儲能在多能互補綜合能源系統(tǒng)中應(yīng)用

儲能在多能互補綜合能源系統(tǒng)中的應(yīng)用2019年4月可再生能源大規(guī)模接入引發(fā)電網(wǎng)穩(wěn)定性穩(wěn)定，利用儲能提高接納能力發(fā)電傳統(tǒng)擴容方式受限于輸電走廊布局等資源限制與負荷需求不斷增長之間的矛盾，引入儲能能有效緩解矛盾，并緩解設(shè)備更新投資，提高網(wǎng)絡(luò)資源和設(shè)施利用率輸電配電儲能引入可提高用戶側(cè)分布式能源接入能力，保證供電可靠性，滿足電能質(zhì)量需求，削峰填谷用戶儲能產(chǎn)業(yè)是新能源領(lǐng)域的最后一公里，是實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的蓄水池。儲能作為能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的支撐產(chǎn)業(yè)和關(guān)鍵推手，在發(fā)電、輸配電、電力需求側(cè)、輔助服務(wù)、新能源接入等不同領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。儲能技術(shù)作為實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵一環(huán)，是不可或缺的一部分。能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)及儲能的作用示意圖山東電網(wǎng)新能源發(fā)電裝機情況截至2018年11月，全省新能源總裝機達到

2438

萬千瓦，新能源裝機總量居全國第三位。風(fēng)電、光伏分別突破千萬千瓦級大關(guān)，其中風(fēng)電裝機1125.69萬千瓦，居全國第五位；光伏裝機1313.262萬千瓦，居全國首位，新能源消納難度增大。l總裝機達2438萬千瓦l全國第三位l新能源裝機比例越來越高，大量外電入魯，山東電網(wǎng)消納清潔能源能力已接近電網(wǎng)運行極限調(diào)峰22.9%全省新能源總裝機占比分布式電源的發(fā)展對配電網(wǎng)運行及規(guī)劃的影響逐步顯現(xiàn)分布式電源接入電網(wǎng)后，配電網(wǎng)從放射狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，這對原有電力系統(tǒng)產(chǎn)生了一定的影響。電力系統(tǒng)的負荷預(yù)測和規(guī)劃問題會隨著分布式電源的接入而變得更加復(fù)雜化。分布式電源接入電網(wǎng)后，將給配電網(wǎng)乃至輸電網(wǎng)的電壓、電能質(zhì)量、系統(tǒng)保護和調(diào)度運行等帶來一系列的影響研究分布式電源對配電網(wǎng)規(guī)劃、電能質(zhì)量、用戶間交互影響、保護等方面的影響，提出儲能在配網(wǎng)中應(yīng)用的解決方案。《儲能在

電網(wǎng)的應(yīng)用及運營分析報告》□電網(wǎng)的現(xiàn)狀及儲能應(yīng)用需求分析□儲能在電網(wǎng)的應(yīng)用場景分析□儲能系統(tǒng)運營模式及收益分析□電網(wǎng)儲能系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)建議充分利用多種能源的互補特性，建設(shè)高效、環(huán)保、可靠的多能互補集成優(yōu)化的分布式

能源系統(tǒng)示范工程，實現(xiàn)綜合能源高效利

用和可靠供電，是我國能源轉(zhuǎn)型的必然要

求，對推動“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源落地和經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r能源生產(chǎn)消費革命具有重要意義。

霧霾分布地圖2015年3月

2016年3月

2016年8月2017年1月國家工信部、發(fā)改委、國家發(fā)改委、能源國家發(fā)改委、能源局發(fā)布《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》：強調(diào)要更加注重系統(tǒng)優(yōu)化，積極構(gòu)建智慧能源系統(tǒng)......中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見》，要求積極開展分布式電源項目的各類試點和示范……能源局印發(fā)《關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》，有效促進能源和信息深度融合，推動能源領(lǐng)域結(jié)構(gòu)性改革......局發(fā)布《關(guān)于推進多能互補集成優(yōu)化示范工程建設(shè)的實施意見》，實現(xiàn)多能協(xié)同供應(yīng)和能源綜合梯級利用……關(guān)鍵技術(shù)多能互補分布式能源綜合利用是清潔能源與可再生能源高效利用的重要方式，但各類能源的特性差異及生產(chǎn)消費間的復(fù)雜耦合關(guān)系對多能互補系統(tǒng)的規(guī)劃、調(diào)控、運營等提出了新的挑戰(zhàn)。規(guī)劃針對分布式能源系統(tǒng)存在冷熱電氣多種能源形式、多方利益主體、差異化用能需求，充分利用多能源互補互濟和柔性負荷可調(diào)能力，提出考慮可再生能源、清潔能源互補及冷熱電用能差異化需求的分布式能源系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化規(guī)劃方法。通過智能分層優(yōu)化調(diào)控技術(shù)，對含分布式電源、剛性負荷、柔性負荷與儲能系統(tǒng)等多主體的分布式能源系統(tǒng)進行綜合協(xié)調(diào)的智能調(diào)度與控制技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)能量管理。調(diào)控區(qū)域負荷獨立供能方案動態(tài)生成方法，通過系統(tǒng)獨立運行多能互補穩(wěn)態(tài)控制技術(shù)，探索區(qū)域負荷獨立功能關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備，實現(xiàn)區(qū)域負荷的冷/熱/電等多種能源高可靠優(yōu)質(zhì)供給?？煽抗┠苣苄嵘齾^(qū)域能源的高效利用是多能互補技術(shù)的終極目標(biāo)。針對分布式能源系統(tǒng)各類能源的特性，考慮用能場景與運行狀態(tài)等因素，提出綜合能效提升及評估方法，挖掘能效提升潛力。微電網(wǎng)---微能源網(wǎng)將向綜合能源網(wǎng)發(fā)展，將電力、燃氣、水務(wù)、熱力、儲能等資源捆綁為整體資源，

