分布式能源
分布式能源
12月12日下午，第十九届分布式能源国际论坛举办两场平行主题论坛。本届论坛由中国能源研究会分布式能源专业委员会、中国能源网主办。
主题论坛一：区域源网荷储一体化模式探讨。与会专家共同探讨源网荷储一体化模式的前景及挑战，能源技术创新及实践案例分享;主题论坛二：分布式能源的创新业态。与会专家共同探讨分布式可再生能源利用场景和商业模式探索，“分布式新能源+”新业态探讨。
主题论坛一
区域源网荷储一体化模式探讨
主题论坛一由中国能源网副总经理张葵叶主持。
主持人张葵叶：当前，我国正在深入推动能源革命，有序推进能源生产和消费稳步向清洁低碳、安全高效转变。其中，发展分布式能源产业将在我国能源系统绿色低碳转型过程中发挥重要的支撑作用，成为推动能源结构调整、能源消费转型升级的重要载体。分布式能源从主要以燃气三联供为主要形式向以“风光水气氢”为基础的“源网荷储”大分布式能源的延伸，融合综合能源、虚拟电厂、智能微网等先进技术，必然重塑能源供给，还将重塑能源需求，真正带来一场能源革命。
今天下午的专题论坛一“区域源网荷储一体化模式探讨”将聚焦分布式能源领域的前沿技术和应用发展，汇聚行业内的专家、学者和企业代表，共同探讨分布式能源技术的最新进展和未来发展趋势。
《虚拟电厂支撑新型电力系统建设，促进新能源消纳》
国网信息通信产业集团信通研究院信息技术研发中心主任刘泽三：虚拟电厂的出现，既是历史技术的推动，也是需求矛盾主体的推动。虚拟电厂的目标和资源实际是为了聚合分布式光伏、分布式储能以及商业楼宇的复合。通过聚合这些负荷来解决一些矛盾。
同时可以通过虚拟电厂引导一部分用户的用电行为，比如需求响应，鼓励企业改变自己的生产时序来做需求响应。
目前产生的虚拟电厂形态包括以下几种：最早是欧洲出现的虚拟电厂，更多是通过打捆新能源发电上网;第二种是美国负荷性的形态;第三种我们国家做得比较多，像冀北的虚拟电厂也是国网公司做的虚拟电厂，更多是将电源负荷整合起来共同参与调频调峰服务。
团队认为，虚拟电厂是通过先进通信技术和软件系统，实现分布式电源储能系统可控负荷，电动汽车等分布式能源聚合和协调优化，做一个特殊的虚拟电厂，参与电力市场和电网运行，进行内部资质和协调的管控系统。
虚拟电厂目前的运行模式，团队总结起来有三种类型：第一种是电源性虚拟电厂，第二种是负荷性虚拟电厂，第三类是混合性虚拟电厂。
离开商业模式的激励和滋润，虚拟电厂不会长久，因此虚拟电厂必然有所谓的运营模块，面向市场运营模块要挣钱，我们建得比较多的是调峰调频、需求响应，以及后续的现货交易。
将来虚拟电厂如果和碳集合在一起，也是很好的业务形态。现在无论是国家标准还是国网公司出的技术规范，都有导向，会非常鼓励市场营利性的虚拟电厂大规模化发展。
《光储配用云多能互补耦合技术及应用》
广州协鑫蓝天燃气热电有限公司总经理助理陶然：我介绍的项目在广州开发区，是在天然气电厂大概0.5公里的小项目，项目不大但五脏俱全。我们是中国最大的民营电力企业，也是新能源行业500强企业，现在有4家上市公司，2家A股2家港股。所跨业务包括移动能源、商用车、换电、重卡、轻卡、清洁能源、热电联产、垃圾生物发电以及新能源大型抽水蓄能。包括现在在做的锂电业务，锂矿在内蒙也有加工厂。
能源这块我们涉及储能微网、配电网、综合能源站、分布式风电、换电站还有天然气分布式电站。广东燕塘乳业股份有限公司光储项目，在天然气发电厂1.5公里的范围，2017年做了1.5兆瓦的光伏，今年5月份做了2兆瓦、4兆瓦的储能，总投资1320万。光伏年发电量达到156万千瓦时，储能年放电量263万千瓦时。
这个项目的总体发展思路是，发电储能、配电网和用户端智能管控平台。发电是利用当地的太阳能资源，利用屋顶面积合理配置分布式光伏，总电量能自发自用，企业内部可以全部消纳。储能这块进行削峰填谷，降低电费稳定电网，提高电网可靠性，为企业节能降耗。
