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信平变压器:常规变电站如何向综合能源站转型升级?

2018-02-23 09:08:09 德州信平电子有限公司 阅读

      新形势下,清洁能源替代传统化石能源趋势明显,电能替代推动终端能源消费结构升级加速,对电力企业提出进一步优化能源结构,提高服务质量的新要求。利用电网核心资源——变电站的独特优势,充分发挥能源配置中心的作用,提高能源利用效率,从单一供电升维至综合能源服务,实现向综合能源服务商的深度转型,以满足人民美好生活对能源的需求。

电网的再定位与综合能源站构想

       从单一供电升级为综合供能。以变电站为载体,构建以电为中心的集成功能系统,打造综合供能体,在一定范围内实现能源的产销平衡,满足终端用户的多种使用需求。从单一供电到综合服务。提供优质供能服务,培养用户黏性,定制整体解决方案,提供能源相关的工程、运营、金融等增值服务,延伸产业链,形成新的利润增长点。从需求侧到供给侧。利用电网分层、分区域的网格化布局特点,满足清洁、可靠、经济、优质的用能需求,提供多种能源产品和服务组合,培育新的市场业态。利用电网特性,以常规变电站为载体,集成大电网电能、分布式光伏和燃气、储能及充电装置等,构成支持多能互补的“源-网-荷-储”协同控制区块,构建综合能源站。通过综合能源站这一能源配置中心,提高综合能效,加速电能替代,平滑电力需求,“一站式”响应用户供电、供冷、供热等基本能源及增值服务需求,强化核心竞争力,打造独特的商业运营模式。

综合能源站的多重价值体现

社会价值

      土地综合利用。城市建设用地资源日益稀缺,而变电站布点均衡、遍及用电负荷中心,具备网络节点优势。综合能源站充分发挥变电站所处位置的土地集约价值,整合分布式电站、储能站、充电站等分散功能,匹配当地的用能需求。综合能效提高。在综合能源站,针对不同用能对象和用能场景,实现多能协同、集中供应,提高供冷、供热能效。靠近负荷中心配置分布式电源,降低输配电网传输损耗。通过“冷热电三联供”实现能源综合梯级利用。配置储能装置,协同需求侧管理,建立虚拟电厂,提高电源和电网运行效率。

用户价值

      享受更优惠的综合能源价格。以需求为导向,为用户制定差异化用能方案,提供具有吸引力的价格。利用燃气分布式发电的余热、烟气集中供热供冷,降低冷、热负荷用电成本。采用合同能源管理方式,引入储能等手段降低专线用户需量电费。用技术和经济手段引导削峰填谷,降低用电成本。享受更可靠的电力保障。综合能源站采用“多能互补、源网荷储协同”的供电模式,既有大电网支撑,又能协同调度区块内的分布式电源、储能、可控负荷,运行方式灵活,能有效应对通道阻塞和上级电源故障,为用户提供安全、不间断的高可靠性电力保障。享受更高品质的电能质量。增加如电化学、飞轮、电容、超导等储能装置作为备用电源,为大电网提供紧急容量支撑。一旦供电中断,储能装置快速响应,以毫秒级速度切换至储能系统供电,防止电压骤降,为用户提供高品质电能产品。消费更绿色的能源。在负荷中心区引入储能装置,促进清洁能源消纳。形成“多能互补”的能源结构,按需集中供应电、热、冷、热等,实现清洁替代。在综合能源站配套建设充电站和充电桩,推动电动汽车普及,促进终端能源消费的电能替代。

      享受更便捷的一站式综合能源服务。在提供综合能源的基础上提供综合服务,一站式满足用户差异化需求。以综合能源站为骨干节点推进“四网融合”,整合现有营业、运维、检修等资源,提供充电、节能、合同能源管理、碳排放交易、智能家居等综合服务。

电网价值

      投资更加优化。综合能源站的多元互补能够有效削峰平谷、平滑负荷曲线,降低峰荷时输配电通道阻塞,提高资产利用效率,尤其适用于负荷密集且配电网改造扩容困难的中心城区。有效整合管制类资产和竞争性业务投资,实现资源精准、高效投放。电网更加安全可靠。综合能源站作为重要枢纽,通过多能互补、集成优化,提高能源供需协调能力,丰富电网调峰手段,提高电网安全性。通过分布式电源和储能等,为站内设备提供独立辅助电源,极端情况下可作为黑启动点为大电网提供“星星之火”,增强电网自愈能力。电网更加智能。作为能源技术与互联网技术深度融合的载体,综合能源站是区块能源、信息的配置中心,负责能源互联网的实时感知和信息交互,为优化能源供给制定网络运行策略,并支撑智能调控、需求响应、交易预测、数据价值挖掘等服务。更深度、更广泛参与电力市场。综合能源站具备参与辅助服务市场的先天优势,能够在竞价模式和尖峰电价等需求响应激励、售电侧放开的多能互补互动机制等情况下获得增值收益。未来还可充分参与现货市场交易,获取电价差收益。

