)減少儲能容量15%,提升可再生能源占比31%,由此形成的經(jīng)濟性優(yōu)勢幫助金風科技在微網(wǎng)市場商業(yè)競爭中占據(jù)主動。
2016年,金風科技打造的國內(nèi)首個商業(yè)化兆瓦級風光燃儲多能互補、并網(wǎng)孤島協(xié)調(diào)運行的微電網(wǎng)項目——寧夏嘉澤智能微電網(wǎng)項目落成,在主流的風、光資源應用基礎上,引入了微燃機冷熱電三聯(lián)供技術(shù),結(jié)合儲能系統(tǒng)的應用,更好地探索了新能源與傳統(tǒng)工業(yè)的有效結(jié)合。鄭德化研發(fā)團隊關(guān)于孤島微燃機和儲能聯(lián)合控制系統(tǒng)等前沿技術(shù)在該項目進一步得到實踐。
負荷側(cè)、電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)是智能微網(wǎng)不可缺少的組成部分。鄭德化解釋說,金風科技微網(wǎng)研發(fā)團隊就是要通過構(gòu)建信息化平臺,將負荷側(cè)、電源側(cè)及電網(wǎng)側(cè)的能源流數(shù)據(jù)進行采集,實現(xiàn)對能源的綜合分析、協(xié)調(diào)優(yōu)化和智能控制。通過大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)平臺完善能源基礎數(shù)據(jù)體系,結(jié)合系統(tǒng)分析及監(jiān)督評價體制,建立能耗報表統(tǒng)計系統(tǒng)、監(jiān)測計量系統(tǒng),實現(xiàn)能源管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡化和空間可視化。
據(jù)介紹,通過增加微燃機容量和配置冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng),將原微網(wǎng)重構(gòu)成新微網(wǎng),可大幅提高自發(fā)自用的清潔能源消納占比,金風科技成功實現(xiàn)自有園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)應用,并將這種商業(yè)模式向市場復制、推廣并迭代優(yōu)化。金風科技所設計規(guī)劃的安徽無為智慧能源示范項目入選首批國家級“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源(能源互聯(lián)網(wǎng))示范項目。
“傳統(tǒng)的微網(wǎng)控制,指的是EMS系統(tǒng),即能量管理系統(tǒng)控制,對于暫態(tài)和動態(tài)的突發(fā)性控制缺少深入的研究,有些微電網(wǎng)暫態(tài)、動態(tài)穩(wěn)定保護問題是常態(tài)問題,對此,我們提出一些理論和較為有效的試驗方法,在國際微網(wǎng)學術(shù)界獲得了認可,從而成為微網(wǎng)保護國際標準的主導者?!编嵉禄f。
商業(yè)模式仍需探索
在低風速時代,低風速地區(qū)的能源開發(fā)也更多呈現(xiàn)出分布式多能互補的特征。低風速風機和智能微網(wǎng)具有天然的匹配性。
鄭德化告訴記者,只要把保護控制做好,智能微網(wǎng)系統(tǒng)可最大限度避免風電、太陽能等新能源的間歇性干擾,既可以獨立運行,也可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行,這將有助于構(gòu)建新型區(qū)域能源生態(tài)系統(tǒng),提升可再生能源比重,提高能源綜合利用效率。
以風機制造起家的金風科技顯然不滿足于僅僅作風電整機的制造商,還要成為可再生能源解決方案的提供商。這意味著其勢必要延伸到電源側(cè)硬件制造之外的負荷側(cè)和電網(wǎng)側(cè)管理。
金風科技副總裁劉日新對記者表示,金風科技的布局思路是以智能微電網(wǎng)為核心,通過自主研發(fā)的“負荷側(cè)管理系統(tǒng)+智慧能效監(jiān)控系統(tǒng)+客戶端智能微電網(wǎng)”的能效解決方案,整合在綜合能效、能源大數(shù)據(jù)平臺、環(huán)保等領域的先進技術(shù)成果,實現(xiàn)對能源負荷側(cè)需求的響應。利用智慧能效監(jiān)控系統(tǒng),對能源使用、存儲、調(diào)度進行實時監(jiān)控;采用大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)對監(jiān)控數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、報告和優(yōu)化處理,以達到綜合能效利用率最佳的目的。
不同于科研機構(gòu),企業(yè)做研發(fā)需要直接面對市場,將研發(fā)技術(shù)轉(zhuǎn)化為真正具有競爭力的產(chǎn)品。
劉日新坦言,智能微網(wǎng)如何創(chuàng)造成熟的盈利模式仍在探索之中。“我們已經(jīng)嘗試與數(shù)據(jù)中心、大型工業(yè)負荷、金風科技的上游供應鏈進行微網(wǎng)商業(yè)化應用的方案性探索,并為多家客戶建設具有良好經(jīng)濟回報的微網(wǎng)設施?!眲⑷招抡f。
截至2016年底,金風科技與多家供應商合作嘗試開展節(jié)能改造與建設微電網(wǎng)實現(xiàn)綠色制造的探索,同時與蘋果公司簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議。在打造綠色產(chǎn)業(yè)鏈目標的同時,為智能微網(wǎng)的商業(yè)化應用和開展綠色電力直接銷售探路。