中國儲能網(wǎng)訊：8月24-26日，由深圳市發(fā)展和改革委員會指導，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會與南方科技大學碳中和能源研究院聯(lián)合主辦，100余家機構(gòu)共同支持的碳中和能源高峰論壇暨第三屆中國國際新型儲能技術(shù)及工程應用大會與新型儲能技術(shù)青年科學家論壇在深圳召開。此次大會主題是“開拓新質(zhì)生產(chǎn)力，推動儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”。
大會主辦方邀請6位院士及100位行業(yè)專家分別從新型儲能系統(tǒng)集成解決方案、長時儲能技術(shù)及應用、虛擬電廠、工商業(yè)儲能專場、新型儲能電池、新型儲能與電力市場、智能微電網(wǎng)、儲能標準宣貫、新型儲能技術(shù)青年科學家論壇等12個專場進行充分討論交流。
來自行業(yè)主管機構(gòu)、國內(nèi)外駐華機構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構(gòu)等不同領(lǐng)域的500余家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，1012位嘉賓參加了本屆大會，其中21家企業(yè)展示了儲能產(chǎn)品解決方案，在線觀眾超過4萬余人觀看了開幕盛況。
本次大會由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會和中國儲能網(wǎng)、中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會專家委員會提供學術(shù)支持！
8月25日下午，深圳供電局電力科學研究院專責、高級工程師鐘雋受邀在“智能微電網(wǎng)專場”分享主題報告，報告題目《深圳區(qū)域微電網(wǎng)的新興因素探討》。
鐘雋：各位領(lǐng)導、專家、同仁，下午好，我叫鐘雋，來自于深圳供電局電力科學研究院。今天匯報的題目是深圳區(qū)域微電網(wǎng)的新興因素探討
我從4個方面，談談近3年微電網(wǎng)工程在深圳落地實踐情況，希望能夠帶給各位些許啟發(fā)和借鑒。
首先，我從深圳區(qū)域的資源、供電、政策3方面情況，簡要介紹深圳區(qū)域微電網(wǎng)發(fā)展的背景。在自然資源稟賦方面，這里有北緯22度的陽光，太陽能資源豐富。這里有海，是中國南部海濱城市，海水能資源和海上風能資源充足。這里有人，城市人口密度全國位居第一，城市生活垃圾排放量大，生物質(zhì)資源開發(fā)潛力大。在供電負荷方面，這里的電力負荷密度達1.07萬千瓦/平方公里，度電經(jīng)濟產(chǎn)值達30.16元/度， 3高特征顯著（高負荷密度、高電能質(zhì)量、高供電可靠性），但是，土地資源十分有限。在政策配套方面，近3年，深圳市陸續(xù)出臺了一系列支持微電網(wǎng)發(fā)展的政策，涵蓋新型儲能、光伏、充電設(shè)施、虛擬電廠等，補貼力度位于全國前列?？偠灾?，可以用“優(yōu)渥”一詞來形容深圳區(qū)域微電網(wǎng)發(fā)展的必要條件。
但微電網(wǎng)在深圳發(fā)展仍面臨諸多實際挑戰(zhàn)。微電網(wǎng)作為由分布式電源、用電負荷、配電設(shè)施、監(jiān)控和保護裝置等組成的小型發(fā)配用電系統(tǒng)。主要是有兩個核心技術(shù)，一個是硬件，包括光伏、風機、儲能裝置、負荷裝置、逆變器，控制器等裝置開發(fā)技術(shù)。另一個是軟件，即通過在線監(jiān)測、控制策略下發(fā)實現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)電力電量平衡和頻率電壓穩(wěn)定。主要面臨3大挑戰(zhàn)，一是建設(shè)成本高，經(jīng)測算，內(nèi)部收益率在7-15%，靜態(tài)回收期在4-15年，主要原因是，相對于歐美國家，我國電費低、二是場地受限、安全風險大，特別是光伏，電化學儲能火災風險大，三是運行維護復雜度高，具體體現(xiàn)在四個方面，第一是對電力電子裝置短路過載能力要求高，同時需抑制振蕩。第二是控制算法復雜，以構(gòu)網(wǎng)型控制為例，要求算法模擬同步發(fā)電機調(diào)速器和勵磁特性，控制頻率和電壓。第三是沖擊多元，如變壓器投切沖擊，離網(wǎng)短路故障沖擊等，這些沖擊均會導致微電網(wǎng)解列。第四是軟件模塊多元，譬如，功能模塊包括新能源出力預測，需求響應，碳管理等。
