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基于“互联网+动力供给”的综合动力系统最优调度思考

发布时间:2019-04-23点击次数:

李总理总理在2018年政府工作报告中提议“互联网+”行动筹划,打开了动力互联网发扬的全新窗口。动力互联网的内涵是;借助于互联网,对电力系统、天然气系统、交通系统等动力系统实行互联耦合,经过转换和存储技艺,消纳具有间歇性和随机性特点的大规模可再生动力,并利用互联网和智能终端技艺,实现动力在全网络内的动态分配、转换和共享,提高资源的利用率,实现节能减排。

一、综合动力系统的概念

综合动力系统动力互联网实现的一种形态,是多能互济、动力梯级利用等理念实现应用的关键,其中以电力系统、天然气系统、热力系统为典型代表,包含与动力生产、变换、输送、存储以及消费相干的各个环节。其中,能量的交换是指将某种形式的动力借助相干物理设备变换成其他形式的动力,经过能量之间的变换,建立动力子系统之间的耦合关系,典型的物理设备包括:燃气轮机、蒸汽轮机、燃气锅炉、热电联产机组等。

综合动力系统将电网、天然气系统及热力系统等实行综合考虑,剖析三种动力系统运转时相互间的作用及影响,突破电力系统、天然气系统、热力系统在内的多种动力系统内部单独规划、独立运营的既成模式,在各系统规划、优化运转、调度过程中,对不同系统涉及的分配、储存、转化、使用等环节实行统一优化,经过电—气—热等多种动力间的互补作用,实现动力协同调度、多动力系统联合规划,提高可再生动力利用率和多系统安全办理。电网依靠燃气机组实现天然气系统的能量注入,但天然气系统却无法消纳电力系统富余的可再生动力。为提高电力系统消纳能力,近年来出现了新型大规模储能技艺——电转气技艺。利用电转气技艺可以将电力系统弃风、弃光转化为氢气和人造甲烷,并依靠大容量的天然气管网实行储存,随着电转气技艺和天然气发电的日趋成熟,电转气厂站与燃气机组的联合运转将能实现能量在电网和天然气系统中双向交互,电力系统与天然气系统的耦合程度正逐步加深。

其中,电力的动力品位较高,具有清洁、高效、易传输等特点以下首要从电力系统的角度,探讨电力系统与天然气系统和热力系统的耦合。

二、电力–天然气–热力系统的耦合

(一)电热耦合

热电联产等技艺增进了电力系统与热力系统之间耦合,其耦合性体现在产热是众多发电过程中的重要环节,对热能的有用利用可以提高动力使用效率,热能是终端用户负荷重要组成局部。

热电联产符合此刻动力、经济、环境协调发扬的整体趋 势,作为动力利用技艺的首要发扬方向之一,受到国内外的 广泛眷注。它是一种建立在能量梯级利用的基础上的综合供、 动力使用系统,分散在用户负荷侧,首先利用一次动力驱动燃气轮机、内燃机等动力设备供电,再运用余热利用技艺、 对余热实行回收利用,实现系统对用户的电、热两种形式的 能量供应。热电联产可以实现降低系统的动力成本、提高系 统的动力利用率、降低污染排放等多功能目标。

受制于热力系统供需特点和传输特性,热能在生产、传输过程中损失的能量极大,因此热电联产覆盖面积受限。

(二)电—气耦合

1.电转气

电转气技艺是指利用电能将水和二氧化碳转化为氢气或甲烷的过程。电转气过程一般经过两步实现;第一步为采用电解水产生氢气和氧气;第二步为氢气甲烷化。可再生动力发电具有发电间歇性和可控性差的特征,对其大量并网运转带来了很大挑战。电转气技艺利用氢气将传统电力系统和天然气系统之间隔阂打破,让电力系统和天然气系统间的能量双向流动成为或许,增进了气—电网络的深度融合,也为处置风力发电和光伏发电等可再生动力发电的波动性问题提供了新途径。

