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能源綜合體:變電站“華麗變身”

2019-05-05

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  變電站電網(wǎng)企業(yè)的核心資源,依托變電站的便利條件開(kāi)展能源綜合體建設(shè),可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)由傳統(tǒng)供電業(yè)務(wù)向綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)的自然延伸,。

  變電站是電網(wǎng)企業(yè)的核心資源,在承擔(dān)電力輸配和地區(qū)電力供應(yīng)方面發(fā)揮著重要的樞紐作用,。依托廣泛分布的變電站開(kāi)展能源綜合體建設(shè),可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)由傳統(tǒng)供電業(yè)務(wù)向綜合能源業(yè)務(wù)的自然延伸,。同時(shí),,以變電站為依托的能源綜合體,可實(shí)現(xiàn)電力/能源供應(yīng)方,、設(shè)備提供方和用戶(hù)的良性互動(dòng)與互利共贏,,具有良好的發(fā)展前景。

  多站合一,,精準(zhǔn)施策

  能源綜合體本質(zhì)上是以客戶(hù)需求為中心,、以服務(wù)為導(dǎo)向的一站式能源解決方案。以變電站為依托的能源綜合體,,其核心是充分發(fā)揮變電站的能源配置中心作用,,構(gòu)建支持多能互補(bǔ)的“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)同控制區(qū)塊,最終目的是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)業(yè)務(wù)從單一供電向綜合能源服務(wù)的轉(zhuǎn)變,,促進(jìn)電網(wǎng)企業(yè)向綜合能源服務(wù)商的深度轉(zhuǎn)型,。

  依托變電站建設(shè)能源綜合體,有多種方案可供選擇,。最為便利的選擇,是利用變電站的屋頂資源,,布置屋頂光伏發(fā)電板,,建設(shè)光伏發(fā)電站,產(chǎn)生的電力可供變電站照明,、運(yùn)行和制冷使用,,從而減少變電站本身運(yùn)行所帶來(lái)的電能損耗和成本損失,。

  這種“自發(fā)自用”的模式只是變電站轉(zhuǎn)型的第一步,在進(jìn)行設(shè)施改造的基礎(chǔ)上,,變電站還可進(jìn)一步轉(zhuǎn)型為能源供應(yīng)站,、電力服務(wù)站、儲(chǔ)能站和電動(dòng)汽車(chē)充電站,,并由此成為區(qū)域內(nèi)能源數(shù)據(jù)的匯集和分析中心,。

  通過(guò)安裝燃?xì)夥植际诫娫础岜煤捅罾涞妊b置,,變電站可以轉(zhuǎn)型為區(qū)域內(nèi)的能源供應(yīng)站,。利用燃?xì)夥植际桨l(fā)電的余熱、煙氣集中供冷供熱,,開(kāi)展“冷熱電三聯(lián)供”,,可以降低冷熱負(fù)荷用電成本,滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)冷,、熱,、電的多樣能源需求。這一模式可主要針對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)工業(yè)園區(qū),、醫(yī)院,、高校等用戶(hù)。

  在對(duì)電能質(zhì)量有特殊需求的新興產(chǎn)業(yè)園區(qū)(如芯片制造業(yè),、半導(dǎo)體制造業(yè)),、計(jì)算中心、重要保電用戶(hù)等區(qū)域內(nèi),,變電站還可被改造為電力服務(wù)站,。通過(guò)安裝電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置,變電站可為用戶(hù)提供定制化供電套餐,,減少用戶(hù)因電壓暫降,、三相不平衡、諧波,、頻率波動(dòng)等問(wèn)題帶來(lái)的生產(chǎn)損失,。

  對(duì)于電網(wǎng)側(cè)和用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能的發(fā)展而言,變電站也是重要的基礎(chǔ)設(shè)施資源,。在變電站安裝飛輪,、電化學(xué)等儲(chǔ)能裝置建設(shè)儲(chǔ)能站,可提高用戶(hù)的供電可靠性,,減少用戶(hù)容量電費(fèi),,并進(jìn)行峰谷套利,方便用戶(hù)在條件成熟時(shí)參與電力輔助市場(chǎng)交易,,兼顧電網(wǎng)側(cè)和用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能價(jià)值,。這一模式對(duì)生產(chǎn)呈現(xiàn)尖峰特性,、對(duì)供電可靠性要求較高的工業(yè)用戶(hù)具備較強(qiáng)的適用性。

  此外,,還可以安裝充電樁和停車(chē)位,,在變電站建設(shè)電動(dòng)汽車(chē)充電站,開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)充電,、租賃業(yè)務(wù),,擴(kuò)大充電服務(wù)市場(chǎng),提高用戶(hù)粘性,,通過(guò)收取充電服務(wù)費(fèi),、停車(chē)費(fèi)等保證變電站的合理收益。