面對以上挑戰(zhàn)，深圳也涌現(xiàn)諸多新興因素，這里，分享3個關(guān)鍵詞，第一個關(guān)鍵詞是集成預制，如右圖所示，這是深圳在運的電力魔方、能量魔方、智慧驛站，每個魔方、驛站是一個微電網(wǎng)，這類微電網(wǎng)通常為光儲充一體，本身功能為配電房或控制中心，微電網(wǎng)可滿足其照明、空調(diào)負荷需求。在建設(shè)方面，這類微電網(wǎng)的特點是整站成套交付，也就是工廠內(nèi)完成標準化預制生產(chǎn)。優(yōu)點是對比傳統(tǒng)電房建設(shè)，占地小，工期短，工期能縮短86%，最快7天建成。這在深圳城中村過載嚴重且場地極有限的區(qū)域，能很好地解決了增容難題。此外，觀感上，它的外型美觀，科技感強，且靜音運行，也規(guī)避了鄰避問題。在不同場景下，該類微電網(wǎng)還具有額外的附加功能，如在學校的能量魔方，他就具有低碳知識普及教育的功能，在相關(guān)能源企業(yè)，具有明顯的廣告宣傳價值，智慧驛站每年可發(fā)電約7千千瓦時，減少7.685噸碳排放，減少用電成本的同時，具有很好地宣傳綠色、低碳的品牌價值的作用。
這類預制集成的微電網(wǎng)具有2個技術(shù)特點，第一是拓撲結(jié)構(gòu)，分為單極結(jié)構(gòu)或雙極結(jié)構(gòu)，取決于用電設(shè)備的功率大小，譬如，通常而言，空調(diào)采用 750V，熱水器采用 375V。當然，在實際工程，通常多采用單極結(jié)構(gòu)。另外一個技術(shù)是用能的柔性控制，和交流系統(tǒng)不同，需控制電壓、頻率、相位，而直流系統(tǒng)控制只涉及電壓控制，很大程度的降低了控制難度以及成本，同時該特性意味著系統(tǒng)運行中直流電壓可在很大的范圍內(nèi)波動。譬如，如右圖所示，電壓下垂控制的范圍為315V到415V。按照如圖邏輯，可以通過調(diào)節(jié)母線電壓及變換器工作電壓決定電源的出力先后順序，實現(xiàn)不同能量控制與管理。
當然該技術(shù)也存在風險點，特別是引入直流系統(tǒng)后，需特別注意以下幾點，第一是接地工程的施工，倘若接地質(zhì)量不過關(guān)，會導致電磁環(huán)流，從而引起漏電流，導致火災隱患。第二是，直流沒有過零點，對母線絕緣性能和斷路器開關(guān)性能要求高。第三是，直流母線短路，會傳遞給電池簇，導致電池內(nèi)部熱失控。
第2個關(guān)鍵詞是規(guī)模協(xié)同，微電網(wǎng)的投資收益包含兩個方面，第一個方面是需求響應管理收益，主要包括以園區(qū)微網(wǎng)為代表的余量平衡調(diào)節(jié)和以數(shù)據(jù)中心微網(wǎng)為代表的備用調(diào)節(jié)，兩種調(diào)節(jié)參與輔助服務市場或者通過參與邀約的方式，讓微電網(wǎng)參與需求響應，得到相應經(jīng)濟收益。通常而言，這是城市級所有微電網(wǎng)群的共同參與。另一個方面收益是分時電價管理收益，也就是調(diào)節(jié)微電網(wǎng)中儲能的充放電策略，加大谷期用電，減少峰期用電。經(jīng)測算，一充一放，微電網(wǎng)中儲能收益在4%-5.3%，與5年期銀行存款相當。
在具體應用場景方面，有2個代表場景，第一是規(guī)模化的車網(wǎng)互動，截至2024年4月底，深圳新能源乘用車滲透率達到67.9%，位列全國前列，相關(guān)價格機制和服務已具備良好條件，新能源車作為靈活性資源的潛力大。大規(guī)模車網(wǎng)互動其中的一個形式V2G，實際上是車輛在微電網(wǎng)的表后放電，體系架構(gòu)為從電動汽車到微電網(wǎng)，再到虛擬電廠，再到電網(wǎng)。從微電網(wǎng)建設(shè)角度，新能源車充當了儲能的作用，同時省去相應消防，從而降低微電網(wǎng)投資成本。
今年的5月，深圳首次落地全國最大規(guī)模的車網(wǎng)互動應用實踐，在1小時內(nèi)，共有1473輛電動車參與，削峰電量規(guī)模達4389度，整個過程也實現(xiàn)了秒級響應（5s），跟隨曲線的效果好，精度大于97%。而現(xiàn)場參與放電的車主，當充電APP上收到了反向放電邀約后，參加了這次活動，就可以每放1度電可以獲得4元錢。
當然，車網(wǎng)互動的運營體系內(nèi)涵豐富，包括多利益主體，對于微電網(wǎng)而言，主要是通過需求響應，增加微電網(wǎng)的收益渠道，縮短微電網(wǎng)投資回報期限。
再細分一下，深圳的新能源車，包含電動物流車隊和電動公交車隊，兩者均具有充電時間和行車路線的固定，對于提供充電服務的微網(wǎng)業(yè)主來說，充分利用流量經(jīng)濟的紅利，附加相關(guān)服務，提高光儲充微網(wǎng)業(yè)主的收益。