，統(tǒng)一解決有關(guān)能源的有效利用和調(diào)峰問題。相較熱網(wǎng)絡(luò)和冷網(wǎng)絡(luò)，電網(wǎng)絡(luò)具有易互聯(lián)、損耗小、傳輸快等特點，將成為來綜合能源網(wǎng)的核心，也給電網(wǎng)發(fā)展帶來機遇?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)冷熱聯(lián)供技術(shù)分布式發(fā)電技術(shù)儲熱技術(shù)

大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)云儲能技術(shù)儲能技術(shù)多能互補技術(shù)未來微能網(wǎng)當(dāng)前微電網(wǎng)12微能源網(wǎng)---綜合能源系統(tǒng)綜合能源系統(tǒng)是微能網(wǎng)的縱向擴張，可理解是綜合運用先進的電力電子技術(shù),信息技術(shù)和智能管理技術(shù),將大量由分布式能量采集裝置,分布式能量儲存裝置和各種類型負載構(gòu)成的新型電力網(wǎng)絡(luò)、石油網(wǎng)絡(luò)、天然氣網(wǎng)絡(luò)等能源節(jié)點互聯(lián)起來,以實現(xiàn)能量雙向流動的能量對等交換與共享網(wǎng)絡(luò)。綜合能源系統(tǒng)示意圖13分布式能源的直接接入光伏系統(tǒng)，可就地消納太陽能發(fā)電，實現(xiàn)整站集約化設(shè)計。采用分布式能源接入技術(shù)，充分利用園區(qū)內(nèi)的風(fēng)光資源，實現(xiàn)零碳園區(qū)。智能交通接入電力求側(cè)響應(yīng)需供應(yīng)技術(shù)考慮先進儲能電池，采用“削峰填谷”、“平滑接入”運行方式，降低用電成本，保障供能安全。采用先進的需求側(cè)響應(yīng)管理系統(tǒng)，參與電網(wǎng)調(diào)度，可以賺取補貼、優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)。基于虛擬同步機技術(shù)的全自動供電系統(tǒng)光儲虛擬同步機負荷虛擬同步機電動汽車充電樁負荷虛擬同步電動機通過升級各種電器設(shè)備的整流裝置，使

其能夠根據(jù)電網(wǎng)頻率和電壓的變化實時控制負荷功率，實現(xiàn)源–荷動態(tài)供需平衡作為重要負荷獨立運行的重要電壓源，主要職責(zé)是平抑并離網(wǎng)切換及穩(wěn)態(tài)運行時的功率擾動，針對電壓頻率小擾動，本項目采取虛擬同步發(fā)電機技術(shù)和基于動態(tài)修正的實時控制技術(shù)相結(jié)合的暫態(tài)控制方法，分別從就地層和協(xié)調(diào)控制層對系統(tǒng)電壓頻率擾動進行實時控制。儲能虛擬同步機蓄冷/熱系統(tǒng)本項目自用電屬于一般工商業(yè)用電及居民用電，并執(zhí)行峰谷分時電價政策，且本項目的空調(diào)負荷分布全天極不平衡，峰谷比相差懸殊，從減少設(shè)備裝機容量、降低系統(tǒng)運行費用以及供能安全可靠性角度考慮，本項目考慮蓄冷（熱）設(shè)備，采用“削峰填谷”運行方式，在分時電價下，谷時蓄冷（熱），峰時釋冷（熱）。?水蓄冷/熱系統(tǒng)?冰蓄冷系統(tǒng)?固體蓄熱?相變蓄冷/熱系統(tǒng)儲能技術(shù)是多能互補系統(tǒng)中多類型能源作為協(xié)調(diào)統(tǒng)一調(diào)度的“蓄水池”，是實現(xiàn)能源互補及能量雙向互動的重要設(shè)備，是實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)不可或缺的重要組成部分。應(yīng)用場景1

