2019/4/261一、学校概况多能互补能源互联网关键技术及典型案例彭道刚教授、博士(后)自动化工程学院2019年4月26日多能互补能源互联网概述发展背景、意义国内外发展现状国家推进发展政策关键技术“源-网-荷-储”关键技术典型案例典型示范工程2019/4/262第一部分p发展背景多能互补能源互联网概述p意义发展背景能源电力行业节能减排任重而道远能源生产革命、技术革命势在必行传统能源的低耦合化石能源的枯竭可持续发展的要求社会发展的需求能源互联网建立在分布式能源、新能源、微电网、智能电网、智能发电、互联网+等基础上的能源互联网技术具有举足轻重的作用。2019/4/263发展意义BDA多方面实现能源能源梯级利用梯级利用和优势互补，提升系统整体效率。符合融合、统一、高效、清洁理念。推进以天然气、风电、光伏、储能等多种能源形式协同运行的多能互补工程。C强耦合性、为可再生能源产业发展提供保障。第二部分p国家推进发展政策p国内外发展进程国内外发展现状2019/4/264国外发展进程20042008200920102004200820092010201120112013201620132016《TheEconomist》首次提出建设能源互联网德联邦政府发起E-Energy，成为首个实践能源互联网的国家美国北卡州立大学“未来可再生电能传输与管理系统”(FREEDM)日本开始推广“数字电网”计划欧盟理事会在“促进欧洲领跑新工业革命”的研讨会上明确提出第三次工业革命将围绕能源互联网而展开杰里米∙里夫金在《第三次工业革命》中提出能源互联网是第三次工业革命的核心之一。欧洲制定微电网技术发展路线图丹麦哥本哈根中心召开的探讨能效的提高能源效率平台研讨会国内发展进程20122014201520122014201520162016201720172015年6月，国家能源局开展“国家能源互联网行动计划战略研究”，并将其作为国家“互联网+”行动计划的重要载体2016年2月，国家能源互联网纲领性文件《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》发布2016年4月，国家发展与改革委员会、能源局正式发布《能源技术革命创新行动计划(2016–2030年)》2014年刘振亚提出“全球能源互联网”2015年9月，习近平出席联合国发展峰会，倡议构建全球能源互联网国家首批多能互补示范项目23个、能源互联网示范项目55个首届中国能源互联网发展战略论坛2019/4/265国家相关政策为加快推进新能源微电网示范工程建设，探索适应新能源发展的微电网技术及运营管理体制，该文件进一步明确了新能源微电网的研究意义，提出了新能源微电网的技术要求、示范项目建设目的和原则和示范项目方案编写大纲，为能源互联网的发展和示范工程的实施打下来基础。12015年7月13日国家相关政策22016年2月24日该文件提出要推动互联网与能源行业深度融合，促进智慧能源发展，明确了能源互联网为能源产业所带来的新机遇，侧重能源互联网方案的落实。加强“互联网+”智慧能源示范试点工作。2019/4/266国家相关政策32017年1月25日2017年1月25日，国家首批多能互补集成优化示范工程共安排23个项目，其中，终端一体化集成供能系统17个、风光水火储多能互补系统6个。该文件体现了国家对多能互补能源的支持，积极推动“互联网＋”智慧能源发展，为构建能源生产、输送、使用和储能体系协调发展、集成互补的能源互联网提供有力的支持。为加快推进新能源微电网示范工程建设，探索适应新能源发展的微电网技术及运营管理体制，国家发展改革委，国家能源局于2017年5月联合印发关于新能源微电网示范项目名单的通知，确定了28个新能源微电网示范项目。