面向雙碳目標(biāo)的綜合能源系統(tǒng)智慧運(yùn)行大腦
1.痛點(diǎn)問題
能源綠色低碳轉(zhuǎn)型是當(dāng)今世界共同面臨的重大課題,能源互聯(lián)網(wǎng)是支撐以新能源為主體的新型能源系統(tǒng)的重要手段,也是實(shí)現(xiàn)我國能源轉(zhuǎn)型和碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要途徑。綜合能源系統(tǒng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的基本物理載體。在傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中,電網(wǎng)、熱網(wǎng)、天然氣網(wǎng)、交通網(wǎng)等分屬不同公司管理和運(yùn)營,不同能源系統(tǒng)相對獨(dú)立,存在能源豎井,能源使用效率總體不高。綜合能源系統(tǒng)通過電、熱、冷、氣等多種能源的互聯(lián)互通,通過科學(xué)化管理實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)及源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同,打破傳統(tǒng)不同能源系統(tǒng)之間相互割裂的情形,在安全供能前提下最大化不同類型的效益,從而提升綜合能源效率,促進(jìn)可再生能源消納,降低用能成本、提高用能可靠性,減少或延緩?fù)顿Y和建設(shè)等。
當(dāng)前國內(nèi)開展了許多綜合能源系統(tǒng)的示范和應(yīng)用,但由于綜合能源系統(tǒng)橫跨多個(gè)學(xué)科、多個(gè)系統(tǒng)和設(shè)備廠家、多個(gè)管理運(yùn)營主體,許多項(xiàng)目存在“綜合有余、智慧不足”的特點(diǎn),其運(yùn)行控制仍然以“被動(dòng)式數(shù)字監(jiān)控”為主,沒有給予運(yùn)行人員足夠的分析決策幫助,沒有實(shí)現(xiàn)“主動(dòng)式智能調(diào)控”,未能夠充分發(fā)揮多能互補(bǔ)的效益。主要原因在于缺乏一個(gè)智慧能源大腦——綜合能量管理系統(tǒng)(IntegratedEnergyManagementSystem,IEMS)對實(shí)時(shí)運(yùn)行中的電、熱、冷、氣進(jìn)行智慧化的分析和決策。
城市在能源轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中面臨著能源科技創(chuàng)新相對割裂、缺乏實(shí)證,能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智慧化滯后,能源行業(yè)壁壘眾多,可再生能源送出和消納困難等諸多挑戰(zhàn)。由于城市范圍大,尤其是海量分布式資源接入,需要進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度的對象的種類繁多、數(shù)量龐大、控制方式多樣。因此如何在保證系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上協(xié)同多能流,適應(yīng)多參與主體的需求,需要跳出電力行業(yè)邊界,挖掘熱、氣、氫、煤與電能之間的互補(bǔ)性,激活多能間的靈活性,面對靈活性資源呈現(xiàn)出巨量、分布和異質(zhì)的新特征,迫切需要突破能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)橫向的多能互補(bǔ)和縱向的源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同。在能源互聯(lián)網(wǎng)的頂層方案設(shè)計(jì)中,涉及到各種能流(電、煤、氣、熱、交通等)的綜合分析、溯源計(jì)算、綜合減排和協(xié)同優(yōu)化問題等,各種能流間相互耦合,其中專業(yè)性、綜合性較強(qiáng)的多能流、溯源、優(yōu)化、管理等工作,都需要能夠支撐城市級大規(guī)模綜合能源系統(tǒng)分析和優(yōu)化的多能流能量管理技術(shù)支持。
2.解決方案
基于統(tǒng)一能路理論,突破大規(guī)模綜合能源系統(tǒng)能量管理系列關(guān)鍵技術(shù),開發(fā)了城市級多能流能量管理系統(tǒng),支撐城市級多能系統(tǒng)破解“互通不足、缺乏智慧”的運(yùn)行現(xiàn)狀,將城市級多能系統(tǒng)運(yùn)行管理從“孤立的被動(dòng)式數(shù)字監(jiān)控”提升到“互聯(lián)的主動(dòng)式智能調(diào)控”。
基于該技術(shù)研制了IEMS系統(tǒng),支撐新能源、分布式能源、電動(dòng)汽車、氫能源汽車等發(fā)展,形成統(tǒng)一性、規(guī)范性、科學(xué)性的管理體系,構(gòu)建綠色低碳、安全高效、開放共享的城市能源生態(tài),賦能眾多參與者共同推動(dòng)城市能源系統(tǒng)的升級。
合作需求
受讓方可基于本項(xiàng)技術(shù),結(jié)合所應(yīng)用地點(diǎn)實(shí)際情況,設(shè)計(jì)并研發(fā)(IEMS)軟件產(chǎn)品,并在城市/園區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)中心取得應(yīng)用。
在以IEMS及家族產(chǎn)品作為核心產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)的同時(shí),受讓方還可開發(fā)部分延伸產(chǎn)品,包括多能系統(tǒng)規(guī)劃評估、大數(shù)據(jù)挖掘分析、AI技術(shù)應(yīng)用等,并提供咨詢服務(wù)、售后服務(wù)、技術(shù)培訓(xùn)服務(wù)等。
具體需求包括:
1、提供技術(shù)工程化、產(chǎn)品化所需的資金、場地、實(shí)驗(yàn)條件、團(tuán)隊(duì)等,幫助孵化資源;
2、尋找合適的園區(qū)、城市等應(yīng)用場景;
3、尋求資源對接。
本項(xiàng)技術(shù)目前正在與山西省朔州市進(jìn)行對接,借由山西能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)大背景,向朔州市產(chǎn)業(yè)研究院進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
清華大學(xué)
2022-05-31