用戶側(cè)儲能，風(fēng)光儲自發(fā)自用，余量上網(wǎng)在用戶側(cè)能將分布式能源發(fā)出的電力進行存儲，自發(fā)自用，余量上網(wǎng)。當(dāng)分布式能源不能滿足自發(fā)自用時，用戶可以從電網(wǎng)取電，對儲能系統(tǒng)進行充電，實現(xiàn)谷電的存儲，存儲的電量自用降低用電成本或者在負荷峰值時將電能上網(wǎng)賺取電價差額。應(yīng)用模式應(yīng)用場景2

間歇性可再生能源功率平抑對風(fēng)、光等可再生能源輸出功率進行平抑，緩解晝夜峰谷差，降低系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻和備用容量的需求，降低對多能互補系統(tǒng)中燃氣輪機、生物質(zhì)發(fā)電等發(fā)電單元的性能壓力，提高區(qū)域供電電能質(zhì)量，有效減少棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象應(yīng)用場景3

提高設(shè)備利用率，環(huán)節(jié)電力投資壓力在負荷低谷的時候，儲存電能，并存放在發(fā)電側(cè)或輸配電側(cè)。當(dāng)符合峰值時，可以將負荷谷底存儲的電量送出，滿足峰值負荷需求。發(fā)電公司和電網(wǎng)公司的設(shè)計規(guī)劃都不需要按照最大功率值進行設(shè)計，減少不必要的投資，提高設(shè)備利用率。應(yīng)用模式應(yīng)用場景4

冷熱電聯(lián)儲，提升系統(tǒng)綜合能效通過構(gòu)建冷/熱/電聯(lián)合儲能系統(tǒng)，打通電能與熱能聯(lián)絡(luò)通道，實現(xiàn)對冷、熱、電等多種能源形式的互補開發(fā)和綜合利用，提升系統(tǒng)綜合利用效率。利用電儲熱技術(shù)，還可以解決高可再生能源滲透率地區(qū)的棄風(fēng)、棄光問題。應(yīng)用場景5

參與系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)壓，提供區(qū)域負荷供電可靠性多能互補系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域獨立電能供給，通過多種能源的互補開發(fā)實現(xiàn)區(qū)域能源的綜合獨立供給。儲能系統(tǒng)具有快速有功、無功吞吐能力，通過采用虛擬同步發(fā)電技術(shù)主動參與系統(tǒng)獨立運行時的電壓、頻率調(diào)節(jié)，提高區(qū)域負荷供電電能質(zhì)量及供電可靠性EnergyPlanning中德生態(tài)園健康生態(tài)居住區(qū)零碳城專項規(guī)劃規(guī)劃理念將未來城打造成中德生態(tài)園的綠色、低碳示范區(qū)，建立高標(biāo)準(zhǔn)、高要求的能源指標(biāo)體系，保證未來城能源系統(tǒng)的先進性規(guī)劃

?

建設(shè)安全可靠、綠色低碳、節(jié)能高效、經(jīng)濟合理的能理念源供應(yīng)體系，打造區(qū)域能源系統(tǒng)綜合利用示范區(qū)。?清潔能源利用程度大幅提高，規(guī)劃區(qū)能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。?充分挖掘本地及周邊可再生能源資源，在合理范圍內(nèi)最大限度采用可再生能源，將D2組團打造成清潔、高效的“零碳”社區(qū)，為整個中德生態(tài)園的發(fā)展樹立標(biāo)桿。智能綠塔綠塔是在被動房的基礎(chǔ)上，采用先進的設(shè)計理念，充分利用自身可再生能源的同時，調(diào)配周邊可再生能源，通過微電網(wǎng)，對市電起到良好削峰填谷的作用?！爸悄芫G塔”的主體是一座商住功能綜合的高層塔樓，其獨特的光伏產(chǎn)能立面設(shè)計結(jié)合能源控制系統(tǒng)的使用，可以高效利用太陽能，并將能量暫時存儲在塔樓內(nèi)的儲能系統(tǒng)中，并可采取儲能與建筑一體化設(shè)計理念。這樣不僅能夠滿足塔樓本身的大部分能耗，還可以通過與智能電網(wǎng)的連接，提供與獲取周圍建筑的電能，通過智能能源管理系統(tǒng)，平衡整個區(qū)域的電能需求。這樣，“智能綠塔”這個綠色建筑單體就變成了一個虛擬發(fā)電廠和能源管理中心，通過電網(wǎng)鏈接將整個區(qū)域連成一個小型的智能綠色城市，大幅度的降低電網(wǎng)的負擔(dān)，起到“削峰填谷”的效果。智能綠塔建筑的屋頂及幕墻覆蓋太陽能電池板，為整座建筑提供可再生電力，并充當(dāng)幕墻外的另一層隔熱材料。建筑內(nèi)部安裝儲能單元，用來儲存分布式光伏產(chǎn)出的多余電力，平滑光伏系統(tǒng)的輸出曲線，并在尖峰負荷等情況下供電。智能綠塔配備的能源管理系統(tǒng)控制建筑內(nèi)的光伏、儲能以及耗能