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        基于安全域的區(qū)域綜合能源系統儲能優(yōu)化配置

        2021-12-27 09:12:12陸欣石曉偉
        電子樂園·中旬刊 2021年3期

        陸欣 石曉偉

        摘要:綜合能源優(yōu)化配置是推進我國社會發(fā)展、實現城市建設科技化的重要途徑之一。該文以某區(qū)域的建設為例,針對該區(qū)對綜合能源優(yōu)化配置的規(guī)劃方案和具體流程進行分析,并結合該區(qū)實際情況就如何實現基于綜合能源協同優(yōu)化發(fā)展策略對該區(qū)配電網的合理規(guī)劃展開討論。

        關鍵詞:綜合能源;協同優(yōu)化;配電網規(guī)劃

        1 綜合能源協同優(yōu)化的基本規(guī)劃內容及新區(qū)情況

        一方面,科技不斷充斥我國居民生活中的方方面面,而我國在發(fā)展過程中也不斷進步,逐漸加大對國內能源互聯網產業(yè)的重視與支持。隨著智能化電氣設備的普及與豐富,我國居民生活及工作中也平添了許多可能性;另一方面,我國不可再生性能源在我國過去幾十年的發(fā)展過程中使用的數量較大,而隨著發(fā)展帶來的環(huán)境污染問題愈加嚴重,為此我國對于科技水平的重視程度日漸加深,希望能夠利用智能化科技手段代替不可再生能源,緩解、改善環(huán)境問題的同時保護我國資產資源。

        我國《十三五規(guī)劃綱要》中明確指出,我國在未來5年的發(fā)展過程中應重點放在積極建設由“源—網—荷—儲”充分耦合形成的具發(fā)展、集成為互補為一體的能源型互聯網國家,并將該項目標放置在我國未來發(fā)展過程中的重要位置,通過合理建設綜合能源系統,促使資源協同優(yōu)化,使我國更富多元化、科技化,利用該系統在滿足我國工業(yè)發(fā)展需求的同時保證我國資源得到合理使用,將資源的利用率發(fā)揮值最大化,達到優(yōu)化能源消費結構的基本目的,為進一步提升我國發(fā)展空間、促使我國堅持走可持續(xù)發(fā)展道路。

        2 新區(qū)開展綜合能源協同優(yōu)化共發(fā)展的基本規(guī)劃策略

        2.1 資源協調發(fā)展規(guī)劃策略的基本目標

        區(qū)域內綜合能源協同優(yōu)化發(fā)展系統是指將電力系統作為整體系統的核心系統,結合現代信息化科學手段,共同為區(qū)域內提供冷、熱、氣、電以及再生能源等多種服務,通過全面促使資源協同優(yōu)化,共同建立起具“源—網—荷—儲”為一體的完善綜合能源協同發(fā)展區(qū)域的供給型、服務型系統。通過建立該系統為該區(qū)域內提供長遠且穩(wěn)定的多種資源能量,同時可做到高節(jié)能、高供能,保護環(huán)境的同時將能源效率提升至最高,達到建設節(jié)能環(huán)保型新城市的根本目標。

        2.2 資源協調發(fā)展規(guī)劃設計及模型

        結合珠江三角新區(qū)的具體規(guī)劃方案,在對綜合能源協同優(yōu)化發(fā)展規(guī)劃方案進行設計時可根據該區(qū)內的具體能源供應額定量、新區(qū)內能源需求量等對該區(qū)進行整體統籌規(guī)劃,確保該規(guī)劃方案符合綜合能源協同發(fā)展的基本目標。根據新區(qū)具體特點,可在新區(qū)規(guī)劃區(qū)域內建立相關能源信息平臺、能源輸送系統以及熱能電能供應渠道,將提供能源的光伏發(fā)電系統、風機發(fā)電系統、天然氣供應系統以及水電供應系統所體統的熱能、電能、水能源以及天然氣能源不斷輸送到能源終端,其中包括智能樓區(qū)、公共建筑、居民生活區(qū)以及數據中心等,做到全面供應能源的同時智能、實時對能源供應過程進行監(jiān)督和合理規(guī)劃,滿足新區(qū)發(fā)展和需求的同時實現對綜合能源的協同與優(yōu)化。

