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西門子微網(wǎng)智能運(yùn)行優(yōu)化和調(diào)度系統(tǒng)案例

湖南艾歐曼自動(dòng)化設(shè)備有限公司網(wǎng)訊：西門子助力華電電力科學(xué)研究院有限公司，為國(guó)家能源分布式能源技術(shù)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心提供了微網(wǎng)智能運(yùn)行優(yōu)化和調(diào)度系統(tǒng)，幫助實(shí)現(xiàn)了園區(qū)供能和用能的高效、節(jié)能、靈活與穩(wěn)定。

1879年初，西門子為中國(guó)提供了一臺(tái)10馬力的蒸汽發(fā)電機(jī)，專門用于上海港的照明，大大提高了港口的工作效率。今天，以這種“在哪兒用能，就在哪兒產(chǎn)能”的理念為核心，在集中式供能之外，分布式能源系統(tǒng)正以星火燎原之勢(shì)蓬勃發(fā)展。

與集中式供電不同，分布式能源系統(tǒng)位于用電端周邊，可以自發(fā)自用，如果有余電還可以饋還給主電網(wǎng)，獲得經(jīng)濟(jì)收益。同時(shí)，由于系統(tǒng)在產(chǎn)能時(shí)多使用風(fēng)能、太陽(yáng)能和天然氣等可再生能源或清潔能源，它還具有清潔、高效等特點(diǎn)。

華電電力科學(xué)研究院有限公司（華電電科院）作為分布式能源領(lǐng)域的*，已經(jīng)在杭州搭建了國(guó)家能源分布式能源技術(shù)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心（研發(fā)中心）。作為國(guó)家*下屬分布式能源專業(yè)的研究機(jī)構(gòu)，研發(fā)中心正以其園區(qū)作為研究和實(shí)驗(yàn)對(duì)象，開展分布式能源系統(tǒng)的可行性與經(jīng)濟(jì)性等方面的研究。

為幫助研發(fā)中心更好地管理園區(qū)內(nèi)的太陽(yáng)能等多種能源，西門子為研發(fā)中心提供了SICAM AK1703微網(wǎng)控制器和包括MGMS微網(wǎng)管理高級(jí)應(yīng)用在內(nèi)的Spectrum Power能源監(jiān)控管理平臺(tái)（Spectrum Power平臺(tái)），助力實(shí)現(xiàn)了園區(qū)供能和用能的高效、節(jié)能、靈活與穩(wěn)定。

▲國(guó)家能源分布式能源技術(shù)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心內(nèi)安裝了西門子SICAM AK1703微網(wǎng)控制器。

“隨著中國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，能源生產(chǎn)與利用的清潔和高效已經(jīng)成為了許多能源企業(yè)發(fā)展的‘硬指標(biāo)’。發(fā)展分布式能源系統(tǒng)是大勢(shì)所趨。” 華電電力科學(xué)研究院有限公司分布式能源技術(shù)部（國(guó)家能源分布式能源技術(shù)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心）高級(jí)工程師、副主任鄭文廣表示，“在這一領(lǐng)域，西門子有著*的技術(shù)與豐富的經(jīng)驗(yàn)，是值得信賴的合作伙伴。與西門子的合作讓我們的工作事半功倍。”

西門子（中國(guó)）有限公司能源管理集團(tuán)智慧能源事業(yè)部總經(jīng)理鄭峰則表示：“華電電科院研發(fā)中心項(xiàng)目對(duì)西門子來(lái)說(shuō)具有開創(chuàng)性的意義，它的MGMS微網(wǎng)管理系統(tǒng)是西門子在中國(guó)成功落地的*個(gè)微網(wǎng)管理系統(tǒng)。以此為起點(diǎn)和*，我們正在持續(xù)深耕分布式能源領(lǐng)域。”

“復(fù)雜的微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室工程”