光伏这个项目建设比较早，我们用的是330的单晶硅组件。储能选用磷酸铁锂电池，电池组通过两台1250千瓦的双向逆变器，400V电压侧，电池组设置一套BMS电池管理系统，整个系统设置配套接入2500千伏变压器。
运营模式是全天采用两充两放模式，第一次充电在0-8点，第一次放电是10-12点，第二次充电是12-14点，第二次放电是14-19点，全年充放电次数700次。本身企业用电消纳一年大概在1500万度电，光伏和储能100%消纳。
储能整体设计达到安全可靠、经济高效、智能友好和绿色环保，在模块化设计方面，采用了长寿命电芯，高效热管理系统以及一体化快速交付，一体化消防解决方案还有智能温控。智能化设计软硬兼修，软件实现远程智能运维，硬件方面是维护。
项目的示范效应比较强，在广州市属于光储配能源示范项目，同时是黄埔区首个用户的储能侧示范项目，广州市首个高压接入的项目，同时也是电站推广的示范项目。如果说摸着石头过河，我们不敢说河已经过了，但石头已经摸到了。
《多能协同·智能耦合的综合能源案例分享》
北京燃气能源发展有限公司副总工程师宋宏升：我的分享主题是南京西江站综合能源站项目。南京西江站项目采用多能耦合智能协同的理念，以地源热泵为主，耦合相应的高压电锅炉、燃气锅炉、蓄能等多种方式作为调峰补充。整个系统供能先后顺序是整个基础冷热负荷采用可再生能源、热泵进行提供，最后采用燃气锅炉进行补充。项目包括三大建设目标，首先从设计规划的角度来说，一方面要构建多能协同智能耦合的系统，实现可再生能源占比超过50%，实现清洁能源利用率100%，目前整个系统在分期建设中。第二从社会的设计和建设角度来说，我们要打造高能效机房，实现节能低碳智慧、安全经济理念的落地，这块整个制冷系统要达到5.0。第三从运营方面的角度来说，要搭建智能化能源管理平台，完成数据实时监控，系统自动控制以及精细化调节，及时的报警提醒技术，实现无人少人值守能源中心的建设。从三个方面(设计方面、项目调制方面和智慧运营方面)为大家分享项目亮点：首先是设计理念，有三个最大化，第一是最大化利用可再生能源，采用以热源塔热泵结合水蓄能承担基础负荷，耦合电锅炉、燃气锅炉、电热冷机多种能源形式作为调峰和系统安全保障的基础路线，提高系统经济性的同时，实现系统的供热可再生能源利用率超过50%。第二是最大化提升输配效率，在各个地块采用分布式二级泵的设计工艺，各个地块按需取水，并且按照冷冻水17度的大温差进行设计，大大降低了系统能耗。第三是最大化提高系统运营效率，通过优化系统组机单台容量和配置，提高基础容量和负荷波动的匹配性，保障全负荷段下系统的高效运行。
在建设的调试阶段，一方面采用大倍率钢管和相通的优化方式，结合系统的管线整体优化，尽可能减少弯头，再结合系统选用低阻率高能效设备，经过系统水利负荷，确保系统处于最佳的运营工况，减少阻力约10%，全年可以减少水泵的电耗约5%。
最后在智慧运营阶段，公司已经打造成三级智慧体系，第一级平台是公司级企业级平台，通过这个平台可以实现让公司级管理人员和技术人员实现对项目的统一管理。二级平台是公司打造的多能耦合项目的平台，它的主要功能是基于符合预测的策略优化。三级平台就是项目自动系统，这个系统有助于项目的操作人员对项目基本运行和管理，这块通过自供系统部署实现了项目的就地控制和数据获取，实现了无人职守的自动控制。
《基于多能互补的综合能源管理平台建设与应用》
利星行能源索拉业务大区销售总经理周小红：利星行能源既是设备供应商，更是成套方案的提供者。在众多客户以及覆盖城市的背后，无论产品还是综合服务方案背后都存在一个综合智慧能源的需求。在通盘考虑因素下，利星行成立了综合智慧能源。
