一文盘点综合智慧能源的概念、特点、应用场景和系统模块设计!

添加时间 : 2024-12-10

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  是为区域内用户更好的提供电、热、冷、气、水等能源一体化的解决方案,要利用需求的差异化,实现用能需求的互补,实现智慧高效用能。

  在践行“双碳”目标和推进能源转型的背景下,综合智慧能源已发展成为新型电力系统和新型能源体系的重要组成部分,它是以新质生产力为支撑,在用户侧或一定区域范围内、在整个电力系统的末端发挥作用的局域新型电力系统新业态,当前迎来了加快速度进行发展的大好时机。

  那么问题来了,什么是综合智慧能源?有哪些应用场景?又如何去设计综合智慧能源系统?

  为此,本期我们准备了一套综合智慧能源精选干货,包含专家PPT、深度报告和项目方案等内容。

  综合智慧能源是指针对区域内的能源用户,改变原有的不同能源品种、不同供应环节单独规划、单独设计、单独运行的传统模式,以电为核心,提供电、热、冷、气、水等能源一体化的解决方案,通过中央智能控制服务平台,实现横向能源多品种之间、纵向“源、网、荷、储、用”能源供应环节之间的协同和互动,是能源革命的一种实现形式。

  其中,“综合”强调能源一体化解决方案,从用户侧思维出发,是多种能源品种的融合。“智慧”体现为三个层次,一是信息技术智慧,利用互联网及信息技术、能源信息高速公路,把综合的能源系统有机联系起来;二是系统算法升级,不同能源品种之间、不同供应环节之间需要优化计算,实现多重维度的互补协同,这需要更强大的中央指挥系统,降低系统生产所带来的成本;三是设备端智慧,每个能源元件的智能化。

  综合智慧能源的特点可以归纳为“三性三化”,即综合性、就近性、互动性和市场化、智能化、低碳化。

  综合性:指实现用能区电、热、冷、气、水等多能源的协同生产、配送、销售、消费和源、网、荷、储、用的协同运营。

  就近性:指实现能源就地生产、就地平衡、就地消纳。充分的利用本区域内的一次能源,采用清洁生产方式,实现区域内能源总量和结构的优化,最大限度的消纳本地区的清洁能源。

  互动性:指实现不同能源主体之间的互动,供需之间的互动。在市场化价格机制的基础上,引入现代能源需求侧管理理念,根据价格变化趋势合理调节需求总量和时间分布,引导用户错峰消费,削峰填谷。

  市场化:指建立市场化的价格机制,提高能源资源配置的效率。落实能源体制改革政策,在用能区的能源生产、配送、销售、消费各环节实行能源交易和价格的市场化,以合理反映能源的成本变化和稀缺程度,引导和调节供需平衡。

  智能化:指应用“云大物移智链”等现代信息技术,提升能源生产、配送、使用的智能化水平。

  低碳化:指以提升能效、降低碳排放为目标,实现区域能源生产和消费清洁高效,达到近零排放。在消费端,减少以煤、油等为主的一次能源消费,提高电能使用比例,综合利用热泵、储热、储冷、储电等多种能源形式。

  综合智慧能源系统可以通过先进的技术方法和智能化的管理方式来提高能源利用效率、减少能源浪费、优化供需匹配,实现能源资源的可持续利用和节约的系统。其应用场景十分广泛,涉及国民经济的多个领域及行业。

  在能源系统数字化改革和低碳转型不断推进的背景下,智慧楼宇能量管理受到慢慢的变多的关注,它可以轻松又有效地降低能源的运行成本并提高效率,使楼宇在能耗成本、碳排放和用户舒适度方面达到最优的权衡。与此同时,区域内多能耦合和信息交互进一步深化,逐渐建立起各个层级的综合能源系统。综合能源系统在建筑领域的应用,能大大的提升建筑能源利用效率,减少能源消耗,可在满足区域内冷、热、电、天然气等多样化用能需求的同时,提高资源利用效率,促进对可再次生产的能源的有效消纳,从而推动能源的可持续开发利用。

  智慧能源系统在交通领域的应用,可以有效提升能源利用效率和降低交通排放,促进交通运输的可持续发展。综合智慧能源系统覆盖交管与交运、轨道交通两大智慧交通场景,可用于解决城市交通的交通违章监测、高速公路异常预警、交通流量管理优化、交通态势信息提取等多个场景痛点。

