編者按：2021年12月7-8日，以“雙碳目標下的智慧方案與行業機遇”為主題的第十七屆中國分布式能源國際論壇于西安召開。本次會議由中國能源研究會分布式能源專業委員會、中國能源網主辦，陜西分布式能源股份有限公司聯合主辦。會上，西安西電電力系統有限公司資深技術專家、綜合能源事業部經理程曉絢發表了“能源•智啟未來——綜合能源智慧服務系統的實踐”的主旨演講。

以下內容根據大會演講實錄進行整理。

主持人 周濤：下面有請西安西電電力系統有限公司資深技術專家、綜合能源事業部經理程曉絢進行發言，題目是《能源•智啟未來——綜合能源智慧服務系統的實踐》，有請程總。

程曉絢：各位專家、各位來賓大家下午好!下面由我代表西安西電電力系統公司做大會的匯報，我匯報的題目是《能源•智啟未來——綜合能源智慧服務系統的實踐》。

我的匯報分為四部分：

第一，綜合能源服務的機遇和挑戰。

我們常說機遇和挑戰是并存的，從2014年習總書記提出“四個革命、一個合作”，到2020年的“雙碳”目標，這樣一個發展歷程，為新能源和綜合能源賦予了低碳化、電氣化、智能化、市場化、一體化、國際化的特征。我們要實現“雙碳”目標，必然要經過兩個必不可少的手段，一個是減少碳排放，一個是增加碳吸收，我們通過降低能耗，提高能源使用效率，增加綠電的應用來減少碳排放，通過這些技術手段以及植樹造林，增加碳吸收，在這個環節中綜合能源服務起到了至關重要的作用。

我們都知道，綜合能源的本質就是對各種能源的產生、傳輸與分配、轉換、存儲、消費、交易等環節進行有機的協調和優化，通過云、源、網、荷、儲的協同，實現多能互補和能源綜合梯級利用，達到經濟效益與環境效益的統一，這就是綜合能源服務系統的內涵。

接下來簡單介紹一下我們公司以及我們開展相關業務的一些情況。首先，西安西電電力系統有限公司是中國西電集團的核心子企業之一，也是今年備受關注的一件事情，就是中國西電集團與國家電網公司下屬的許繼、平高、山東電工電氣、南瑞恒馳、泰事達以及重慶博瑞重整組合成了中國電氣裝備集團，并于今年9月份在上海召開了成立大會。

集團重組后，中國電氣裝備集團的業務涵蓋了發、輸、變、配、用電等電力領域，同時也包括了綜合能源服務、儲能、工業自動化、能源互聯網等等這些業務領域的范圍的業務。

西安西電電力系統有限公司是我國主要的高壓直流輸電、柔性直流輸電工程的系統研究、工程成套及換流閥、動態無功補償裝置等電力電子設備研發、制造和試驗檢測基地。左邊這些圖片是我們一些核心的產品，有常規的直流輸電晶閘管換流閥、柔直換流閥，以及靜止無功補償發生器等。我們公司也掛牌了國家能源電力電子技術裝置研發中心以及陜西省和西安市的分布式微電網工程技術研發中心，同時公司也具備電力工程施工總承包資質和設計資質。

我們公司從傳統的高壓直流輸電、海上風電柔直以及直流配網、電能質量治理這些傳統的業務向綜合能源系統解決方案，以及開發一些綜合能源核心產品的這種研發，向這樣的業務轉型，經歷了由超高壓的設備向中低壓設備延伸，由交直流電力系統仿真研究拓展到微電網、能源網的仿真研究，由特高壓工程拓展到綜合能源工程這樣的歷程。

其中，我們圍繞園區的規劃需求、分布式能源應用、儲能等方面進行了核心技術的開發，包括冷熱電氣多能源綜合利用技術、可再生能源網絡構建技術、儲能技術、直流配電技術、光儲充一體化運用技術、多微網協調運用技術、智慧能源互聯網綜合管控技術等等。

圍繞重點的目標客戶，我們形成了圍繞包括園區綜合能源服務系統、微電網、儲能、中低壓直流配網、停車場綜合能源站五大整體解決方案。

首先是面向園區的綜合能源服務解決方案，我們構建區域綜合能源站、分布式能源系統，通過信息網絡系統上傳到由園區的公共管理平臺進行統一的能量管控，形成能源的生產、傳輸、消納全過程的互補互濟。

第二是分布式微電網一體化解決方案，這里面包括了多種技術的應用，包括分布式能源接入與管理、儲能管理、就地保護與監控、智能調度、并離網無縫切換等等。中間這張圖是我們公司做的微電網的整個拓撲圖，右邊是我們自主研發的微電網的控制保護裝置和微電網的控制保護系統。