利星行用一体化的服务器可以接受公有云和私有云的部署，我们在做燃气和集成化的部署时，通过工艺协议，通过4G和5G网络将当下运行和看到的设备，包括在全国各地自有电站上所有设备接到数据中心平台。通过安全认证做资源的优化配置，然后在平台上做智慧决策。大家看到的远端运维的系统里可以看到，电脑上可以看到，同时移动手机终端里可以看到所谓的可视化结果，针对不同功能、不同需求，会有不同的可视化展示。
在整个链条的开发过程中，前后端都是分段开发，就是前端数据是前端，中端和后端都是分别独立的，如果我们合作的用户或者我们的终端使用者，比如进行二次开发，或者进行后端维护，可以把数据给到你们，你们做定向化开发的投入，所以它的灵活性是特别大的。
围绕能源的综合智慧平台，相对来说安全是非常重要的，所以我们的团队在不同安全机制考量里，从最开始的边缘网关一直到平台展示，包括信息安全，都设了特别多的相应认证，预制的证书包括芯片和启动以及安全防御体系，都是为了做到安全两个字。基于这个安全体系又基于数据化的技术手段，所以我们呈现出来的综合能源平台特点是能同时海量接入安全的数据。在接入之后，通过多样化的部署，包括不同客户、不同领域，有不同丰富的应用需求，可以面对面对客户做定制化的研究讨论，同时运维是高效的，因为它是实时的。在可扩展性上，你可以把某一段数据拿过去做二次开发。
通过这样的综合能源平台搭建和应用，帮助我们的客户从生产到销售逐渐走向零碳。
《“双碳”目标下四川省清洁能源强省建设路径规划》
四川石油天然气发展研究中心学术委员会副主任庞敏：四川省是一个富气丰水贫煤缺油、风光集中的能源资源禀赋的特征，其中天然气储量全国第一，水利资源技术可开发量全国第二。我们的天然气领域当中全省的页岩气储量和可采的资源储量均位居全国第一。在水资源领域当中，四川省境内拥有雅砻江、大渡河等大小河流域近1400条，为水能发电提供了非常重要的保障。在煤炭的资源领域，因为我们少煤，全年自产煤量特别少，大部分是由外省购进的。目前四川省也已经成为全国风能开发的重点区域，所以未来几年内，四川省的风电也会进一步加快发展，新建规模以上的风电厂也在不断涌现出来。在光伏方面，全省太阳能资源技术可开发量达到了8500千瓦以上，主要集中在川西高原的阿坝州、甘孜州、凉山州和攀枝花等城市。其他新能源，比如地热领域，四川省地热能开发和利用相对较缓，在能源消费结构当中占的比例相对较少，在生物方面全省森林覆盖率40%，可利用的林业资源比较丰富。
提出四川能源战略重点和主攻方向。战略重点是立足新发展阶段，贯彻新发展理念，融入新发展格局，提高高质量发展，聚焦实现碳达峰和碳中和目标。四川省以能源低碳、绿色发展为关键，将大力发展清洁能源作为能源发展的战略重点，加快能源的结构性战略调整，支撑四川未来发展的绿色低碳发展之路。
主攻方向是一次电力产业的发展，能够满足电力需求快速增长的现实需要。主攻是天然气和页岩气产业发展，充当新能源发电的稳定器和调节器，因为在煤炭还未退出现实舞台，新能源产业还在不断发展的过程中，天然气在中间充当过渡能源，也将起到非常重要的作用。
具体总体规划路径，一个是从化石能源低碳高效开发，一个是发展非化石能源发电两个路径着手进行减碳。从消费能源端主要是提高能耗水平，能源替代和终端能源电气化、煤炭、清洁、高效利用四个路径进行减碳。在能源生产端，绿色电力系统当中非化石能源发电、火电灵活调峰、储能的发展和绿色电网的融合。天然气主要是低碳高效生产，大力发展页岩气、煤层气，能够保供增效，在煤炭转型中主要是煤炭的清洁化利用，煤炭高效绿色应用。大力推动水风光储一体化的建设发展路径。在水电产业发展路径，提出以高水平建成为目标，突出发展层次高水平、高站点、高标准的强水电产业。储能的产业发展路径，将四川省建设成为全国最大的锂电池生产基地和有影响力的动力储能产业基地。
