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                          淺析“碳達峰、碳中和背景下電力系統轉型面臨的挑戰與對策”

                          更新時(shí)間: 2022-01-24   點(diǎn)擊次數: 801次
                          1、概述
                                 2021年是碳中和元年,為了穩步推進(jìn)雙碳目標,“十四五"規劃進(jìn)一步提出完善能源消費強度和消費總量的“雙控"制度。日前,清華大學(xué)電機系主任康重慶教授,從分析我國“碳達峰、碳中和"的戰略意義出發(fā),闡述了“碳視角下電力系統轉型";康教授從電視角VS碳視角出發(fā),提出電力系統低碳轉型成為關(guān)鍵抓手;建立碳視角下電力系統全環(huán)節碳排放計量與分析;面向雙碳目標,研究電力系統低碳化轉型戰略-技術(shù)-市場(chǎng)的協(xié)調解決方案。
                          2、實(shí)現“碳達峰、碳中和"目標,我國電力系統面臨哪些挑戰?

                                 實(shí)現“雙碳"目標,將伴隨著(zhù)強隨機性、波動(dòng)性的新能源大規模并網(wǎng)以及電動(dòng)汽車(chē)、分布式電源等交互式設備大量接入。將面臨一系列挑戰:

                          1、高比例可再生能源低慣性,高隨機性;