  無(wú)論是能源供應(yīng)站,、電力服務(wù)站,,還是儲(chǔ)能站或電動(dòng)汽車(chē)充電站,其產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)資源都可成為變電站的重要核心資源,。在變電站內(nèi)建設(shè)數(shù)據(jù)中心,,開(kāi)展用戶(hù)能效監(jiān)測(cè)、智能分析,,可以實(shí)現(xiàn)能源的互補(bǔ)協(xié)調(diào),,優(yōu)化控制和全景展示,將能源綜合體打造為本區(qū)域“能量流+信息流+價(jià)值流”的協(xié)調(diào)控制中心,,通過(guò)大數(shù)據(jù)分析為用戶(hù)提供用能建議,、制定節(jié)能方案。

  建設(shè)能源綜合體,,在試點(diǎn)階段可開(kāi)展上述“多站合一”式建設(shè),,后期推廣階段可結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行要素選取。要素的選擇,,一方面要考慮變電站周邊用戶(hù)的用能需求和用戶(hù)特點(diǎn),,另一方面也受制于變電站本身的占地面積和電氣設(shè)計(jì)可擴(kuò)展程度。對(duì)于打算開(kāi)展三聯(lián)供的變電站,,還要考慮天然氣管道的覆蓋程度,、氣源保障能力等。

  需要指出的是,,對(duì)于一些地理位置相對(duì)較近,、供電服務(wù)用戶(hù)相對(duì)集中的2~3個(gè)變電站,可選擇不同的要素分別建設(shè),,然后“抱團(tuán)”開(kāi)展能源協(xié)調(diào)調(diào)度,,共同滿(mǎn)足所在地區(qū)的用戶(hù)需求,起到節(jié)省用地,、提高裝置利用率的目的,。

  一專(zhuān)多能,一舉多得

  變電站不僅僅是電力傳輸和配送的技術(shù)主體,,作為一種重要的基礎(chǔ)設(shè)施,,還具備多方面的公共性特征。將變電站逐步轉(zhuǎn)型為能源綜合體,,不僅有助于提升變電站本身的運(yùn)行管理質(zhì)量,,還能成為社區(qū)內(nèi)多種資源、多方主體的粘合劑,,從而提升整個(gè)區(qū)域的能源運(yùn)行效率,。

  建設(shè)能源綜合體,首先可以推進(jìn)變電站本身的建設(shè),。通過(guò)科學(xué)利用預(yù)置艙,、標(biāo)配式設(shè)備,可提高變電站施工效率和工藝水平,,同時(shí),,通過(guò)引導(dǎo)制定相關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn),能夠促進(jìn)綜合能源相關(guān)設(shè)備制造業(yè)的良性發(fā)展,。

  在綜合能源業(yè)務(wù)方面,,通過(guò)建設(shè)屋頂光伏、三聯(lián)供,、冰蓄冷,、充電樁等設(shè)施,可降低變電站能耗,,增加用戶(hù)用能選擇,,擴(kuò)大電動(dòng)汽車(chē)充電市場(chǎng),發(fā)揮城市變電站靠近用戶(hù)的天然地理優(yōu)勢(shì),,增大用戶(hù)粘性,,提高綜合能源業(yè)務(wù)的市場(chǎng)占有率。

  在土地資源利用方面,,建設(shè)能源綜合體能夠有效利用現(xiàn)有變電站的土地資源,。通過(guò)在傳統(tǒng)的變電站內(nèi)部布置多樣化綜合能源裝置,可實(shí)現(xiàn)變電站由單一供電功能向多種能源供應(yīng)功能的轉(zhuǎn)變,,在生產(chǎn)要素上實(shí)現(xiàn)“一專(zhuān)多能”,,從而進(jìn)一步打破行業(yè)壁壘,帶來(lái)能源供應(yīng)體系的又一次突破,。

  變電站的發(fā)展轉(zhuǎn)向,,也是增量配電改革的一次機(jī)遇。將有條件的園區(qū)供電變電站改造為能源綜合體,向園區(qū)內(nèi)的工業(yè)用戶(hù)提供冷,、熱,、氣、高品質(zhì)電力等多能服務(wù)和一站式解決方案,,可提高用戶(hù)的能效水平,,降低用戶(hù)用能成本,減少因能源品質(zhì)問(wèn)題帶來(lái)的用戶(hù)損失,。

  多要素考量,,多方共贏

  本質(zhì)上以客戶(hù)為中心,操作上結(jié)合具體實(shí)際,,路徑上選擇有利策略,,目標(biāo)上實(shí)現(xiàn)互利共贏,以上四點(diǎn),,是能源綜合體建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持的四個(gè)原則,。以上述原則為指導(dǎo),能源綜合體應(yīng)重點(diǎn)考慮以下因素:

  首先是地址和要素的選擇,。能源綜合體所選擇的變電站,,無(wú)論新建還是改造,應(yīng)盡可能地靠近用戶(hù)負(fù)荷中心,,以減少能源在傳輸過(guò)程中的損失,,為用戶(hù)的使用提供便利。因此,,處于城市中心,、接近工業(yè)園區(qū)或是在園區(qū)內(nèi)部的用戶(hù)站應(yīng)是能源綜合體的首選。在規(guī)劃選址方面,,需要充分調(diào)研園區(qū)和用戶(hù)的用能特性和用能需求,,選擇合適地點(diǎn)進(jìn)行能源綜合體的改造或新建,合理匹配能源綜合體的建設(shè)要素并對(duì)綜合能源裝置進(jìn)行容量?jī)?yōu)化,。