第三是儲能的集成解決方案，圍繞發、輸、配、用，包括新能源的領域，形成不同的儲能解決方案，底下這四張圖片是我們核心的產品，有儲能一體機，包括儲能的能量管理系統EMS，中間是我們參加內蒙古金山儲能項目的現場圖片。

第四是中低壓直流配網系統解決方案。中低壓直流配網對新能源的接入非常友好，具有功率的雙向可控、快速響應、線路成本低、傳輸損耗小等特點。我們西電研發了4端口3兆瓦的能量路由器，能夠實現多種電壓等級和交直流電源間的自由變換，已經用在江蘇的項目上，包括我們為江蘇吳江提供了兩臺1兆瓦和2兆瓦的電力電子變壓器也已經工程應用。

第五是停車場綜合能源站，這里就實現了光儲充一體化技術的應用，右邊是我們做的幾個停車場的一些示范項目，這個智能充電云平臺是我們自主研發的，對我們的充電站進行統一的運維管理。

第三部分，介紹一下綜合能源智慧服務系統實踐，西電綜合能源智慧服務系統示范項目，也是我們大會安排明天請各位專家代表到我們公司進行參觀和交流指導工作的一個項目，我在這里做一個簡單的介紹。

2014年，我們開始開展風電、光伏、儲能在內的微電網一期項目的設計與建設。2017年，自主開發了微電網中央控制器，建立了微電網能量管理系統，實現微電網系統信息化與智能管控。2019年7月，開展綜合能源服務系統核心的技術研究及示范項目建設，以我們企業的園區為載體，設計了冷、熱、電、氣多能源綜合利用，集合了交/直流微電網、儲能、充電站等多項技術，構建了源、網、荷、儲綜合能源系統，打造園區級綜合能源示范基地。

這是我們整個的拓撲結構，中間是核心的綜合能源站，這里實現了冷、熱、電、氣多能流的交互利用，包括三聯供機組、空氣源熱泵、儲熱、儲冷、電鍋爐這些產熱、換熱的設備，右邊是交流微電網，這里面我們廠區的光伏有1兆瓦的屋頂光伏，我們取了其中200千瓦接入微電網，包括旋轉跟蹤式光伏、風電、儲能、充電站、路燈，形成了交流微電網。

左下角是光儲充一體化的車棚，這是直流接入的直流微電網，車棚100千瓦，儲能200千瓦時，直流充電樁是120千瓦接入直流的直流充電樁，形成這樣一個微電網和能源的體系，這兩個微網之間可以做一些能源電能的交互和協同。

這塊是我們整個在園區里面設計的整體布置，明天下午歡迎大家到我們公司去實地參觀和指導工作。

這塊是我們整個能流圖，從左到右是源網荷儲整個能量的布置，在源網到網的時候我們有一個冷、熱、電、氣多能量的交互。這塊是我們現場的圖片，我們能源站的圖片，光儲充一體化車棚的圖片，包括能源站里面設備的現場圖片。

下面介紹一下我們整個方案設計體系，綜合能源整體設計還是比較復雜的過程，首先是基礎數據研究，我們要對很多能源的資源進行研究，比如說我們現在園區里的天然氣、電，有哪些資源可以利用，用能的成本是多少，我們對相關政策也要做一些了解，有沒有政策相關的補貼，或者是其他的一些支持，對成本有比較大影響的政策。

做了這些基礎數據研究之后，其中還有一個關鍵的是做復合計算，復合計算我們在做園區的時候，往往不是針對一個建筑物做，我們建筑物做設計的時候有一些復合最基本的數據，但是如果在園區里面僅僅把不同建筑物之間的用能進行簡單的累加，那樣對經濟性沒有深入的經濟性的測算，所以對于復合計算，在不同的時間，因為每個復合都有不同時性，整個復合測算是我們在基礎數據研究的時候一個非常重要的產出。

第二個，總體方案規劃的設計，我們對于所有用能設備，你這個用戶場景里面所能考慮到的所有產能的設備，比如我們現在空氣源熱泵、燃氣三聯供、地熱這些用能的成本以及它的性能要有一個深入的研究，然后我們再去做整個方案的規劃。

右下方這三張圖是我們根據西安市的天然氣在元旦前和元旦后都會有不同的氣價，在不同氣價的情況下每個設備用能的成本是不一樣的，在什么時候考慮用什么樣的設備，才能達到經濟利益的最大化，在晚上補電的時候哪一個設備的用能是最經濟的，這是我們在總體方案規劃設計的時候需要考慮的。