位于杭州的研發(fā)中心被包圍在一片蔥郁的綠色之中。在占地面積達(dá)2.6萬(wàn)平方米的園區(qū)內(nèi)可以看到一棟棟排列整齊的實(shí)驗(yàn)樓。天氣晴朗時(shí)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)墻上的一塊塊太陽(yáng)能板更是像一顆顆寶石，在陽(yáng)光下閃閃發(fā)光。

園區(qū)使用的能源大部分來(lái)自分布式能源系統(tǒng)。由于系統(tǒng)整合了光伏發(fā)電與燃?xì)獍l(fā)電，需要同時(shí)管理電、熱和冷等多種能源，它也是目前國(guó)內(nèi)分布式能源種類多且復(fù)雜的微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室工程之一。在安裝上，它設(shè)備種類較多，接口不一，不易統(tǒng)一接入微電網(wǎng)管理系統(tǒng)。在電網(wǎng)運(yùn)行上，它不僅技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜，運(yùn)行控制難度也很大。

但是，面對(duì)困難，華電電科院與西門子都沒有退縮。為了將設(shè)備連接到Spectrum Power平臺(tái)，西門子對(duì)園區(qū)內(nèi)的微燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和換熱器等相關(guān)設(shè)備做了細(xì)致的考察，根據(jù)實(shí)際情況更新或重繪了設(shè)備圖紙，并以此為依據(jù)對(duì)系統(tǒng)做了本地化匹配，終順利將設(shè)備全部接入平臺(tái)。

而在電網(wǎng)運(yùn)行上，Spectrum Power平臺(tái)則憑借其強(qiáng)大的功能，保證了微電網(wǎng)高效、節(jié)能、靈活和穩(wěn)定的運(yùn)行。

▲ 西門子的Spectrum Power能源監(jiān)控管理平臺(tái)助力園區(qū)實(shí)現(xiàn)供能和用能的高效、節(jié)能、靈活與穩(wěn)定。

“一石三鳥”，高效產(chǎn)能

占地廣闊的園區(qū)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要大量電力與熱能的支持。一般來(lái)說(shuō)，建筑物需要從電網(wǎng)獲取電力，而通過燃煤得到熱能。但是，在使用分布式能源系統(tǒng)后，園區(qū)內(nèi)的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)和微燃機(jī)在燃燒天然氣發(fā)電時(shí)能將產(chǎn)生的熱能也收集起來(lái)，并通過一系列裝置將它們轉(zhuǎn)化為人們工作、生活時(shí)需要的熱能和冷，實(shí)現(xiàn)了冷熱電三聯(lián)供。這種“一石三鳥”的產(chǎn)能方式大大提高了能源利用率。

西門子的Spectrum Power平臺(tái)則可以根據(jù)園區(qū)的實(shí)際用能需要，調(diào)整冷、熱和電三種能源的產(chǎn)量，讓能源“物盡其用”。

精打細(xì)算，智慧“持家”

光是高效產(chǎn)能還不夠，園區(qū)運(yùn)營(yíng)者需要操心的是從產(chǎn)能到用能的整個(gè)過程。如何減少能源消耗，做到能源成本低，以實(shí)現(xiàn)“勤儉持家”，是他們面臨的一大挑戰(zhàn)。西門子Spectrum Power平臺(tái)便是研發(fā)中心的“智慧管家”。它“精打細(xì)算”，讓園區(qū)內(nèi)各種能源都“用在刀刃上”，讓能源產(chǎn)、用過程的經(jīng)濟(jì)性達(dá)到zui高。

研發(fā)中心使用的一次能源包括天然氣與太陽(yáng)能。西門子Spectrum Power平臺(tái)搭載的MGMS微網(wǎng)管理系統(tǒng)可以利用*的優(yōu)化算法，根據(jù)用戶側(cè)用電量和能源價(jià)格的波動(dòng)，制定經(jīng)濟(jì)性zui高的微電網(wǎng)運(yùn)行計(jì)劃。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)公共電網(wǎng)電價(jià)較低時(shí)，系統(tǒng)會(huì)增加從公共電網(wǎng)購(gòu)買的電量，停止微電網(wǎng)內(nèi)燃?xì)獍l(fā)電，并利用光伏發(fā)電為儲(chǔ)能系統(tǒng)蓄滿電力。而當(dāng)公共電網(wǎng)電價(jià)較高時(shí)，系統(tǒng)則會(huì)減少?gòu)墓搽娋W(wǎng)購(gòu)買的電量，轉(zhuǎn)而使用儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電力，或主要使用燃?xì)獍l(fā)電和光伏發(fā)電。