  在要素的選取上,,應(yīng)該對(duì)周邊的用戶(hù)用能需求、用能特點(diǎn)進(jìn)行充分的調(diào)研,。對(duì)于工業(yè)園區(qū),,按照離散制造業(yè)(通信設(shè)施、航空航天,、電子設(shè)備,、機(jī)床、汽車(chē),、家電,、玩具、服裝等)、過(guò)程工業(yè)類(lèi)(電力,、冶金,、化工、建材,、造紙,、食品,、醫(yī)藥等),、新型研發(fā)產(chǎn)業(yè)類(lèi)(電子信息、新材料,、生物技術(shù),、節(jié)能環(huán)保、新能源等)進(jìn)行合理劃分,。在調(diào)研基礎(chǔ)上,,根據(jù)不同用戶(hù)類(lèi)別,設(shè)置不同應(yīng)用場(chǎng)景,,開(kāi)展不同綜合站的典型設(shè)計(jì),。

  其次是建設(shè)方案的考量。能源綜合體對(duì)應(yīng)已建好的變電站(存量變電站)和計(jì)劃新建的變電站(增量變電站),,因此,,能源綜合體的建設(shè)方案主要分為改造方案和新建方案兩種。對(duì)于改造方案,,除了根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景選取相應(yīng)要素之外,,還要考慮變電站的占地面積、一次設(shè)備的可利用間隔等,。對(duì)于新建方案,,在設(shè)計(jì)變電站的過(guò)程中,除了傳統(tǒng)的輸變電工程設(shè)計(jì),,還要為綜合能源設(shè)備預(yù)留出可擴(kuò)展的占地和間隔,,在選擇綜合能源設(shè)備時(shí),應(yīng)本著占地小,、施工效率高,、替換方便的原則,更多地采用預(yù)置艙,、標(biāo)配式的設(shè)備,。此外,對(duì)于開(kāi)展能源綜合體“抱團(tuán)”的應(yīng)用場(chǎng)景,,可在新建變電站中布置協(xié)調(diào)調(diào)度和控制設(shè)備,,成為“抱團(tuán)”綜合體的“主站”,其他改造變電站作為“子站”,進(jìn)行“主-從”控制,。

  針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景,,能源綜合體應(yīng)具備不同的典型設(shè)計(jì)方案,探索預(yù)制艙,、裝配式設(shè)備與傳統(tǒng)輸變電設(shè)備的融合銜接,,涉及“冷熱電三聯(lián)供”的應(yīng)用場(chǎng)景需要研究氣源和現(xiàn)有帶電設(shè)備的安全距離和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),保證能源綜合體的安全運(yùn)行,。

  再次是用能方案的制定,。用能方案應(yīng)以需求為導(dǎo)向,為用戶(hù)制定差異化方案,,在價(jià)格上應(yīng)具有市場(chǎng)吸引力,。利用燃?xì)獍l(fā)電余熱、煙氣集中供熱供冷降低供熱,、供冷成本,,采用合同管理方式,引入儲(chǔ)能等手段降低專(zhuān)線用戶(hù)需量電費(fèi),,用技術(shù)經(jīng)濟(jì)手段引導(dǎo)削峰填谷,,降低用電成本。

  最后是商業(yè)模式的打造,。能源綜合體的改造和新建過(guò)程中應(yīng)考慮與變電站周?chē)耐恋負(fù)碛蟹?、用?hù)開(kāi)展合作,開(kāi)展能源綜合體共建,、合同能源管理和收益共享,。對(duì)于一些可移動(dòng)式、標(biāo)配式裝備,,可考慮與設(shè)備生產(chǎn)廠商開(kāi)展合同租賃,,提高設(shè)備利用率和設(shè)備周轉(zhuǎn)效率,打造綜合能源服務(wù)生態(tài)圈,。

  為確保能源綜合體的經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性,,應(yīng)優(yōu)選技術(shù)好、造價(jià)低,、質(zhì)量?jī)?yōu)的方案,。研究能源綜合體不同的商業(yè)模式,探索采用租賃,、能源合同管理等方式降低能源綜合體的建設(shè)和運(yùn)行成本,,提高能源綜合體的收益。

  建設(shè)能源綜合體,、開(kāi)展一站式綜合能源服務(wù),,無(wú)論從社會(huì)提質(zhì)增效方面還是從企業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型方面都具有重要意義,。應(yīng)該指出,建設(shè)能源綜合體不能僅僅依靠單方的力量,,而應(yīng)該成為社會(huì),、政府、企業(yè),、用戶(hù)的共識(shí),,通過(guò)各方廣泛合作、相向而行,,才能最終確保能源綜合體達(dá)到建設(shè)目標(biāo),,真正滿(mǎn)足各方對(duì)更高品質(zhì)能源和更高質(zhì)量發(fā)展的期待。


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