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从泛在电力物联网看未来智能电网发展趋势

2019-06-10 16:13admin中国电力时空网

  自2019年3月8日国家电网发布《泛在电力物联网建设大纲》至今,泛在电力物联网一直是电力市场的热点话题。从中国电力市场角度,泛在电力物联网为国家能源转型以及电力行业与市场发展创造了极大的推动力和机遇;从全球电力行业角度,其为智能电网的发展提供了有力有效的示范、借鉴作用,推动全球能源向更加智能、高效的形态转变。

  1、泛在电力物联网

  国家电网公司在《泛在电力物联网建设大纲》中指出,“泛在物联”指信息在任何时间、任何地点、任何人、任何物之间连接和交互,而“泛在电力物联网”则是以电网为枢纽,发挥平台和共享作用,将电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、供应商及其设备,以及人和物连接起来,产生共享数据,为用户、电网、发电、供应商,和更多市场主体创造价值和机遇的服务。

  关于泛在电力物联网对能源转型的作用,首先讨论中国电力市场现状。根据WoodMackenzie的报告内容,2018年中国电力市场呈现以下4个现象

  全社会用电量同比增长8.5%。第二产业用电量增长7.2%,拉动全社会用电量增长。电能替代贡献约130TWh,占总新增用电量的三分之一。

  煤电装机增速同比下降17%,煤电利用小时数提高约140小时。

  光伏发电新增装机同比下降16%,主要由于531政策出台。但是得益于用电量增速超预期以及其他措施,弃风弃光率大幅下降,且新增光伏和风电装机持续向中东部地区转移。

  市场交易电量同比增长26%,全社会用电量市场化率达30%,然而除煤电和水电外,其他能源参与市场化交易的程度偏低。

  从短期来看,基建刺激计划的实施、重工业的持续发力、数字经济的扩张以及电能替代会催生较强的电力需求增长;而从长期来看,经济结构向服务业转型以及人口老龄化将一定程度上减缓用电量增长。那么为了长期驱动电力需求,市场改革、系统自动化、数字化、分布式能源、电动汽车发展等成为关键因素。未来的电力市场将是拥有双向电力流、自适应机制、灵活调峰、低碳、分布式等特征的综合能源网络。

  再来,国家电网在泛在电力物联网的建设上提出3个方向

  对内业务实现数据一次采集或录入、共享共用,全业务线实现统一入口;

  对外业务建成一站式服务平台,使新兴增值业务成为公司利润主要增长点;

  基础支持实现电网和客户状态的实施感知,实现内部数据实时获取,实现业务需求的敏捷响应、随须迭代。

  由此可见,泛在电力物联网会是以数据化引领的业务形态,通过端与端之间的信息、数据结合,形成具有自我标识、感知和智能处理的网络实体,这种互动性使得相关物体相互感知和反馈控制,从而形成一个更加智能的电力生产生活体系。

  

  泰豪科技副总裁廖宇先生

  按照泰豪科技副总裁及首席营销官廖宇先生在2019国际智慧能源与公用事业峰会上的发言,这种数据化会从4个层面实现,即感知层、网络层、平台层、应用层。其中平台层是市场主要竞争所在,而该处的推广成本被视为主要挑战。

  

  对于发展泛在电力物联网,国家电网同时提出了3大挑战

  随着社会对电力的依赖越来越强,要求供电可靠性更高。并且随着电网越来越复杂,接入设备类型和数量越来越多,电网形态发生变化,电网安全运行压力加大;

  受电力市场开放、输配电价降低、电量增长减缓等因素影响,电网业务面临日趋激烈的市场竞争

  互联网经济、数字经济等社会形态发生变化,通过平台对接供需双方,打造多边市场,对传统电力行业带来巨大挑战。

  同时接入数据的量、数据透明度、数据安全、清洁能源的成本等因素也为市场主体所关注。

  2、未来智能电网发展趋势

  泛在电力物联网可以认作是智能电网在电力市场方面展现的发展形式,而广义上智能电网的发展趋势具备以下特征

  可再生越来越多的可再生能源发电并网,另外,分布式可再生能源发电为就近用电提供条件,提高了能源利用效率;