第三個是優化設計。這里面包括我們對不同優化目標，多目標優化，我們對于你是站在用戶側的角度上去考慮經濟效益，還有運營效益，還是說年化成本最低，要有一個綜合的評估。然后我們再通過能量控制策略的調整形成總體最優的運行方式，反復去迭代，去優化，形成最終的控制策略和最終采用什么樣的設備，這個設備的容量多大，才能達到經濟效益最大化的一個優化的計算。

第四，在我們做完整體的架構、參數的確定后，我們還要做系統調度的運行仿真，這一塊我們要建立各種系統里面核心的一些設備，比如說換能設備、儲能設備、產能設備，包括我們的閥、泵，這些數學模型，形成系統調度的運行仿真，對它的控制策略、控制的參數進行整體的確定。

這是我們技術人員自己開發的一個西電綜合能源的規劃設計軟件，我剛才介紹的一套規劃設計的過程，都在這個軟件里面有所體現。非常遺憾，這個視頻播放不了，我們整個設計的過程都在軟件里面可以直接形成軟件體系。

第二部分，我們結合這樣的項目，自主開發了西電綜合能源管控及服務平臺，不僅僅是我們公司的項目，也是做了一個平臺化的產品。這里面包括五個模塊：能源監控、能源管理、能源運維、能源交易、能源服務。因為時間有限，我就不一一介紹了，我們一般做整個綜合能源的管控必須具備的基本功能，包括我們針對實際的工程，也可以進行定制化的開發，這是能源運維的模塊。

能源管理、能源服務、能源交易，這個不能播放。如果大家明天下午有時間可以到我們公司實際去看，我們會有一個專門的介紹，介紹我們綜合能源管控平臺整體的設計和運行的情況。對于這個項目的綜合效益，我們有一個總體的分析，從用戶側、經濟效益和環保效益，從用戶側來說，對于園區的綜合能源肯定增加了用能的穩定性和可靠性，因為多種能源供應必然會比單一能源更加可靠。經濟效益經過一個測試，我們整個運營成本比之前運營成本大概減少約50%，廠區內的可再生能源使用率達到44%，當然我們減碳的這些也是整個項目對環保的貢獻。

這個項目的特點也做了總結，首先是多能互補綜合利用，之前各個能源是沒有相互交互，都是“各自為戰”，現在把冷、熱、電、氣多種能源供應鏈、整個供應系統轉為“萬物皆能”模式，實現多種能源的互補協同供應。第二個是預制艙技術，儲熱、儲冷，包括三連供機組都是以預制艙的這種形式來進行，我們在建設時是采用的這種方案，有效地縮短了整個施工工期，以及降低了現場的調試難度。

第三是多設備的能量路由，我們現在系統里面還是比較復雜的系統，在一二次管網上接入不同的設備，既有產能的又有儲能的，既有常壓的又有帶壓的。一二次管網設備上的融合，也是從物理層面上實現了能量路由。同時我們現在整個系統保護是三重控制保護，有就地控制柜，從就地控制柜到分布式控制系統及云平臺能量管理系統，形成了三重控制保護，控制的顆粒度由粗到細，保護的可靠性也是大為增強了。智能化運維也是我們在系統設計時就已經進行過仿真，在實際工程執行時，我們也進行了整個一鍵啟停和自動投切的設計，整個系統功率是自動調度的，以每個時刻功能的費用最低為原則，也是為了獲得最優的經濟效益。

這塊其實是我想給大家展示一下整個一鍵啟停的過程，但是好像這個視頻有些問題。對于未來的展望，這個也是我在前兩天看到新聞里，工信部發布了關于印發《“十四五”工業綠色發展規劃》的通知，鼓勵工廠、園區開展工業綠色低碳微電網建設，發展屋頂光伏、分散式風電、多元儲能、高效熱泵等，推進多能高效互利互用的這樣一個指導文件，也是一個新的指導文件。我一直認為綜合能源事實上現在真的是機遇與挑戰并存，市場很大，挑戰也很艱苦，任重而道遠，我們系統公司也是面對未來，以“推動綠色高效的電能變換、傳輸和應用”為使命，結合能源特有稟賦，探索技術、管理和商業模式創新，提供服務多方用戶的一體化綜合能源服務。

感謝大家，歡迎大家明天下午去我們公司現場交流，指導工作，謝謝!

主持人 周濤：感謝程總。雖然在播放中留下一些遺憾，期待更精彩的內容在明天下午的考察中，因為明天無論是A線路還是B線路，西電都是我們必到的一站，我們期待在現場看到更精彩的內容和技術。