另一個代表場景是規(guī)?；ㄖ摵膳c電網(wǎng)互動，一棟建筑視作為一張微電網(wǎng)，采用智能交互終端，實現(xiàn)規(guī)模化建筑用能調(diào)控。其技術(shù)原理是通過控制空調(diào)壓縮機出力特性，利用熱慣性大，在不影響人體舒適度條件下，實現(xiàn)對建筑負荷的無感調(diào)節(jié)，得到需求響應收入。幫助業(yè)主提高能源使用效率，降低用能成本。這是積少成多，長期主義的事情。
最后一個關(guān)鍵詞是電力鴻蒙，目前園區(qū)/企業(yè)微網(wǎng)現(xiàn)狀，側(cè)重大屏監(jiān)測，也就是，通過RS485等通信協(xié)議將微電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)收集，在能量管理系統(tǒng)中進行監(jiān)控。痛點在于大屏缺乏業(yè)務和節(jié)能措施融合，缺乏市場化運營。微電網(wǎng)，其本質(zhì)上是物聯(lián)網(wǎng)，將微電網(wǎng)內(nèi)的硬件設(shè)備鏈接，隨著微電網(wǎng)中傳感器、控制器的增加，以下5點需求會顯著增加，彈性伸縮、統(tǒng)一物聯(lián)、高并發(fā)、敏捷組網(wǎng)、信息安全。
為滿足上述需求，在國產(chǎn)化替代的大背景下，南網(wǎng)公司聯(lián)合華為推出“電鴻”操作系統(tǒng)，一款面向電力行業(yè)邊緣計算、物聯(lián)終端的開源操作系統(tǒng)。核心技術(shù)有兩個，第一是在硬件層面，電鴻核心開發(fā)板上加入有統(tǒng)一的通訊模塊，以實現(xiàn)增強連接、安全、在線升級的功能。第二個是基于分布式軟總線技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動發(fā)現(xiàn)/即連即用、高帶寬、低時延、高可靠，這項技術(shù)應用和普及，將有可能改變微電網(wǎng)的控制方式、以及控制顆粒度有可以更加精細化，從而更大程度的提升微電網(wǎng)的部署效率，運行效能，擴大微電網(wǎng)的外延，也有可能衍生出新的商業(yè)變現(xiàn)模型。
未來，新型邊端協(xié)同計算架構(gòu)將賦能端側(cè)功率及電壓控制器，讓終端成為智能體，實現(xiàn)自身能源的最優(yōu)化分配，從而最大化消納新能源，減少企業(yè)用電成本，降低運維成本。也衍生出許多高級軟件功能。最終，在極少人員干預下，最大化獲取需求響應、電力市場的收益。
最后，微電網(wǎng)在前些年發(fā)展不盡人意，如何帶著微網(wǎng)歷史走向未來，我談三個方面的思考和觀點。第一是，對微電網(wǎng)業(yè)主而言，投資總額上，1）在城市變電站出線間隔充足區(qū)域，建設(shè)投資總額不建議超過總營收的5%。2）在工業(yè)園區(qū)冷、熱、電能源規(guī)劃中，建議采用滾動發(fā)展原則，實行統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施，成熟一片、開發(fā)一片，逐步做大做強。在戰(zhàn)略意識方面，微電網(wǎng)前期業(yè)主應該放下過去的成功，共同圍繞著新型電力系統(tǒng)新能源消納這一關(guān)鍵挑戰(zhàn)，樹立再出發(fā)的創(chuàng)業(yè)意識，將微網(wǎng)系統(tǒng)分層解耦，使其低碳化，樂高化，智能化，從可觀、可測到可觀、可測、可控、可追溯。價值認同上，未來軟件是微電網(wǎng)對于電力市場政策、商業(yè)模式變現(xiàn)的載體，需認同軟件和服務的價值，愿意為之買單。
對微電網(wǎng)建設(shè)方而言，需關(guān)注首尾兩頭，首端關(guān)注兩類潛在客戶，B端客戶集中在深圳市能源審計企業(yè)名單，這類客戶具有數(shù)量有限，定制化需求突出，利潤率可觀的特點，對建設(shè)方的要求高。C端客戶集中在城中村、私人花園等的光伏陽光房改造，這類客戶看重安全性、追求高性價比。另一頭是關(guān)注微電網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展趨勢。有三點：1）技術(shù)趨勢朝著預制集成化、微納化發(fā)展。2）具備成本優(yōu)勢、零碳優(yōu)勢的新型儲能技術(shù)成為打動微電網(wǎng)業(yè)主方的關(guān)鍵。3）傳統(tǒng)的微電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)亟需迭代升級，需面向?qū)ο蟆④浖x，以適應電力市場、需求響應、碳交易等規(guī)則。
對微電網(wǎng)多方合作而言，利益分配機制還不夠完善，相關(guān)部門應該重視微電網(wǎng)利益分配機制、成本補償機制等相關(guān)政策的制定以保證運營商的利益。
以上是我的匯報，謝謝各位專家領(lǐng)導，不妥之處敬請指正批評！
