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“安裝綜合能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)后，相比2022年12月，今年光伏發(fā)電不再倒送了，園區(qū)尖峰負(fù)荷也降低了20%，用電不僅更加平穩(wěn)，也更加綠色了。”3月21日，江蘇鹽城怡寧綜合能源科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園負(fù)責(zé)人花蘭干對(duì)上門檢查綜合能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)運(yùn)行情況的供電員工說。

1月1日，江蘇電力科學(xué)研究院有限公司自主研制的應(yīng)用毫秒/秒級(jí)多時(shí)間尺度的綜合能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在該產(chǎn)業(yè)園投用。截至3月23日，該系統(tǒng)已平穩(wěn)運(yùn)行82天，減少園區(qū)碳排放217.58噸?；ㄌm干算了一筆賬：按照全年光伏等效滿負(fù)荷發(fā)電小時(shí)數(shù)為1100小時(shí)計(jì)算，綜合能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)將助力園區(qū)全年100%消納新能源電量約200萬千瓦時(shí)，減少燃煤產(chǎn)生的碳排放約3000噸。

綜合能源系統(tǒng)需要更智能的協(xié)調(diào)控制裝備

綜合能源系統(tǒng)集光伏發(fā)電、儲(chǔ)能等多種供能方式于一體，可滿足客戶用冷、用熱、用電等多種需求，是消納可再生能源的高效手段。理想狀態(tài)下，當(dāng)系統(tǒng)能量不足時(shí)，需要電網(wǎng)供電，能量過剩時(shí)，又可向電網(wǎng)反送電能。

自2017年以來，江蘇電網(wǎng)調(diào)度最高用電負(fù)荷連續(xù)6年突破1億千瓦，已成為全國負(fù)荷密度最大、電網(wǎng)規(guī)模最大的省級(jí)電網(wǎng)。隨著分布式光伏發(fā)電等大規(guī)?？稍偕茉吹慕尤耄K電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，系統(tǒng)調(diào)峰能力不足、抵御風(fēng)險(xiǎn)能力不足等問題給電網(wǎng)安全運(yùn)行和低碳運(yùn)行帶來新的挑戰(zhàn)。

“盡管綜合能源系統(tǒng)有助于提升客戶用能的經(jīng)濟(jì)性，但各種能源的相互耦合使系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制變得十分復(fù)雜，且系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制涉及大量電力電子設(shè)備，傳統(tǒng)的控制方法和裝備無法滿足多種能源相互耦合的管理需求，打造滿足高度電力電子化系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制裝備迫在眉睫。”江蘇電科院綜合能源系統(tǒng)技術(shù)研究所所長高磊說。

有的放矢開展技術(shù)攻關(guān)研發(fā)系列裝備

為充分挖掘微型能源的潛力，讓綜合能源系統(tǒng)主動(dòng)根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律調(diào)節(jié)能量交互，2020年10月底，江蘇電科院組織攻關(guān)團(tuán)隊(duì)經(jīng)充分論證研制了綜合能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括微網(wǎng)控制器、能量管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能分級(jí)保護(hù)裝備和綜合能源管控平臺(tái)監(jiān)控設(shè)備。

微網(wǎng)控制器相當(dāng)于綜合能源系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)決策專家，具備一次調(diào)頻、一鍵啟停和交直流微網(wǎng)快速互供等功能，面向電網(wǎng)可支撐省市電網(wǎng)頻率控制，面向客戶能滿足多種能源的消納和分配需求。能量管理系統(tǒng)作為風(fēng)光儲(chǔ)充冷熱等各類綜合能源的一體化監(jiān)測控制與能量管理平臺(tái)，統(tǒng)一管理與優(yōu)化調(diào)度各類能源系統(tǒng)，能有效提高能源利用效率，促進(jìn)節(jié)能減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。微網(wǎng)控制器與能量管理系統(tǒng)相輔相成，可為電網(wǎng)側(cè)一次調(diào)頻、新能源電量全額消納、新能源汽車有序充電、冷熱電互濟(jì)等場景提供支撐，實(shí)現(xiàn)各類能源系統(tǒng)的統(tǒng)一管理、優(yōu)化調(diào)度，并促進(jìn)它們與大電網(wǎng)友好互動(dòng)。

“以往，產(chǎn)業(yè)園區(qū)對(duì)是否投用儲(chǔ)能裝置猶豫不決，最主要的原因還是電池安全性問題。”攻關(guān)團(tuán)隊(duì)成員周琦介紹，借鑒變電站系統(tǒng)級(jí)保護(hù)的理念，團(tuán)隊(duì)從事前預(yù)防的角度出發(fā)，研發(fā)了儲(chǔ)能分級(jí)保護(hù)裝備。該裝備具有儲(chǔ)能預(yù)制艙級(jí)和電池簇級(jí)分級(jí)保護(hù)功能，能全方位保障預(yù)制艙內(nèi)電池系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。監(jiān)控平臺(tái)則把園區(qū)的能源設(shè)備信息可視化顯示出來，并預(yù)測源荷運(yùn)行趨勢，自適應(yīng)調(diào)整微電網(wǎng)運(yùn)行策略，達(dá)到低碳用能目的。
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實(shí)現(xiàn)微型綜合能源對(duì)電網(wǎng)頻率控制的支持

2021年1月29日，綜合能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在無錫祝塘綜合能源服務(wù)站投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了微型綜合能源對(duì)電網(wǎng)頻率控制的支持。

“現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，該微網(wǎng)控制器可以在300毫秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)頻率快速響應(yīng)，將站內(nèi)450千瓦的光儲(chǔ)能源有效用于電網(wǎng)頻率控制。若省內(nèi)半數(shù)110千伏變電站采用這一方案，電網(wǎng)調(diào)頻容量將增加約50萬千瓦，每年可節(jié)省購電費(fèi)用近10億元，降低碳排放百萬余噸。”攻關(guān)團(tuán)隊(duì)成員鄭明忠介紹。

2022年4月，綜合能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中標(biāo)鹽城怡寧綜合能源科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園基地建筑智能化建設(shè)及清潔能源應(yīng)用專項(xiàng)，準(zhǔn)備在客戶側(cè)首次應(yīng)用。該產(chǎn)業(yè)園接入1650千瓦光伏發(fā)電，并配置約2700千瓦的地源熱泵，輔以儲(chǔ)熱、儲(chǔ)冷、儲(chǔ)電等多種形式的儲(chǔ)能裝置。

“充分考慮到客戶側(cè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)多臺(tái)區(qū)供電的潮流優(yōu)化控制問題，我們研制的綜合能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能夠通過高速網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方式變換下多電力電子設(shè)備控制策略的毫秒級(jí)自適應(yīng)切換，并具有負(fù)荷運(yùn)行趨勢預(yù)測功能，能為園區(qū)微電網(wǎng)提供優(yōu)化運(yùn)行策略。”江蘇電科院綜合能源系統(tǒng)技術(shù)研究所項(xiàng)目開發(fā)負(fù)責(zé)人王晨清介紹，當(dāng)遇到電網(wǎng)短路故障等大擾動(dòng)情形時(shí)，綜合能源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能快速進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)代，保障園區(qū)重要負(fù)荷的連續(xù)供電能力。

江蘇電科院將持續(xù)跟蹤系統(tǒng)數(shù)據(jù)，充分總結(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，力爭打造標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，在更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化，為工業(yè)企業(yè)客戶提供靈活、低碳、經(jīng)濟(jì)的用能服務(wù)。

原標(biāo)題：智慧調(diào)控綜合能源 服務(wù)客戶低碳發(fā)展