《数字技术在分布式能源消纳领域中的研究及应用》
国网山西省电力公司信息通信分公司技术发展部副主任马军伟：先来介绍一下项目背景，从2020年国家提出“双碳”战略目标以来，也提出了加快新型电力系统建设，这就突出了新能源。这两年提到的分布式能源和光伏的大推进，包括发展改革委和国家能源局提的光伏屋顶推进，大大加速了新型电力系统的建设。如何与源网荷储良性互动，包括合理调动分布式资源，提高清洁能源的消纳能力和预测精度，也是我们面临的严峻挑战。
我们梳理了一下国内外的现状，国外关于集中式光伏的预测已经很多了，关于分布式以及户用的不是特别多，但是大规模的理论研究相对偏少。
另外，结合这几年提的区块链技术，因为它相对来说也是多中心，不是去中心，多中心分布式的体系和微网的应用，包括分布式光伏的管理，有天然的连接性，要引入区块链对微网进行管控，在这方面做一部分的尝试。
第三是分布式光伏的互动交易系统或者体系要继续完善，由于分布式光伏点多面广，体量还小，如何根据规模化聚合和有效管控，包括如何体现绿证或者绿色权益的价值，也是我们目前研究的热点。我们的主要目标是通过合理调控源网荷储的资源，提高清洁能源消纳能力，包括预测精度，助力“双碳”战略目标的实现。
《基于综合能源规划设计运营工业企业等应用场景的双碳探索》
中国能建设备集中采购分中心能源项目开发总监白洪伟：我汇报的主题是综合能源，分布式天然气加上分布式光伏储能微电网和电动汽车充电桩，还涉及到相关的多能互补和信息交互以及优化运行。
现在基于国家“双碳”目标，重点研发了能源互联网规划运行和交易相关的基础理论，也做了相关的首批互联网+智慧能源，智慧互联网的示范项目。
关键痛点，针对于准确的分布式能源规划设计还有很多相关有待问题解决的方案，综合能源规划设计运行的场景，其实包含水电冷热气，还有源网荷储，都要进一步进行相关深化优化。
基于能源规划我们也针对用户负荷和财务收入的补贴数据以及环境的数据，可以根据综合能源规划优化目标为导向，年均化投资成本最优，基于用户的负荷数据和费用数据，确定最优的设备组合和容量的配置，最优化的容量配置方案，最优化的投资和分析结果等，根据给定的相关补贴等参数，确定最优化的投资分析报告。
我们可以根据相关的冷热电负荷数据，还有环境资源的数据，包括美国和中国气象局的数据，以及相关的风电、光伏、储能、地源热泵、氢能等技术设备，加上相关的强大优化引擎，以及精准的投资分析模型，可以得到最优化的综合能源系统解决方案。
《LM航改型燃机在新型电力系统中的应用》
华电通用轻型燃机设备有限公司总助史炜：我们国家“双碳”目标的提出，对国家能源领域的发展带来了很大的变化，大家也能明显感受到。我作为唯一的燃气轮机的厂家代表在这里发言，也想代表这样的产品和大家聊聊在新型能源系统和电力系统当中发挥什么样的作用。
我们知道，航改型燃机是从航空发动机的技术演变而来，最早通过了大量航空发动机的试验验证，再把技术演化到地面以及海上的应用。我们公司主要引进的这两个系列20～60兆瓦区间段的燃气轮机发电机组。我们认为，这两个系列或者这个区间段产品比较适合分布式能源。之前做的工业园区，区域式分布式能源的应用场景。这里可以看到实际上机组从2018年开始，几乎每年都在综合评选的过程中，至少4A甚至5A级的机组，可以看到运行的稳定性、可靠性等各方面的指标，都在同级别机组中是比较优秀的产品。TM机组刚才讲了，国内用得不太多，但是国际需求比较大。
对于航改型燃机来讲，天然气不存在这样的问题，启动是不需要折损寿命的，一年启动一、两百甚至三、四百次，对大修周期没有实质影响，这是航改型燃机的重要特点，尤其是作为调峰机组来讲。