        2.3 對綜合能源系統的具體規(guī)劃流程

        第一,根據上述中設計的綜合能源協同優(yōu)化發(fā)展規(guī)劃方案對新區(qū)內的現有電網分布現狀、現有資源需求量和供應量進行具體計算和數據分析,通過具體情況對新區(qū)內劃分出部分區(qū)域作為示范區(qū),對示范區(qū)的電能和其他能源的具體利用條件、使用需求進行分析;第二,根據區(qū)域特點和分布對示范區(qū)進行網格式劃分,對劃分方法的合理性進行推敲和調整,根據區(qū)域內的河流、山體等特點合理對網格區(qū)域進行規(guī)劃,保證每個區(qū)域的能源供應相對獨立,同時在開始供應后針對示范區(qū)內的各個網格區(qū)的區(qū)負荷量及綜合能源具體需求量進行實時觀測,定期對觀測的各項數據進行對比;第三,在觀測一段時間內需利用GIS系統對網格具體能源利用情況、節(jié)能情況等進行全面評估,并根據實際狀況對劃分方案進行調整和完善,對區(qū)域制定的約束條件、目標規(guī)劃框架、重要用戶保底方案等進行全面考慮,制定出全面、科學的綜合能源協調優(yōu)化具體規(guī)劃方案,根據該方案對各個網格區(qū)在此期間產生的社會效應、經濟效應以及各項指標數據全面評估,并根據其目標達成結果確定最終規(guī)劃策略。

        3 利用綜合能源協同優(yōu)化后的配電網具體規(guī)劃策略

        3.1 對新區(qū)的供熱電網規(guī)劃方案

        結合新區(qū)規(guī)劃方案和“十三五”規(guī)劃方案內容,該區(qū)在針對該區(qū)的熱負荷能量需求制定時確定,該區(qū)在未來至2030年間其最大熱能需求量將達到595t/h。而為了保證該區(qū)在規(guī)劃及發(fā)展中滿足該熱負荷量,結合該區(qū)經濟實力分成兩期工程建立電熱聯產供熱基地,分別為:第一期可建立兩項2×180MW級電熱聯產項目;第二期可使用兩套2×400MW發(fā)電裝機裝備,兩期的供熱量分別為139t/h和635t/h,兩期電熱聯產基地可實現對新區(qū)供熱量635t/h,充分滿足新區(qū)整體熱能需求,同時可將多余的熱能供應給新區(qū)周邊,提升新區(qū)發(fā)展速率。

        3.2 對新區(qū)的風能、光能協同供電規(guī)劃方案

        擬在新區(qū)主干道路鳳凰大道和景觀大道路兩側建設風光一體化路燈。采用高壓鈉燈照明的路面照度按30Lx考慮的6車道主干道的照明功率密度值不應大于1.05W/m2。示范區(qū)主干道路長度約46km,按主干道紅線寬度40m估算道路面積約184萬m2,路燈總功耗約為1.93MW,風能和光能約占10%,其余主網電源補充。

        3.3 溴化鋰制冷系統規(guī)劃法方案

        考慮園區(qū)綜合能源實際情況,能源站采用燃氣內燃機,其特點為發(fā)電效率高,設備集成度高。其發(fā)電效率通常在30%~40%之間。排出的高溫煙氣進入吸收式制冷機,消耗夜間的低谷電能,利用溴化鋰及冰水相變潛熱進行能量的儲存,白天用電高峰期釋放出冷量。利用峰谷電價差,在電價較低的谷時段蓄冷,在電價較高的峰時段釋放冷量,降低系統運行綜合成本,協助電網公司消峰填谷,提高綜合能源系統利用效率。

        4 結語

        結合綜合能源協同優(yōu)化整體理念和新區(qū)實際狀況,將該區(qū)內能源需求量和能源供應量作為對該區(qū)統籌規(guī)劃的先決條件,根據新區(qū)規(guī)劃建設在該區(qū)內規(guī)劃建立相關系統信息平臺和數據處理中心,通過建立系統化、全面化的能源供應,基于該協同優(yōu)化規(guī)劃方案合理規(guī)劃區(qū)域電網,利用制冷技術、電熱聯產技術以及風能光能協同技術共同為該區(qū)域供應綜合能源,進一步達到節(jié)能、長遠發(fā)展的根本目標。

        參考文獻

        [1] 楊華洲.面向綜合能源供給側改革的城市配網規(guī)劃方法[J].中國高新區(qū),2017(12):111.

        [2] 郝然,艾芊,朱宇超.基于多智能體一致性的能源互聯網協同優(yōu)化控制[J].電力系統自動化,2017,41(15):10-17,57.

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