      电网负荷更加均衡。峰期通过“冷热电联供”削减原本需要用电制冷、制热的电负荷,实现区块内削峰;通过分布式电源和储能,承担部分大电网峰荷。谷期通过储能等方式增加谷期负荷,控制电动汽车充电,引导并优化用能行为习惯。助力建立需求侧响应机制。充分利用智能电表、低压集抄双覆盖的优势,让综合能源站成为本区块“能量流+信息流+价值流”的协调控制中心。通过大数据掌握、预测并影响用户用能行为,精准促进供需双方互动。统一控制本区块的源、储、可控负荷,建立快速高效的需求侧响应机制。推动电网企业向综合能源服务商深度转型。以综合能源站所处区域功能定位为导向,因地制宜组合能源产品和服务种类,践行供给侧结构性改革。打造新能源微网示范项目,推动变电站设备的小型化,积累各类主体博弈互动、能源价格变化等历史数据。借鉴“地铁+物业”综合体的开发模式,创新商业运营体系。

综合能源站的商业运营模式

       新形势下,综合能源站将成为多种商业模式的发展载体,这些商业运营模式贯穿源-网-荷-储整条价值链,可以独立存在也可以组合使用。

       一站式综合能源服务。按照用户群分类,试点先行、逐步铺开。位于商业区的变电站铺设屋顶光伏,供站用电及临近商场使用。有条件者可在变电站旁安置充电桩,供顾客使用,收取充电服务费和停车费。选择部分冷量稳定的区域安装冰蓄冷装置。位于工业园区的变电站,除铺设屋顶光伏外,通过冷热电三联供,为园区用户削峰填谷,在提供峰荷用电保障同时,利用排放余热来制冷。位于机场、火车站等大型交通枢纽附近的变电站,可提供充电桩基础设施或租赁服务。电网企业提供场地和充电设施,车企或租车公司提供车辆、技术及服务。选择部分冷量稳定的区域安装冰蓄冷装置。位于大型居民小区附近的变电站,有地面条件的可安装充电桩、配置集中充电站,以此调节电网负荷,并收取充电服务费、停车费、赚取电价差收益。位于数据中心、医院、酒店别墅区或大型游乐场附近的变电站,铺设屋顶光伏,通过冷热电三联供满足高峰负荷用电、利用排放余热制冷,通过冰蓄冷在谷、平时制冰,峰、平时供冷。

      高可靠性服务。综合能源站由大电网、分布式能源、储能系统协同供电,构成区域微网。尤其对重要用户和对供电可靠性有着较高要求的用户(如数据中心、医院、高科技企业等),在大电网故障时能确保可靠的电力供应,获取高可靠性电价收益。高品质电能质量服务。在综合能源站安装储能和无功补偿等装置,为敏感用户(如特定工业专线用户)提供无功补偿、谐波补偿、电压暂降抑制等服务,获取高品质电能质量增值服务收益。电力辅助服务市场。充分利用综合能源站的储能、分布式电源和需求侧管理能力,参与调峰、黑启动等服务补偿,作为独立辅助服务提供者参与交易并获取收益。

      电力现货市场。在未来现货市场开放的电力市场环境下,综合能源站将具有更高的灵活性,日前基于预测数据响应系统优化调度、日内利用电网内更新的实时数据,充分发挥分布式能源边际成本较低的竞争优势,获取经济激励。

      合同能源管理。通过能量管理系统记录并分析用能数据,结合电价政策生成充放电策略。配置由综合能源站统一控制的储能装置,通过低谷蓄电、高峰放电,减少用户高峰用电、削减需量电费,通过合同能源管理与用户分享收益。

      充电服务市场。根据用户充电习惯、行驶半径和线路等要素,利用电网布局特点,建设具备充电功能、网络覆盖、便捷使用特性的综合能源站。综合常规充电、快充、慢充等方式,提供电动汽车租赁及储能服务,打造新型共享经济。碳交易市场。综合能源站通过分布式光伏促进非化石能源消纳、减少碳排放,通过冷热电联供提高综合能效,通过储能调节需求侧管理,相应配额可进入碳交易市场进行交易,获取减碳运营收益。

综合能源站的技术经济分析

技术分析

        光伏、燃气分布式电源、冰蓄冷、锂离子储能及充电桩技术本身已较为成熟,在解决场址布置、环保、与燃气管网衔接等前提下,与变电站合建在技术上是可行的。

布置。变电站建筑装设屋顶光伏无需额外占地。燃气分布式电源平均占地面积约140平方米/兆瓦,布置灵活,可户外敞开式布置、也可分散错层布置于建筑物室内、地下室或屋顶区域。冰槽可实现模块化布置,根据场地实际情况灵活调整,可置于变电站地下;锂离子储能多为集装箱式,可布置在室外空地或室内。存量变电站改造可结合实际情况处理,增量站可从规划设计之初统筹考虑合建布置。环保。不同原动机的燃气分布式电源环保参数略有差异。燃气轮机与微燃机的噪音一般在85分贝以下,低于国家标准;内燃机噪音约为100分贝,略超国家标准,可采取增加隔音罩等降噪措施,将噪音降低至85分贝以下。燃气轮机与微燃机的氮氧化物排放小于25ppm,满足国标要求,内燃机的氮氧化物排放约为250ppm,需加装脱硝装置。

与燃气管网衔接。燃气分布式电源一般需要中压或次高压燃气管道供气,而适宜建设燃气分布式电源的变电站一般也深入负荷中心,中压燃气管道多数情况下可以覆盖。如确需次高压燃气管道供气,需与燃气部门提前协商。


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