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技术交流
提升新能源发电效率促进常规电源智能灵活运行
发布时间:2017-05-12  来源:光伏商贸网
摘要: 近期,国家发改委、能源局及工信部联合印发《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,推动智能化能源生产消费基础设施建设,加快形成开放共享的能源产业发展新形态,为我国未来电力系统智能化创新发展注入新活力。

近期,国家发改委、能源局及工信部联合印发《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,推动智能化能源生产消费基础设施建设,加快形成开放共享的能源产业发展新形态,为我国未来电力系统智能化创新发展注入新活力。

目前,关于“互联网+”智慧能源在能源电力产业中的应用,不同企业和机构有着不同的认识,但基本共识是以电力系统为核心,应用先进信息技术实现多种能源融合和高效利用。发电、电网、用电设备和客户在连接能源互联网后,可以实时交换信息,通过整合运行、气象、电网、电力市场等数据,实现对整个系统的效率优化和安全调度。

提升新能源发电效率促进常规电源智能灵活运行

变动性新能源发电的出力预测和调度运行优化一直是新能源运行消纳的难题。借助数值气象预报、大数据、云计算等互联网信息技术,将有望提升风电、太阳能发电出力预测的精度和调节性能,进一步提高新能源消纳能力。通过海量数据分析与处理,实时优化新能源电厂整体运行方案,实现新能源发电最高效的电能输出;并利用智能新能源信息管理平台,结合物联网、云计算技术,远程监控新能源电厂的数据和运转情况。

目前,国内已经有企业建立了基于大数据的风电数据实时处理平台,提高风电发电效率。在风力发电机叶片和风机内外部加装近百个传感器和雷达,让雷达监测风的流动性、强弱,通过传感器收集各项数据,并汇总到云端计算分析,再利用数据分析专家系统、主动性能控制和基于可靠性的决策算法等,提升风电发电效率。

同时,互联网信息技术有望为常规电源运行的智能化和灵活性带来重要契机。目前,常规燃煤机组运行调节能力有限,导致在负荷低谷时段,燃煤机组难以开展深调节,为风电等新能源腾出消纳空间。未来,燃煤机组可以捆绑电锅炉、热泵、储热等设备,通过发达电厂信息系统协调优化控制多设备联合运行,将有可能明显增强燃煤机组运行灵活性。以丹麦燃煤机组为例,为促进低谷时段风电消纳,同时满足对客户的不间断供热,丹麦热电联产机组普遍配置了可以灵活调度的电锅炉、热泵和储热罐,通过完善电厂调度通讯系统,统筹协调风电、燃煤机组和其它设备联合运行。在风电过剩时段,通过电锅炉/热泵,将风能产生的电能转换为热能进入地区供热系统;在热能过剩时段,还能将多余热能存储在储热罐中,用于高峰热负荷调节。这些措施使丹麦成为世界风电高比例消纳的典范,2015年丹麦风电发电量占用电量的比例高达42%。

构建新型电力消费新模式催生新的增值业务需求

推动智能化能源生产消费基础设施建设,在电力消费终端,将实现精准感知、实时响应需求,完善现有业务、拓展增值服务。其优势在于,首先,能满足各类用能终端灵活接入需求;依托信息技术,实现配用电海量信息采集与处理,构建智能化电力运行监测、管理技术平台,使电力设备和用电终端基于互联网进行双向通信和智能调控,实现分布式电源与电动汽车等终端设备及时有效接入,形成开放共享的能源网络。

其次,“互联网+”智慧能源将催生新的业务需求,实现客户用电管理优化、用能实时分析和预测、合同能源管理、需求侧响应服务等高级应用,并提供用电增值服务,与客户分享增值收益。例如,法国电力公司基于大数据实现了用电信息采集全覆盖。目前,全法已经安装了3500万只智能电表,智能电表主要采集个体和家庭的用电负荷数据。以每只电表每10分钟抄表一次计算,3500万只智能电表每年将产生1.8万亿次抄表记录和600万亿字节的压缩前数据。通过智能电表、电网运行、气象等数据高速处理负荷曲线数据,预测用电趋势,全面优化电力需求侧管理和用电调度。

