案例展示 | 雙碳目標下源網荷儲一體化和多能互補系統

碳達峰——碳中和

 

2020年9月22日——七十五屆聯合國大會

習總書記表示：二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。

 

2020年12月12日——氣候雄心峰會

2030年非化石能源消費比25%，風電、太陽能總裝機12億千瓦以上。

 

2020年12月18日——中央經濟會議

抓緊制定2030年前碳排放達峰行動方案，支持有條件的地方率先達峰。

 

指導意見——重要意義

 

文件指出：源網荷儲一體化和多能互補發展是電力行業堅持系統觀念的內在要求，是實現電力系統高質量發展的客觀需要，是提升可再生能源開發消納水平和非化石能源消費比重的必然選擇，對于促進我國能源轉型和經濟社會發展具有重要意義。

（一）有利于提升電力發展質量和效益。強化源網荷儲各環節間協調互動，充分挖掘系統靈活性調節能力和需求側資源，有利于各類資源的協調開發和科學配置，提升系統運行效率和電源開發綜合效益，構建多元供能智慧保障體系。
（二）有利于全面推進生態文明建設。優先利用清潔能源資源、充分發揮常規電站調節性能、適度配置儲能設施、調動需求側靈活響應積極性，有利于加快能源轉型，促進能源領域與生態環境協調可持續發展。
（三）有利于促進區域協調發展。發揮跨區源網荷儲協調互濟作用，擴大電力資源配置規模，有利于推進西部大開發形成新格局，改善東部地區環境質量，提升可再生能源電量消費比重。

 

指導意見——基本原則

綠色優先，協調互濟：

• 遵循電力系統發展客觀規律，堅守安全底線，充分發揮源網荷儲協調互濟能力，優先可再生能源開發利用，結合需求側負荷特性、電源結構和電網調節能力，因地制宜確定電源合理規模與配比，促進能源轉型和綠色發展。

 

提升存量，優化質量：

• 通過提高存量電源調節能力、輸電通道利用水平、電力需求響應能力，重點提升存量電力設備利用效率；在資源條件較好、互補特性較優、需求市場較大的送受端，合理優化增量規模、結構與布局。

 

市場驅動，政策支持：

• 使市場在資源配置中起決定性作用，更好發揮政府作用，破除市場壁壘，依靠技術進步、效率提高、成本降低，加強引導扶持，建立健全相關政策體系，不斷提升產業競爭力。

 

指導意見——重大意義

• 有利于優化消費結構；
• 有利于提供電力系統整體利用效率；
• 有利于提供電力裝備創新水平；
• 有利于推動電力綠色轉型發展；
• 有利于創建新一代電力系統；
• 有利于利用儲能技術提升電力系統調節水平。

 

研旭源網荷儲一體化及多能互補系統介紹：

 

源網荷儲一體化及多能互補系統是指可包容多種能源資源輸入，并具有多種產出功能和輸運形式的"區域能源互聯網"系統。具備以下特點：
1、包容多種能源資源輸入，具有多種產出功能；
2、構建“互聯網+”智慧能源系統的重要支撐；
3、建立多能流的狀態監測和安全評估機制；
4、復雜可變的多能流網絡的最優控制方式；
目前高校實驗室，多以小型微電網的風光儲等分布式能源為基礎，不斷擴展和融合多種分布式能源?？萍夹碗娏﹄娮?、信息通訊、電力系統、策略調度、電能質量等科研工作。

 

產品核心功能：

通過多年的技術積累和用戶反饋，研旭在源網荷儲一體化及多能互補系統領域擁有了大量的技術積累和開放式開源服務的經驗

 

電力電子

• 電力電子變流環節均自主研發，硬件拓撲和控制功能均可按要求定制。

半實物仿真

• 自主研發的RCP快速原型控制器，實現數字物理混合仿真。

通訊調度

• 主控平臺自主研發，通信規約底層封裝、上層統一，調度策略可更替。

開源服務

• 完整的提供硬件和軟件的開源資料以及相應的培訓和售后；

大數據監控

• 具備云端構架，可將整體物聯網系統接入，隨時隨地監控。

 

產品拓撲介紹：
1、直流母線、交流母線
2、光伏模擬/真實系統
3、風機模擬/真實系統
4、鋰/鉛酸電池儲能系統
5、超級電容儲能系統
6、分級負載系統
7、柴油機/充電樁
8、故障模擬系統
9、電能質量檢測改善系統
10、微電網控制系統
11、能量管理調度系統
12、配電保護系統

 

 

案例介紹：

基于碳中和新能源互聯網管理系統
項目介紹：
能源互聯網電力系統，可理解為綜合運用先進的電力電子技術，信息技術和智能管理技術，將大量由分布式能量采集裝置和各種類型負載構成的新型電力網絡等能源節點互聯起來，以實現能量雙向流動的能量對等交換與共享網絡。
基于以上特點，推出以能源路由器為核心，可完成三個微電網之間、交流母線、直流母線，以及風、光等分布式能源之間的能源互聯研究。能源互聯網試驗系統包含三個微電網，三個微電網可通過以下三種方式實現靈活互聯:
1、兩個交流微電網分別通過兩臺AC-DC設備與直流微電網實現互聯;
2、兩個交流微電網可通過母聯柜實現互聯，組成單一交流微電網;
3、三個微電網通過4端口電力能源路由器實現互聯，通過能源路由器實現能量的調度與分配，并能通過電力能源路由器分別并網。

 

 

 

基于模型開發的交/直流微電網示范項目

項目介紹：
（1）引入數字和物理相結臺的仿真理念，既具備真實的DSP控制器，同時又增加了快速原型控制器RCP實現了PRCP的混合控制。
（2）快速原型RCP控制器不單單是獨立的單機使用(大多數的RCP控制器是脫系統使用，單獨驗證算法使用)而是參與融入了整個微電網系統中，根據時間尺度的不同，用戶可以選擇通過通訊層或者就地端控制。
（3）研旭組態化SCADA監控系統，用戶可以根據需求自行拖拽元件組成完整拓撲系統，圖形化的操作界面，二次開發更為便捷。
（4）研旭開源調度控制策略，整體的調度策略可以組合更改，組態式圖形化的界面操作，可隨意搭配，用戶可基于原有框架，開發各種應用。
（5）研旭開放部分-次側設備的軟硬件資料，包括板級硬件圖紙以及軟件驅動源代碼、算法源代碼等，RCP控制部分開放MATLAB的控制模型。

 

 

 

基于多端口能量路由器微電網示范項目

項目介紹：
南京研旭創新性的采用了單獨的統一控制器，摒棄了傳統的多分布式控制器通訊控制的方式，具備高集成度的能量路由器，不僅可實現對電能的按需分配，也能夠實現：
• 每個端口輸入輸出能量的自由調配，能夠根據系統需要調整有功和無功功率。
• 能夠實現電壓的變換和能量的多方向流動；
• 能夠提供各種靈活多樣的電能形式的標準化接口，實現包括分布式發電裝置在內的各種交、直流電力設備的接入，且能在任何時刻確保“即插即用”；
• 能夠對各端口的電壓電流進行實時控制，實現能量管理、潮流調度等需求；
• 有良好的動態特性，能夠應對各種系統故障；
• 能夠實現對電網數據的采集，為更大范圍內能量互聯網的運行策略提供大數據依據。