曹城祿：分布式能源中光伏+多能互補+儲能的自動化模式探討

西門子（中國）有限公司能源管理集團智慧能源技術(shù)總監(jiān) 曹城祿

西門子首先從自己做起，西門子的口號就是宣布到2030年，我們碳排放要降到最低。目前碳排放量每年是220萬噸，到2020年西門子計劃投資一億歐元，減到一半。在國內(nèi)具體的一些措施，西門子目前在中國有23家工廠在逐步的做分布式能源，包括屋頂光伏等一系列的措施，預(yù)計三年之內(nèi)將全部建完。

同時還會采用一些新的技術(shù)，實現(xiàn)光伏能源管理生產(chǎn)過程的節(jié)能，實現(xiàn)碳排放的降低。這樣的話目標每年可以節(jié)約2000萬歐元能源的消耗成本。

在西門子內(nèi)部工廠要逐步做分布式能源，目前在上海的一家西門子工廠，叫西門子線路保護系統(tǒng)有限公司的工廠做了分布式光伏項目，由于各種原因，這個項目只做成了300千瓦，廠房面積屋頂面積利用不到一半，目前來看，也已經(jīng)成功的運行，采用了西門子的這些的設(shè)備，從變流器、開關(guān)柜到光伏監(jiān)控系統(tǒng)，全套采用西門子的這些設(shè)備以及解決方案。將來還可以接入西門子的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，進行更智能的發(fā)電和用電管理。

西門子還能夠給用戶提供儲能系統(tǒng)的解決方案，西門子是一個電器供應(yīng)商，從電力電子設(shè)備、變流器、中低壓器等等我們都有圈套的解決方案和設(shè)備。鋰電池模塊我們有很多的解決方案，所以這就是一個儲能的典型的系統(tǒng)集成。除了做整體儲能系統(tǒng)解決方案以外，這是各種模塊的選擇，從180千瓦時到540千瓦時，最大的可以做到1080千瓦時，還可以擴容。除了做整體的解決方案以外，我們還可以提供里面關(guān)鍵的技術(shù)，包括PCS這一套的解決方案。這里面核心的技術(shù)都是西門子的解決方案。目前西門子在方面國內(nèi)有一些業(yè)績，比如說無錫新加坡工業(yè)園20兆瓦的儲能電站，電池容量是160兆瓦時，這個已經(jīng)在投運。這是南都電源天工國際產(chǎn)業(yè)園的1000兆瓦。

分布式能源有各種各樣的類別，包括天然氣、太陽能、風(fēng)能、生物制儲能、后備能源等，這是我們要基于這個認識，按規(guī)模來講分兩大類，一個是區(qū)域內(nèi)的，主要是園區(qū)；另外一個就是樓宇分布式，就是咱們通常說的屋頂，或者說是綠地等。

這是我們多能互補相關(guān)的關(guān)系，總體的目標就是要提高用能的效率，降低用能的成本，從經(jīng)濟上考慮得更多一點，提高多能互補的可靠性，充分提高利用效率。

西門子能夠做什么呢？西門子目前也在致力于做這方面的工作。從用戶概念開始到項目可行實施、建設(shè)、運行，我們都有相應(yīng)的解決方案。后面我們也會詳細介紹一下，有些從規(guī)劃、模擬開始，我們就有相應(yīng)的自己的解決方案。

從咨詢階段開始，包括策略、地域、可再生能源發(fā)展容量的選擇等等，我們都有相關(guān)的系統(tǒng)軟件，這些軟件完全可以用在我們新能源從咨詢到后面的設(shè)計、維護。

SIMPSON是怎么運行的，就是基于數(shù)據(jù)庫模型和算法快速精確模擬，最后得到我們想要的一些各種各樣的數(shù)據(jù)。這是它的一些結(jié)果的案例，結(jié)果可以通過各種圖標、柱狀圖，各種的趨勢圖等等，來輸出結(jié)果。

另外一個SINCAL這個軟件是一個仿真平臺，通過各種編輯條件，能夠得出過負荷、過電網(wǎng)等等。這些軟件在國內(nèi)已經(jīng)有很多的應(yīng)用，在電科院、設(shè)計院等等，他們都在應(yīng)用這套軟件。這是它的一個報告的事例。

微電網(wǎng)、智能電網(wǎng)的控制，要如何對這些CHP、光伏、儲能等等協(xié)同的管理，包括孤島的運行。西門子的這套分布式能源微網(wǎng)管理系統(tǒng)，這個平臺不僅僅是監(jiān)控，另外它有一個非常完善的控制，為本地微網(wǎng)帶來各種的好處。對儲能來講，可以協(xié)調(diào)自動的充放，自動消減限值的光伏和風(fēng)能的發(fā)電量。對孤島系統(tǒng)，可以管理黑啟動，滿足需求側(cè)響應(yīng)系統(tǒng)或者微網(wǎng)公司的補償。這是我們剛才講的這套平臺，主要的可以預(yù)測，就是管理我們所有的這些設(shè)備，從現(xiàn)場控制層到后臺，能夠預(yù)測冷熱電的負荷，對能源管理來講可以規(guī)劃調(diào)度、發(fā)電和儲能，優(yōu)化微網(wǎng)達到最優(yōu)、最高的資產(chǎn)利用率，還有各種孤島運行模式的變化，并能夠自動的適應(yīng)。

這是一個微網(wǎng)的管理，里面用到的一些主要的硬件設(shè)備，就是有效性的RTU，還有大型的RTU，可以選擇最優(yōu)性價比的產(chǎn)品。

分布式能源和微網(wǎng)的全集成能源管理技術(shù)方案，因為西門子有全套的設(shè)備，從發(fā)電到配電還有儲能，還有所有管理的技術(shù)方案，還有微網(wǎng)管理，還有全生命周期的服務(wù)咨詢，各種各樣的軟件，從咨詢、規(guī)劃、仿真到培訓(xùn)、在線監(jiān)測。所以我們能夠為客戶帶來各種各樣的不同的階段，有不同的客戶可以做不同的結(jié)合，從可研、咨詢、規(guī)劃，到安裝、調(diào)試、運行、服務(wù)改造，這就是我們希望能夠做到的能源服務(wù)公司。

這是一個非常有名的一個項目，在德國的一個小鎮(zhèn)，在德國第一個西門子花了兩年多的時間，建成了一個小型的多能互補的示范項目，有光伏、風(fēng)力發(fā)電、CCHP、電動汽車等等，實際上所有的能源發(fā)電量，是它能夠使用的量，溫室氣體都減少了非常大的數(shù)值。

這是西門子和國內(nèi)合作做的一個西藏的光伏電站，這是一個離網(wǎng)的項目，1.8兆瓦的，西門子提供了微網(wǎng)的管理平臺，實現(xiàn)了主動、自動調(diào)節(jié)，包括啟動極端天氣的預(yù)測，保證微電網(wǎng)的持續(xù)供電。