推动电力系统转型升级实现生产者与消费者双向互动

采用物联网、大数据、云计算和移动终端等技术,通过电网将传统集中式发电厂、风电场、太阳能电站、分布式电源等生产端和工业、建筑、交通等消费端紧密连接,实现生产者与消费者能源流、信息流的双向互动,推动发、输、配、用电各环节创新产品服务和商业模式,加快向开放、共享、互动、智能、绿色、低碳的电力系统转型升级。原有以生产经营为中心、安全为基础、能源流与信息流单向流动的系统架构将发生重大改变,以客户为中心、体验为导向、能源流与信息流双向流动的新架构及价值链将被建立,推动以大数据、云管理为特征的供应侧业务创新,以及以智能、节能为特征的需求侧服务创新,电力系统将由单一生产供电体系逐步升级为综合能源服务平台。

另一方面,与竞争性行业相比,电力系统是经济社会的重要基础设施,具有公共事业、重资产、设备专用性强、自然垄断、产品单一等特征。特别是电网,具有发输配用实时平衡、难以大规模储存、安全性可靠性要求高、依靠固有网络传输等技术特征。利用互联网技术,难以改变电力系统的生产消费链条。未来“互联网+”智慧能源融合应用的实质,仍是以电力系统为主导,信息网络技术为辅助的总体发展格局。信息流将实现对整个能源流的效率优化和安全调度,但难以根本改变能源流固有的物理属性。

【链接】

《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》(以下简称《指导意见》)的出台,大力推动了“互联网+”智慧能源的发展。围绕能源互联网,《指导意见》提出了10项重点任务。其中,“推动建设智能化能源生产消费基础设施”是推动能源市场开放和产业升级的首要任务。

1. 推动可再生能源生产智能化

鼓励建设智能风电场、智能光伏电站等设施及基于互联网的智慧运行云平台,实现可再生能源的智能化生产。鼓励用户侧建设冷热电三联供、热泵、工业余热余压利用等综合能源利用基础设施,推动分布式可再生能源与天然气分布式能源协同发展,提高分布式可再生能源综合利用水平。促进可再生能源与化石能源协同生产,推动对散烧煤等低效化石能源的清洁替代。建设可再生能源参与市场的计量、交易、结算等接入设施与支持系统。

2. 推进化石能源生产清洁高效智能化

鼓励煤、油、气开采,加工及利用全链条智能化改造,实现化石能源绿色、清洁和高效生产。鼓励建设与化石能源配套的电采暖、储热等调节设施,鼓励发展天然气分布式能源,增强供能灵活性、柔性化,实现化石能源高效梯级利用与深度调峰。加快化石能源生产监测、管理和调度体系的网络化改造,建设市场导向的生产计划决策平台与智能化信息管理系统,完善化石能源的污染物排放监测体系,以互联网手段促进化石能源供需高效匹配、运营集约高效。

3. 推动集中式与分布式储能协同发展

开发储电、储热、储冷、清洁燃料存储等多类型、大容量、低成本、高效率、长寿命储能产品及系统。推动在集中式新能源发电基地配置适当规模的储能电站,实现储能系统与新能源、电网的协调优化运行。推动建设小区、楼宇、家庭应用场景下的分布式储能设备,实现储能设备的混合配置、高效管理、友好并网。

4. 加快推进能源消费智能化

鼓励建设以智能终端和能源灵活交易为主要特征的智能家居、智能楼宇、智能小区和智能工厂,支撑智慧城市建设。加强电力需求侧管理,普及智能化用能监测和诊断技术,加快工业企业能源管理中心建设,建设基于互联网的信息化服务平台。构建以多能融合、开放共享、双向通信和智能调控为特征,各类用能终端灵活融入的微平衡系统。建设家庭、园区、区域不同层次的用能主体参与能源市场的接入设施和信息服务平台。

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