  具体如智能交通信号灯能够准确的通过交通流量自动调整信号时间,减少车辆停车等待时间,降低能源浪费;智能车辆导航系统能根据实时道路状况和交通流量,规划最优路线,减少行驶距离和能源消耗。

  园区是产业集聚发展的核心单元零碳园区建设是落实碳达峰碳中和战略的重要着力点,商务、仓储物流、校园等功能型园区具有碳排放来源清晰、减碳路径明确、示范效果好等优势,是建设零碳园区的重点领域。

  我国格外的重视园区绿色发展,从生态示范工业园区、循环化改造示范园区,到低碳示范园区、绿色园区、近零碳园区,再逐步提出零碳园区概念,园区绿色低碳发展路径逐步深化。未来,园区的整体布局将在规模、数量、类型上继续扩展,更多的人口、产业、资源将向园区聚集,园区在区域经济发展、产业转型升级、培育新兴起的产业、支撑民生福祉等方面将发挥更重要作用。

  当前,在农业生产生活中,能源消费仍然以石油、煤炭为主,农业生产领域内应用“综合智慧能源”的前景较为广阔。具体而言,综合智慧能源能应用到农业生产、乡村产业、城乡生活等方方面面。

  智慧能源系统在农业领域的应用,如农业大棚、农产品加工、畜牧养殖、水产养殖、乡村旅游景点与民宿的节能降碳、绿色交通出行、利用光伏发电和风力发电的智慧路灯、农村民用电气化等方面,可以有效提升农业生产的能源利用效率和减少能源浪费,实现农业生产生活的可持续发展。比如,智能灌溉系统能通过监测土壤湿度和气象信息,自动调节灌溉时间和量,减少水和能源浪费;智能温室系统能够最终靠优化供暖和通风,提高温室内温湿度的控制精度,减少能源消耗。

  该系统以电力系统为核心,以风力发电技术、太阳能发电技术、天然气分布式供能技术、空气及储能电池等技术为主要的供能手段,建设和完善能源输配网和储能设施(包含电、热、冷储能),并配套建设智慧能源管理平台,构建一个完整的园区级能源互联网。综合智慧能源系统的物理构成包括供配电系统、冷热电三联供系统、光伏系统、风机系统、储能系统、充电系统、智慧管控系统等。

  整个能源系统改变了以往供电、供气、供冷等各种能源供应单一规划、单一建设、单一运行的独立模式,利用现代信息通信技术、智能技术提高系统管理效率,在系统设计、建设、运行过程中,减少各类能源在分配、转化、存储、消纳等环节的资源浪费。

  (1)能源转化技术:此项技术应用侧重于对一次、二次能源的有效转换,从而使得能源利用价值得到大幅度的提升,其中常见的一次能源既涉及太阳能、风能及生物能等可再生的清洁能源,也包括石油、天然气等不可再生能源,二次能源则主要为电能。

  当前在综合智慧能源系统中应用最为广泛的能源转换技术主要包括以下两种类型:一是太阳能发电技术,二是风电转化技术。

  (2)冷热电三联供CCHP:CCHP由燃气发动机、发电机、热交换器和吸收式冷却器组成。燃气发电机肩负产热和产电功能,而废热将被输送到吸收式冷却器中,并以此产生冷却能。该技术常常应用于建筑物的空调设备,而吸收式制冷机产生的电能与废热之比能够最终靠变化来满足特定的要求。

  (3)热泵技术:在新能源供热技术中,热泵是杰出的代表。其原理是利用制冷系统的热循环过程,将低温热源,如室外空气、循环水或地面热能,传递到高温物体中,用来加热水或采暖。常见的热泵种类有空气源热泵、水源热泵和地源热泵。

  (4)储能技术:当前常用的储能技术包括储热、储气、储电、蓄冷四种。其中,适用于综合能源系统中的储电技术主要为储能电池。

  (5)多能协同优化控制技术:综合能源系统能够为用户更好的提供分布式供能,通过多能协同优化调度策略,提高能源利用率,促进不同能源之间的互补和协调,实现系统整体效能发挥的最大化。返回搜狐,查看更加多

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