其中，24个并网型项目，4个独立型项目。国内发展现状42017年5月5日2019/4/267国家相关政策52017年7月6日首批“互联网+”智慧能源（能源互联网）示范项目共55个。该文件突出各省级能源主管部门在示范项目的组织协调、监督管理、运行方式、综合评议、工程建设规划等方面的责任和实施方法，对整个能源互联网项目具有明确的指导意义。国家相关政策序号工程名称建设地1北京丽泽金融商务多能互补集成优化示范工程北京市丽泽金融商务区2张家口“奥运风光城”多能互补集成优化示范工程河北省张家口市沽源县3苏州工业园区多能互补集成优化示范工程江苏省苏州市工业园区4深圳国际低碳城多能互补集成优化示范工程广东省深圳市国际低碳城5青岛中德生态园多能互补集成优化示范工程山东省青岛市经济开发区6张家口张北风光热储输多能互补优化示范工程河北省张家口市张北县7海南州水光风多能互补集成优化示范工程青海省海南州序号项目名称申请单位1北京延庆能源互联网综合示范区中关村科技园区延庆园管理委员会2能源互联网试点示范园区苏州工业园区管理委员会3浙江嘉兴城市能源互联网综合示范项目国网浙江省电力公司、浙江省海宁市人民政府4临港区域能源互联网综合示范项目上海电气集团中央研究院、临港集团5上海国际旅游度假区”互联网+”智慧能（能源互联网）工程国网上海市电力公司浦东供电公司6”互联网+“在智能供热系统中应用研究及工程示范中国华电集团公司等7城市综合智慧能源供应服务体系上海电力股份有限公司多能互补集成优化部分示范工程名单能源互联网示范工程部分名单2019/4/268第三部分p协同控制p能量优化管理关键技术p储能利用p能效管控与智能运维系统p网络通信与信息安全关键技术关键技术实现多能互补能源系统运行优化、能量管理与能效分析的可视化和智能运维管控。能效管控与智能运维网络与信息安全技术通过多目标优化和大数据挖掘分析，实现供需双侧能量平衡，为管理决策的提供支持。能量优化管理技术采用多种混合储能技术，解决新能源接入问题、支撑分布式能源发展提高供电可靠性。混合储能利用技术实现多能互补系统各分布式能源、储能、设备和系统的协同控制，保证能源互联网稳定、可靠运行。多能互补协同控制实现设备层、控制层和监控管理层的能源控制安全、网络安全、信息安全、数据安全、应用安全等2019/4/269多能互补能源互联网协同控制技术在多能互补能源互联网系统中，需要高效合理的协同控制策略，实现冷热电等各类能源的按需有序供给，同时确保系统电网和供冷、供热网络的能量平衡控制和安全稳定运行。多能互补能源互联网系统的协同控制技术冷热电三联供冷热电三联供储能单元控制储能单元控制燃机与储能系燃机与储能系统的互补控制统的互补控制风光风光燃气等燃气等电源电源的联动控制的联动控制系统分层控制系统分层控制并离网切换控制并离网切换控制混合储能利用技术多能互补能源互联网中可再生能源并网接入，光伏与风电等间歇性电源出力不稳定，而一定比例的储能通过平抑功率波动、调峰调频、削峰填谷，提高能源利用效率。但是，电池SOC、SOH、BMS、EMS、PCS等技术还不是十分成熟。分布式储能时间维度可调控资源空间维度可调控资源提高安全性和经济性用户智能控制需求侧响应效益需求侧响应有效资源集中式储能互联网化管控提高储能存量的利用率能量信息化2019/4/2610能量优化管理技术能量优化管理用户侧负荷预测储能控制技术发电侧功率预测调度优化Ø功率（负荷）预测：根据历史和当前数据对未来一段时间的功率（负荷）进行高精度预测。Ø调度优化：实现多能源互联网的经济型、高效性。Ø储能技术：稳定系统出力、削峰填谷、提高能源利用率。网络通信与信息安全技术Ø漏洞挖掘、入侵侵检、安全加固、安全审计、安全监管、态势感知。。。。。。