因此我们认为，首先天然气发电是在风光可再生能源大力发展的情况下，国家能源转型过程中非常重要的支撑电源。实际上很多厂商也都提到了氢，未来可以用氢掺入天然气或者完全替代天然气，把它作为燃料进行燃烧，做到净零排放。包括天然气、氢气，未来对燃机来讲是可再生能源非常重要的补充，也是我们国家实现“双碳”目标非常重要的支撑。
主题论坛二
分布式能源的创新业态
主题论坛二由中国能源研究会分布式能源专业委员会主任段洁仪主持。
主持人段洁仪：今天下午论坛二的主题是“分布式能源的创新业态”。专家们要分享的内容都与分布式能源的创新业态密切相关，而且都是学者和企业目前在用的前沿技术。可再生能源发展以及分布式能源发展也面临很多现实的挑战，希望今天的论坛能够让业内人士找到分布式能源未来发展的方向。
主旨报告环节
《德国消纳高比例可再生能源的平衡机制》
德国PSI软件公司高级业务发展经理郭欣（线上分享）：目前德国新能源用电比例已经超过50%，在沿海地区早已经超过100%，有一些地区的新能源比例已经达到了80%，这都是因为德国在各个方面全面提高了电力系统的灵活性，包括电力设备的灵活性，规划容量的灵活性，以及运行方式的灵活性和所谓网源储的灵活性，最后当然还包括电源和负荷的灵活性。在提高灵活性的时候，德国全面放弃了传统概念，引入了许多新的概念。由于时间关系，今天只能谈一个新概念，所谓平衡机制的新概念。
作为平衡机制，包括三个重要方面：一、平衡能源的结算;二、调频能量市场;三、调频能量的需求。
负责做调频三项工作的负责方扮演了非常重要的关键角色，整个报告都是围绕着平衡负责方铺开的，看一下平衡责任方的主要责任，不平衡实际上有三个方面：一、预测误差;二、计划条约;三、安全裕度。
再来看一下所谓德国的平衡驳论，随着风光装机容量的不断扩大，所需要的平衡能量也越来越大，新能源比例越高，系统波动性越大，系统的调频备用需要得越多，系统平衡的成本越高，在德国系统平衡被认为是继弃风弃光之后又一项重大挑战。
总之，德国系统调频的机制，其成功与市场机制、组织结构、价格体系、国际合作等各种原因不无干系，需要通过各方面的共同努力来完成。里面讲到很多规律，这些规律是和制度本身在我看来是无关的。
每个国家都有自己的国情，所以德国的平衡系统方面的经验也只能作为参考。对中国来说，调频调峰的改革还是比较关键的，在德国没有调峰的概念，调峰在德国都是属于系统平衡的，单独拿出来平衡问题和现货市场理论上可以协同，但实际操作起来非常困难，有必要把调峰纳入到现货市场。
回过头来看德国新能源的发展，许多问题实际上不是技术问题，而是经济问题，许多经济问题实质上是市场问题，很多市场问题最后又归结为政策问题，一环扣一换，一层更比一层高。
《太阳能光催化还原CO2及分布式应用场景》
重庆大学能源与环境研究所副所长杨仲卿：在碳达峰碳中和、“双碳”的背景下，如何构建现代化的能源体系以及加快推进能源转型，成为我们共同关注的一个问题。
在国家政策导向下，我们有一个二氧化碳的补给和利用，就是实现碳达峰一个很重要的手段，我们叫CCUS。对于二氧化碳的补给和利用当然有很多技术路径和技术手段。在利用环节有很多方式，包括地质储存、去油、生物利用、矿化，当然在工业当中应用是把二氧化碳、温室气体做成更有价值的资源化利用的一个非常重要的方式。
我们的关注点就是怎样把二氧化碳补下来之后，还要把它变成有价值的能源。我们提出来一种方法，叫做人工光合作用。这种光合作用的能量全部来自于太阳能，从太阳能当中获取能量，最后把二氧化碳和水变成太阳能燃料。
最终，它会生成太阳能燃料的一氧化碳、甲烷，这是我们所需要的燃料。它需要的能量就来自于太阳光。