 以德国动力发扬为例,德国是以化石动力为主的国家,自然资源不丰富,油、气根本依赖进口。为了提高动力自给率,处置动力安全问题,上世纪80年代提议了“动力转型”的概念。随着全球对温室气体导致气候变暖问题认识的深化,德国明确了化石动力向非化石动力转型的方向,并提议了清晰的可再生动力发扬目标,筹划2050年将可再生动力比例提高至80%。但在转型过程中,随着“弃核”、“退煤”战略的实施,可再生动力比例持续增长,德国也面临了一系列的问题,如可再生动力消纳困难。德国2018年可再生动力发电在总发电量的占比总超过了40%,而煤炭发电占比仅约38%。大量风电、光伏发电的接入带来了电力系统需要在随机波动的负荷需求与随机波动的电源之间实现能量供需平衡,为了减少“弃风弃电”的现象,德国大力推广电转气技艺,此刻已投入大规模的商用。

2.天然气发电

此刻天然气发电技艺已经非常成熟,天然气联合循环发电集天然气洁净与联合循环高效于一身,具有热效率高、投资省、建设周期短、占地面积小、运转可靠等诸多优点。

与来宾大产业区域电网类似的兴义地方电网刚刚建成黔西南州乃至全贵州省第一座天然气分布式动力站—清水河天然气分布式动力站,以满足兴义市清水河园区热负荷的需求,以及黔西南州产业园区电网的调峰需求。同时提高了动力综合利用热效率,降低区域电网火电机组的旋转备用容量,,提高动力利用率,减少大气污染物排放,改善兴义市区域环境。最后作为清水河热电联产车间的发动备用电源,提高兴义地方电网的安全、环保、稳固及经济运转水平。

三、未来应用前景

电力、供热、供气尽管具有耦合的联络,即可以经过建立方程的方式实行定量剖析,但是此刻国内由于动力体制及电力体制的原因,动力是国家最为重要的基础设施,事关国家安全和社会发扬,因此相干领域的革新是一个循序渐进的过程,此刻国内未产生适合综合动力系统最优调度的孵化条件。但是随着国家电力体制革新等相干体制革新的逐步推动,未来国家相干部门将扎实推动革新进程,逐步实现动力革新根本内涵,鼓动动力领域供给侧结构性革新取得突破性发展,提高革新水平,形成多层次、高质量的动力供给体系,实现动力与经济环境的协调发扬。

广投动力企业在来宾市境内集供电、供热、供气办事于一体,致力于在广西将原有传统动力经过转型打造升级最终形成“两网联动、清洁动力”的现代动力体系。

此刻来宾的售电侧革新在落地实施的过程中遇到了极大的阻力,首要是相干企业认为来宾售电侧革新会造成电网的重复投资以及国有资产的浪费。为此,可以将此次来宾售电侧革新与桂中“百亿元动力基地”相结合,结合来宾市“一网两管”产业优势,创造性的在来宾鼓动综合动力供给的革命,未来择机提议综合动力利用试点名目,将来宾打造成为全国的综合动力利用试点基地,以完备的动力供应链和动力供给价格“洼地”实行招商。

未来当三种动力的用户数量达到一定规模,动力供应的优质经济将取代安全稳固供应成为新的首要矛盾。这时候可以借鉴此刻在电力系统日负荷曲线的预测中广泛使用的多重相干算法、时间序列法和谐波分解法等方法对用户的日供热量和供气量实行预测,大胆打破电力、供热、供气分开调度的惯性思维,革新性将电力、供热、供气三种供能调度实行统一调度,三种供能运转方式统筹安排。同时结合集团在云办事大数据布局,对动力使用量的实行实时剖析预测,从而计算出电力、供热、供气潮流的最优经济方式,合理安排日运转方式,使发电供热煤耗、线损、热损达到最低,综合动力的使用效率达到最高,深刻展开“互联网+动力供给”的产业协同,实现综合动力的最优调度。最终实现习大大总书记就鼓动动力生产和消费革命提议的五点请求“第一,鼓动动力消费革命,抑制不合理动力消费,有用贯彻节能优先方针,把节能贯穿于经济社会发扬全过程和各领域,坚定调整产业结构,树立勤俭节约的消费观,加快形成动力节约型社会;第二,鼓动动力供给革命,建立多元供应体系;第三,鼓动动力技艺革命,带动产业升级;第四,鼓动动力体制革命,打通动力发扬快车道;第五,全方位增强国际协作,实现开放条件下动力安全。”





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