此外，MGMS微網(wǎng)管理系統(tǒng)的預(yù)測(cè)算法還可以根據(jù)天氣情況和歷史數(shù)據(jù)對(duì)發(fā)電及儲(chǔ)能情況進(jìn)行預(yù)測(cè)性計(jì)算，制定未來(lái)發(fā)電計(jì)劃。優(yōu)化算法與預(yù)測(cè)算法相輔相成，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

穩(wěn)如泰山，不懼停電

作為園區(qū)運(yùn)營(yíng)者，操心的恐怕就是電網(wǎng)的穩(wěn)定了，而有了西門子Spectrum Power平臺(tái)，這一點(diǎn)也不再是困擾。

由于太陽(yáng)能受天氣影響較大，為保證微電網(wǎng)不會(huì)在光伏發(fā)電量波動(dòng)時(shí)受到?jīng)_擊，MGMS微網(wǎng)管理系統(tǒng)可以利用平滑濾波功能，通過靈活調(diào)度儲(chǔ)能系統(tǒng)與燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備，對(duì)光伏發(fā)電進(jìn)行平衡和補(bǔ)充，保證了供電穩(wěn)定。

而當(dāng)公共電網(wǎng)出現(xiàn)故障，微電網(wǎng)也面臨停電風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，MGMS微網(wǎng)管理系統(tǒng)可以自動(dòng)切換到離網(wǎng)狀態(tài)，并利用自己的發(fā)電與儲(chǔ)能系統(tǒng)維持微電網(wǎng)正常運(yùn)行，等需要時(shí)再自動(dòng)并回公共電網(wǎng)。它還可以利用儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行黑啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)*停電狀態(tài)下的重啟。有了MGMS微網(wǎng)管理系統(tǒng)，研發(fā)中心就再也不用擔(dān)心停電了。

邁向可持續(xù)的未來(lái)

截至2018年7月，研發(fā)中心實(shí)驗(yàn)平臺(tái)內(nèi)所有西門子相關(guān)系統(tǒng)與設(shè)備都已投運(yùn)。在未來(lái)，研發(fā)中心的研究成果將被應(yīng)用到其它分布式能源項(xiàng)目中。

▲西門子與華電電科院工作人員討論項(xiàng)目情況。

鄭文廣表示：“通過‘舍遠(yuǎn)求近’、‘化合為分’，我們與西門子攜手，做到了智慧的能源生產(chǎn)、使用和管理。研發(fā)中心的研究成果將對(duì)我們未來(lái)在分布式能源領(lǐng)域的探索起到指導(dǎo)性的作用。我們相信，與西門子的攜手合作將幫助我們邁向一個(gè)更加可持續(xù)的未來(lái)。”

除實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目外，西門子也已積極參與到微電網(wǎng)相關(guān)的商用項(xiàng)目中，其中就包括由陽(yáng)光電源股份有限公司（陽(yáng)光電源）承建的合肥市高新區(qū)微電網(wǎng)示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目是國(guó)家*與國(guó)家*于2017年公布的28個(gè)新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目之一。在項(xiàng)目中，西門子將為陽(yáng)光電源提供基于新能源發(fā)電、儲(chǔ)能和產(chǎn)業(yè)園區(qū)負(fù)荷的能源微網(wǎng)管理系統(tǒng)，幫助產(chǎn)業(yè)園區(qū)實(shí)現(xiàn)能源高效利用和綠色環(huán)保等目標(biāo)。

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