在光催化当中，国内外也有很多学者做这个研究，但是目前来看存在一个问题，现在光催化的效率不太高。传统的光催化主要是针对我们可见的紫外的波段。我们本身的专业学的是能源动力，我们关注热能利用，我们把太阳能当中的全光谱利用起来。除了它的可见光，还有紫外光以外，还有红外的一部分。红外的一部分可以采用，热又促进光的催化，所以它是一个协同的效应。
采用这种方法以后，它可以克服传统的光催化当中只利用可见和紫外的部分，没有利用红外部分，所以它的产率会大大得到提高。我们这个技术特点也是光的协同利用。
总体来看，它的第一个特点就是刚才讲的光合作用来制备碳氢燃料。
接下来，还有一个技术应用。既然它可以把二氧化碳利用，我们就结合到太阳光的本身特点，能不能就把它做成一些不同应用场景。
介绍一下研究成果和进展，如何解决刚才提到的问题。第一，我们解决了什么?第二，我们要实现全光谱的利用。经过这样的设计以后，我们就达到了高于国际水平。
经过一些相关研究之后，我们形成了光热协同催化还原二氧化碳调控的方法。
接下来，我们还要将这个技术和方法应用到实际的工作当中。
《多面体钛酸锶光量子发电与光催化制氢一体化成套技术》
中国科学院过程工程研究所研究员段东平：我们研发出一种目前全球首创的材料，多面体钛酸锶，重点用的是26面体钛酸锶，以及中空结构的26面体钛酸锶，这个材料目前在制备完成两年多的时间内，已经把专利和应用场景进行了细分，截至目前还没有在全球看到有人制备出来，包括钛酸锶，包括其他材料的多面体材料。
技术方面由于多面体的精炼，能够非常高效地吸收和转换光电子，因此在技术路线设计当中，一方面用它来发电，同时放在水里面实现了光解水制氢，一套技术当中采用一套装置完成两项工作，所以我们把它叫做一体化的成套技术。
用途其实就集中在新能源领域，包括太阳能、氢能等等。我认为人类利用自然能最理想的方式，就是用最短路径把太阳能转换成电能，并且可以同时高效的光解水制氢，目前所看到的所有技术里面，我认为这可能是难度最大的，或者说将来解决起来大概是终极的技术路线。
把材料放在化工反应器里，用阳光作为光电转换的原料，来实现最终的光电转换。技术路线在打通之后，材料已经委托合作，北京的上市公司全部买断了，现在把二十六面体在发电和制氢上应用。
这项技术，因为已经开发到后期了，最近大约已经申请了20多项专利，其中有5项已经授权，还有几项正在审批当中。根据给中国科学院报的相关考核指标，综合光电的效率要45，投资大约每千瓦4～6元钱，度电成本是0.1～0.15，占地大概每千瓦是3～4平米，占地是晶硅的1/3至1/4。
这项技术和现有的新能源技术有很大的差别，因此在技术架构上和合作模式上都与现在的新能源技术有很大区别。我们认为技术里面最核心的关键材料，甚至可以类比成英特尔的芯片是在中国人自己手里，因此整个架构并不是一个拿来的事情，而是自己开创推广的事情，所以模式是不同的。
现在已经从材料拓展到了紫外和可见光的全光域进行光电转换。之所以现在信心很足，原因就在于中国的锶资源占全球的57%，因此我们完全有理由和信心把这样一项技术开发成为中国独有，而且能够向世界去推广和宣传的新能源技术。
《数字化驱动的全生命周期碳中和解决方案》
双良节能股份有限公司低碳设计院副院长张振新：分布式能源最早的思路是利用天然气、冷热电联供来提供分布式能源系统。但是从中远期来说，风光水气氢分布式能源系统可能是一种应用更广泛，或者说在碳中和目标下的一个常态。
双良在能源领域碳中和、减碳的目标和大的方向是一样的，第一个是在能源的供给侧，采用低碳零碳的能源来取代传统的化石能源;第二个是能源需求侧，一方面要使用清洁能源或者零碳能源，另外也要节能，实际上就是提高能源的利用效率来降低碳。还有利用碳捕集来减少二氧化碳的排放技术。
双良在能源供给侧，也就是分布式能源系统的低碳技术。第一是部分是光伏。起初