                          2、高比例電力電子裝置瞬態(tài)過(guò)程復雜,需要新的分析理論。

                          3、多能源系統的耦合,時(shí)間常數差異比較大。


                          3、構建新型電力系統是實(shí)現轉型達成“雙碳"目標的途徑之一。
                                 構建以新能源為主體的新型電力系統,已經(jīng)成為推進(jìn)碳達峰,碳中和的重要舉措,也將成為未來(lái)我國電力能源領(lǐng)域一場(chǎng)體制改革與技術(shù)革命,成為發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎和核心,是雙碳戰略要求下,實(shí)踐能源互聯(lián)網(wǎng)的具體抓手。
                                 以新能源為主體的新型電力系統,包括:新能源為主體的電源結構,高彈性的數字化、智能化電網(wǎng),源網(wǎng)荷儲、多元互動(dòng),及以電為中心的綜合能源服務(wù)體系等,通過(guò)統一有機協(xié)調的電力市場(chǎng),實(shí)現電力系統各環(huán)節緊密鏈接、穩定有序,為經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展提供動(dòng)力支持。
                          4、安科瑞微電網(wǎng)解決方案助推新型電力轉型,助力“雙碳"目標。
                                 安科瑞多年來(lái)聚焦能效系統和能源互聯(lián)網(wǎng),幫助電力系統提升能效。公司具備從云平臺軟件到終端元器件的一站式服務(wù)能力,形成了“云-邊-端"的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系,解決方案涵蓋電力、環(huán)保、新能源、消防、數據中心、智能樓宇、智慧校園、智慧醫院、智慧工廠(chǎng)、智慧交通、市政工程等多個(gè)領(lǐng)域。
                          4.1能源管控平臺
                                 對于高耗能電力企業(yè),要實(shí)現節能降耗目標,一是優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局和流程結構,淘汰落后工藝。二是按照開(kāi)源、降耗、節能、增效的原則,利用好新能源和技術(shù)創(chuàng )新,以智慧能源管理平臺等輔助管理手段提高能源利用效率,實(shí)現節能減排。其中智慧能源管理平臺無(wú)疑是投入少,性?xún)r(jià)比高的一種方式,也是實(shí)現能源數字化和節能管控的數據基礎。
                          ① 掌握能耗數據
                                 系統采集建筑電、水、氣、冷熱量等能源消耗數據和光伏、儲能等新能源數據,對用能數據進(jìn)行分析,按照區域、部門(mén)、用電設備類(lèi)型進(jìn)行細分和折標計算,提供同比、環(huán)比分析比較和用能數據追溯,同時(shí)可以提供尖峰平谷各時(shí)段用能數據和報表,幫助用戶(hù)梳理能源賬單明細,及時(shí)發(fā)現跑冒滴漏等能源浪費。
                          ② 淘汰落后產(chǎn)能
                                 能源管控平臺通過(guò)采集企業(yè)能源數據,并進(jìn)行多維度統計、分析和展示,輔助企業(yè)進(jìn)行能源采購貯存、分配轉化、使用放散等各環(huán)節的綜合監測、調度和平衡優(yōu)化,幫助企業(yè)了解各類(lèi)能源消耗量,進(jìn)而細化分析到車(chē)間、產(chǎn)線(xiàn)、班組、工序工藝能耗以及產(chǎn)品單耗,幫助企業(yè)找出高出行業(yè)標準能耗的環(huán)節,從而對癥下藥,改善或淘汰落后產(chǎn)能。
                          ③ 了解節能潛力
                                系統對企業(yè)各類(lèi)能耗進(jìn)行折標計算、能源成本分析、碳排放趨勢、分項能耗占比、區域能源消耗對比等統計,并三維展示企業(yè)重要工藝或設備的能源消耗動(dòng)態(tài),讓管理者實(shí)時(shí)掌握企業(yè),車(chē)間,產(chǎn)線(xiàn),工序,設備的電、水、燃氣、壓縮空氣、流量、壓力、溫度等狀態(tài)。按照能源計劃或制定的績(jì)效指標進(jìn)行KPI考核,預測企業(yè)能源消耗趨勢,幫助企業(yè)了解內部能效水平和節能潛力。
                          ④ 負荷預測和控制
                                 系統可以根據企業(yè)排產(chǎn)計劃結合能耗雙控指標對企業(yè)能耗進(jìn)行預測和合理分配,在企業(yè)能耗逼近警戒值時(shí)及時(shí)發(fā)出告警信號,也可以按照預先設置的優(yōu)先順序自動(dòng)切除負荷,比如空調、充電樁等,保障企業(yè)正常生產(chǎn)。
                          4.2能源管理云平臺
                                 隨著(zhù)城市化進(jìn)程的建設,中國建筑能耗已經(jīng)占到全社會(huì )能源消耗的三分之一,大型建筑的節能減排成為實(shí)現雙碳目標的重點(diǎn)之一。AcrelCloud-5000能源管理云平臺適合建筑能耗數據的采集和展示分析,包括學(xué)校、醫院、商業(yè)綜合體、辦公建筑、酒店等等。系統可通過(guò)局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者4G網(wǎng)絡(luò )采集不同區域多個(gè)建筑或單位的用能數據。
                                 平臺采集建筑電、水、氣、冷熱量等能源消耗數據和光伏、儲能等新能源數據,對用能數據進(jìn)行分析,按照區域、部門(mén)、用電設備類(lèi)型進(jìn)行細分和折標計算,提供同比、環(huán)比分析比較和用能數據追溯,同時(shí)可以提供尖峰平谷各時(shí)段用能數據和報表,幫助用戶(hù)梳理能源流向和賬單明細,及時(shí)發(fā)現跑冒滴漏等能源浪費。目前安科瑞已經(jīng)配合上海、江蘇、云南等地市或區住建部門(mén)搭建了區域性國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗管理系統,協(xié)助當地政府部門(mén)掌握建筑能耗數據,制定降耗減排措施提供數據支持。
                          4.3重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統
                                 重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測主要目標是能源消耗超過(guò)一定規模的能源消耗大戶(hù)。2021年2月25日發(fā)改委第四次發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步推動(dòng)重點(diǎn)能用能單位能耗在線(xiàn)監測系統建設的通知》的紅頭文件,要求確保7月底前按照《NHJC-2018 重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統》系列標準要求完成重點(diǎn)用能單位能耗數據的上傳,加強能源消費總量和強度“雙控"形式分析和預測預警,推動(dòng)完成“雙控"目標任務(wù)。
                                 安科瑞Acrel-5010重點(diǎn)用能企業(yè)能耗在線(xiàn)監測系統按照標準要求研發(fā),可為企業(yè)接入端系統提供解決方案。系統從現場(chǎng)傳感器或生產(chǎn)過(guò)程控制系統中采集能耗相關(guān)數據,考慮到企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )與辦公網(wǎng)絡(luò )(互聯(lián)網(wǎng)) 之間并不互通的實(shí)際情況,企業(yè)接入端系統將通過(guò)具備2+1架構的物理隔離裝置--能耗在線(xiàn)監測端設備,在數據傳遞過(guò)程中確保從生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )(內網(wǎng))獲取的能耗數據以單向傳遞、隔離加密、文件擺渡的形式安全傳遞到辦公網(wǎng)絡(luò )(外網(wǎng)),再通過(guò)外網(wǎng)主機側的CA數字認證證書(shū)進(jìn)行身份認證識別后上傳至省(市)級平臺。
                                 除了滿(mǎn)足政府要求的數據上傳的要求,安科瑞還可幫助企業(yè)搭建能源管理平臺,通過(guò)該平臺可實(shí)現對企業(yè)用能的精細化管理,并進(jìn)一步挖掘潛在的能源節約空間和改造機會(huì ),進(jìn)而實(shí)現節能降耗與提質(zhì)增效,現已完成100多家重點(diǎn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統的數據上傳和端系統建設。
                          4.4分布式光伏發(fā)電解決方案
                                 在碳中和方案的可選項中,新能源的使用可能是較多的選擇。風(fēng)電和集中式光伏電站受地理和自然條件限制,不可能適用于所有地方,所以分布式光伏由于其靈活性必將被大力發(fā)展。安科瑞在分布式光伏系統中可以提供匯流箱、直流匯流采集裝置、防逆流檢測裝置、電能質(zhì)量監測、直流計量、智能網(wǎng)關(guān)、分布式光伏運維云平臺等解決方案。
                                  AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺軟件可以幫助用戶(hù)監視分布在區域內各分布式光伏電站的運行狀態(tài)(如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線(xiàn)、是否并網(wǎng)、當前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息)。顯示接入的電站位置、數量、裝機容量、發(fā)電量信息、減少碳排放以及年發(fā)電量排名。
                          5、總結
                                 在電力系統轉型過(guò)程中,要結合新能源發(fā)電、儲能、源網(wǎng)荷儲協(xié)調控制的要求,統籌規劃、合理布局電力信息應用系統及其基礎設施,要拓展升級與協(xié)調調度自動(dòng)化、廠(chǎng)站自動(dòng)化、配電自動(dòng)化、需求側響應、電力市場(chǎng)、儲能管理、安全穩定控制等系統的功能與信息感知及應用,強化信息安全管理,應用信息化技術(shù),確保系統合理可靠。


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