《电力监控系统安全防护总体方案》（国家能源局2015年第36号）总体原则：Ø安全分区Ø网络专用Ø横向隔离Ø纵向认证2019/4/2611能效管控与智能运维系统由于用户的需求侧管理、储能系统和分布式能源的大规模接入，电源和负荷较大的随机性，不同的运行模式会影响系统的能效水平和功能经济性，在能源计划、实时经济性运行中需要能效管控系统能够精准预测用能需求和分布式能源出力等不确定因素，实现系统能效分析与智能运维管理。第四部分典型案例2019/4/2612国网江苏同里综合能源服务中心2018年10月18-20日，“一带一路”能源部长会议暨第三届国际能源变革论坛在苏州召开。苏州同里综合能源服务中心投运，15项能源“黑科技”亮相。多能互补综合利用高温相变光热发电预制舱式储能系统压缩空气储能微网路由器绿色充换电站国网江苏同里综合能源服务中心2019/4/2613源网荷储协调控制系统综合能源服务平台国网江苏同里综合能源服务中心城市光储充换一体化电站北京福威斯公司位于大红门集美家居广场直流光储充一体化项目2019年3月投入运营。项目包括25MWh磷酸铁锂电池储能，一期1.4MWh屋顶光伏，94个车位的单枪150KW大功率直流快速充电桩，日售电能力超过4万度，项目有效延缓了城市电力配网增容10MW。项目在全球范围内创造了四个应用技术第一：用户侧最大规模储能电站、城市中心最大规模充电站、第一个直流光储充一体化项目、第一个区域直流增量配网项目。2019/4/2614城市光储充换一体化电站上海绿色翅膀公司城市“光储充换”一体化系统由光伏车棚、储能电站、充电桩和换电站组成，利用电动汽车退役动力电池梯级利用，通过光储充换一体化协同控制与智能运维管控，实现电动汽车快速充换电的高效、智慧、绿色供能。某分布式能源示范工程某天然气分布式能源项目是以天然气为基础能源的冷热电三联供系统，为区域内各单体建筑集中提供空调冷热源和生活热水热源，有效提高能源利用效率，实现低碳排放。项目建设内容包括3.2MW的燃气内燃发电机组、1.8MW的国产燃气轮机示范验证平台、3套溴化锂吸收式制冷/热机组；以及空气源热泵机组、电动离心式冷水（热泵）机组、电动离心式冷水机组等制冷、制热设备和蓄能水槽。2019/4/2615某分布式能源示范工程内燃发电机烟水溴化锂机组空气源热泵离心热泵系统部分界面系统部分界面协同控制系统2019/4/2616系统部分界面系统部分界面能效管控系统q国家能源局、发改委批准，全国首批28个之一、高校唯一、上海唯一的国家级新能源微电网示范工程项目某高校国家级新能源智能微电网示范项目与城市大电网并网运行，包含2MW光伏发电、60kW光电互补充电站、300kW风力发电、500kWh储能及控制装置等。在安全用能前提下，拥有新能源微电网的智慧校园可比正常校园能耗降低约25%2019/4/2617序号类别设备名称单位数量1系统平台校区智慧能源管理系统套1宿舍智能用电管理系统套1智能微网系统套1智能能源管控平台套12热水类太阳能热水+空气源热泵热水系统套103新能源光电互补充电站（60kW光伏）套1一体化智慧路灯杆5光伏发电系统kW1588风力发电系统kW300铅炭电池系统kWh500超级电容系统kWs100kW10sBHPV光伏建筑构件一体化系统kW417某高校国家级新能源智能微电网示范项目1号教学楼2号教学楼3号教学楼图文信息综合大楼风机能机学院学术交流及事务中心75.6kWp102.3kWp102.3kWp30.6kWp300kW64.8kWp102.3kWp多目标优化控制不同场景策略控制某高校国家级新能源智能微电网示范项目2019/4/2618某高校国家级新能源智能微电网示范项目谢谢!请多提改进意见！彭道刚13371896952pengdaogang@126.com