综合智慧能源的现状及未来发展研究

发表时间:2021/2/24   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:赵亮 双妙 靳海芬 武洋帆 蒋泽奇
[导读] 摘要:随着我们经济水平的蓬勃发展,电力行业尤其是新能源方向也有了较为明显的发展,但是新能源单一的某种形式又有其自身的不足。
        国核电力规划设计研究院有限公司  北京市海淀区  100095
        摘要:随着我们经济水平的蓬勃发展,电力行业尤其是新能源方向也有了较为明显的发展,但是新能源单一的某种形式又有其自身的不足。综合智慧能源以电为核心,提供电、热、冷、气、水等能源一体化的解决方案,综合智慧能源是能源革命、新一轮电力体制改革和电力新技术、互联网技术结合的产物;是随着可再生能源和分布式能源的发展、能源的协同利用,以及能源体制、管理、理论、技术变革催生出来的一种新产业、新业态;是以用户侧思维主导的新概念;是智慧城市、智慧社区、美丽乡村建设的基础。因此本文主要介绍综合智慧能源目前的状况以及未来的发展方向。
        关键词:综合智慧能源、储能、光伏、风电
        1.前言
        随着传统石化能源的日益枯竭以及环境问题的日趋严重,全球能源正在向高效、清洁、多元化的方向加速转型推进,全球能源供需格局正进入深刻调整的阶段。大部分国家正在积极推进能源转型,大力发展可再生能源。截止2017年底,全球已经有128个国家制定了可再生能源监管及激励政策,以支持可再生能源的投资与发展。随着2016年《巴黎协定》的签署,全球能源转型提速使可再生能源的长期前景更加确定、投资风险降低、投资规模已连续7年超过2000亿美元,2017年全球可再生能源投资达2798亿美元[1]。
        就风电而言,由于风速直接受到大气环流的影响,因而风能对气候变化非常敏感。有研究表明,我国一些地区的风力在下降,且风能资源丰富的地区同时也是下降最严重的地区[2];而光伏产业存在“创新能力不足,补贴依赖度高”等瓶颈问题[3];氢储能同样存在问题是由于其技术成本偏高,配套设施与产业链建设不完善、综合利用率不高等[4]。
        综合智慧能源是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。
        2.实际项目中智慧能源的应用
        以某项目为例,其依托智慧农业工厂,对可再生能源进行综合利用,并结合储能模块构建现代城市农业的智慧生态系统,打造绿色、生态、智慧、可持续发展的现代农业智慧能源示范项目。现场由现代农业大棚、传统农业大棚、农田、办公楼、池塘等构成,按照智慧农业控制策略要求,依托环境监测模块,通过调节照明、通风、供暖设备调节大棚内环境,根据农作物生长需求,定时调节大棚内的环境温度、光照和湿度,着力于将综合智慧能源的理念应用于“能源+农业”创新领域,充分利用太阳能、风能、地热等可再生能源,为智慧农业工厂提供清洁、环保、廉价、充足的能源供应,构建综合智慧能源生态管理系统,为农作物提供适宜可控的全天候生态环境,加速作物生长。
        就其中储能与分布式结合来看,能够解决分布式能源接入配电网后的消纳问题。

在众多的多能互补系统形态中,其作为多能互补分布式能源发电的一种典型形式,位于能源消费末端能够解决分布式光伏高渗透率地接入配电网后的消纳问题,主要由分布式光伏发电系统、气电混合装置、氢储能装置、配电网、燃气网和控制系统等部分组成。
        安装在建筑屋顶、外立面的光伏板充分利用了建筑的特性,在设计阶段把组件相应的荷载考虑进去,采用视觉化效果,也可使建筑看起来美观;在农田里既可以种植农作物,可以充分利用植物间隙来安装组件,从来达到农光互补的效果,而在鱼塘,既可以养鱼养虾来发展养殖业,又可以利用水的浮力作用,安装光伏板使其漂浮在水面,来吸收太阳光;而农业区的生活配套设施也充分利用了起来,比如路灯,既可以利用太阳能,又可以利用风能,不单可以满足路灯本身消耗电量的需求,也可以为其他用电活动储存能量;区间的停车棚安装组件,同时配套相应的充电桩,来解决新能源汽车的充电问题;同时作为综合能源示范项目,服务参观群众的游览车也可以安装组件,来维持缆车本身的运转。
        因此,建设农业综合智慧能源模式,创新能源供给方式,提高了可再生能源消纳比例,促进了综合智慧能源策略在农业领域特别是新型城市农业中的战略地位。
        3.结论与展望
        综合智慧能源集成光伏、风电、储能、沼气等多种能源供给方式,可以改善传统农业靠天吃饭和专业要求高的问题,缓解偏远地区的能源供应、蔬菜供应问题,缓解大型清洁能源基地弃风弃光问题,改善土地贫瘠地区的农业产量问题,改善传统农业劳动力不足问题,改善世界粮食产量不足问题。综合智慧能源在电力系统中的应用前景将越来越广阔,对电力系统安全高效运行、能源互联网创新业态发展将发挥越来越重要的作用。下一步应加强技术的研发创新,建立和完善市场机制,发挥市场在资源优化配置中的决定性作用。
        参考文献:
        [1]He Jiankun:China has made signiifcant contributions to the global action on climate change,[期刊论文] 李鹏辉- 《世界环境》2015年6期
        [2]气候变化下的风能资源评估技术研究进展Research Progress of Wind Energy Resource Assessment Technology under Climate Change [期刊论文] 陈卓, 李霁恒, 郭军红, 李薇,Chen Zhuo, Li Jiheng, Guo Junhong, Li Wei- 《中外能源》2019年7期
        [3]中国光伏产业高质量发展路径思考Thoughts on High-quality Development Path of China's Photovoltaic Industry[期刊论文] 李雷, 郭焱,Li Lei, Guo Yan- 《中外能源》2018年10期
        [4]氢储能技术及其电力行业应用研究综述及展望Review and Prospect of Hydrogen Energy Storage Technology and its Application in Power Industry
        [期刊论文] 刘金朋, 侯焘,LIU Jinpeng, HOU Tao-《电力与能源》2020年2期
 
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