  交互用户与发电、电网企业的互动越来越多,越来越直接,甚至用户本身可以成为发售电方,主动地参与到电力交易市场中;

  数字化端与端、设备与设备之间的信息实现数据化,促进更智能的处理与管理。数字化会对发电、输配电、售电影响,驱动整体电力价值链的改革;

  去中心化基于区块链、分布式能源系统等技术的应用,智能电网趋于去中心化;

  终端电气化终端消费侧电气化,尤其是交通领域的电能替代,从而缓解对油气的依赖;

  储能可持续能源发展、分布式能源系统等都需要储能来进一步支持,并且储能将为电网的灵活性和稳定性提供保障。

  从技术层面AR、VR等交互应用、Digital Twin系统模拟与管理、3D技术、物联网IoT、区块链、微电网建设、虚拟电厂、电动汽车、人工智能等技术的出现与发展,为电网智能化提供了基础。从管理层面对数据资产的应用,以及对系统数字化实践的灵活集中管理,成为关键点。

  4月16日,浙江省发改委发布消息称,为贯彻落实今年《政府工作报告》中关于“一般工商业平均电价再降低10%”的要求,根据国家发展改革委统一工作部署,4月12日,我委印发《关于降低一般工商业电价有关事项的通知》,出台第一批降电价措施,明确自2019年4月1日起,我省一般工商业电价平均再降低每千瓦时2.19分钱。

  现在东南亚的生物质燃料市场很火,看,又有两家缅甸的客户设备调试完成了。

  这两家用户都是用稻壳来做原料,整套设备全部无尘处理。设备调试完,用户对我们的设备相当满意,纷纷过来合影拍照。

  整套生产线采用的是无尘化设计,客户原料在一楼,制粒和冷却设备设计在二楼。

  生产线的设计可以根据用户的实际现场情况来安装布局,所以只要您选好产量和整体设备。

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  奥地利电网运营商APG计划在未来10年内投资25亿欧元用于电网建设,以适应风能和太阳能的大规模扩张。

  

  该计划将开始建设380千伏Salzburg输电线,将阿尔卑斯山西部的抽水蓄能设施与东部边界的风力丰富的地区连接起来。

  APG称,这条投资8亿欧元(9.05亿美元)的输电线建设将于2019年第四季度开始,预计工期为4年。

  该项目将有助于提高计划中的连接德国的电网互联能力,目前正在建设中。

  去年,奥地利能源监管机构E-Control表示,如果热电厂在可再生能源扩张期间关闭,到2030年电力供应缺口将达到2.5吉瓦。

  水力发电满足奥地利近三分之二的电力需求,而来自德国和捷克共和国的电力供应则起到了重要的支撑作用。

  “一方面,从能源利用方面来讲,光伏与多种能源的综合利用,可能是未来光伏发展的方式。另一方面,光伏与各行业开发的结合,以便实现土地的增值利用。目前的‘光伏+’更多关注光伏本身,而‘+’的部分,农业、渔业、林业等能否实现产值的提高,是行业进一步要重点关注的。第三个方面,光伏应该结合未来社会变革的模式,包括与电力体制、互联网、大数据结合起来,一起推进行业的发展。”4月11日,水电水利规划设计总院副院长易跃春在 “第四届中国光伏+创新发展论坛”上表示,光伏行业发展犹如一场“马拉松”,要保持良好发展势头,更快地走向“高质量发展”,需要在技术、模式的创新上有更多突破,其中,以“光伏+”探索多样化发展模式,成为行业跑好“马拉松”的一条业内普遍认可路径。

  当前,光伏行业发展进入了新阶段,也对 “光伏+”模式的创新性提出了更多要求,“光伏+”模式打开了跨产业融合发展的新途径,通过探索沙光、渔光等建设高附加值的项目,提升了项目的生态效益。

  多样模式助力光伏“跑马”

  在国家大力发展低碳绿色经济的背景  下,对众多行业提出了新能源改造的要求,给“光伏+”提供了更多的可能性,同时,技术的进步也为“光伏+”发展带来突破性革命,使得光伏全产业链更加智能、高效、经济和环保。作为光伏跨界融合的路径,“光伏+”当前呈现的主要模式包括“与多种能源综合利用”、“与各行业结合开发”以及“与社会发展模式变革结合”。

  易跃春说:“与多种能源综合利用是指光伏参与多能互补,利用太阳能和风电、水电在一日内和季节间变化的互补性,以及水电、火电、光热电站的调节能力,对促进我国可再生能源大规模开发利用具有重要的示范意义;光伏与各行业结合开发,有着更为多样化的应用场景。将农业、治沙、渔业、旅游等和光伏应用结合,提高土地利用效率,实现上可发电、下可沙漠化治理、种植、养鱼及与生态旅游相结合等的综合开发模式;光伏与社会发展模式变革结合,主要体现在光伏与电力体制改革、互联网的融合。光伏+电力体制改革有望在市场需求侧也形成促进改革的强大动力,而光伏与互联网和大数据结合,则可以促进能源行业和信息行业的跨界融合。

  在土地资源紧张的东部地区,采用“农  光一体”“渔光一体”,将有效解决光伏电站建设的选址问题。以江苏省为例,由于江苏省人口众多,光伏项目用地等问题是制约该省光电发展的瓶颈之一,在当前集中式光伏电站受限的情况下,大力发展“渔光互补”模式,成为江苏省光伏发电必然选择。

  中国光伏行业协会副秘书长刘译阳表示,未来在技术持续创新、光伏系统成本不断下降的趋势下,适用于不同应用场景下的业务模式与选型方案将逐步趋向多样化,光伏应用也将转变到活跃的以提效降本、实现平价为目标的发展新阶段。

  建设成本和发电成本不断下降

  近年来,我国光伏设备制造领跑全球。

  2018年,硅片、电池片、组件产量均占全球总产量比重70%以上。硅片全球前十大生产企业均在中国,其余各环节产量前10名的企业中有半数以上位于中国大陆。“十三五”以来,光伏发电技术不断进步,产业规模持续扩大,实现了建设成本和发电成本不断下降,到2018年第四季度,光伏系统的建设成本降至5元/瓦以下。

  2018年,PERC技术在单晶电池片生产中得到极大的普及,双面电池技术已趋  成熟,产能比例持续上升。P型单晶PERC电池平均转换效率达到21.8%,多晶PERC电池叠加黑硅技术将平均转换效率提高到20.3%;N型单晶PERT电池与异质结电池实现量产,平均转换效率分别达到21.5%与22.5%。技术进步对产能的提升、成本的降低起到了促进作用。

  “海泰新能开发的常规泰山系列组件,大板型单晶组件可以实现430瓦功率输出,比常规PERC组件高出60瓦,多输出16%,而成本跟常规PERC组件相当,IRR将提升10%以上;大板型多晶组件可以实现375瓦功率输出,比常规PERC组件高出45瓦,多13.6%输出,而成本跟常规PERC组件相当,IRR将提升10%以上。”唐山海泰新能科技股份有限公司副总经理刘强介绍说,泰山系列组件还可以兼容大尺寸电池片和双面PERC电池片技术,进一步提升功率输出,提升电站PR和IRR。

  在制造业取得成果的同时,近几年我国光伏电站的技术管理水平得到了明显的提升,无人机巡检、远程运维已经在新建电站中得到较为广泛的运用。结合大数据、互联网等技术,光伏电站的运行情况能够得到实时监控,检修效率大幅提升。(* 于海江)