基于安全域的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)儲能優(yōu)化配置

陸欣 石曉偉

摘要：綜合能源優(yōu)化配置是推進我國社會發(fā)展、實現(xiàn)城市建設科技化的重要途徑之一。該文以某區(qū)域的建設為例，針對該區(qū)對綜合能源優(yōu)化配置的規(guī)劃方案和具體流程進行分析，并結合該區(qū)實際情況就如何實現(xiàn)基于綜合能源協(xié)同優(yōu)化發(fā)展策略對該區(qū)配電網(wǎng)的合理規(guī)劃展開討論。

關鍵詞：綜合能源;協(xié)同優(yōu)化;配電網(wǎng)規(guī)劃

1 綜合能源協(xié)同優(yōu)化的基本規(guī)劃內容及新區(qū)情況

一方面，科技不斷充斥我國居民生活中的方方面面，而我國在發(fā)展過程中也不斷進步，逐漸加大對國內能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的重視與支持。隨著智能化電氣設備的普及與豐富，我國居民生活及工作中也平添了許多可能性;另一方面，我國不可再生性能源在我國過去幾十年的發(fā)展過程中使用的數(shù)量較大，而隨著發(fā)展帶來的環(huán)境污染問題愈加嚴重，為此我國對于科技水平的重視程度日漸加深，希望能夠利用智能化科技手段代替不可再生能源，緩解、改善環(huán)境問題的同時保護我國資產(chǎn)資源。

我國《十三五規(guī)劃綱要》中明確指出，我國在未來5年的發(fā)展過程中應重點放在積極建設由“源—網(wǎng)—荷—儲”充分耦合形成的具發(fā)展、集成為互補為一體的能源型互聯(lián)網(wǎng)國家，并將該項目標放置在我國未來發(fā)展過程中的重要位置，通過合理建設綜合能源系統(tǒng)，促使資源協(xié)同優(yōu)化，使我國更富多元化、科技化，利用該系統(tǒng)在滿足我國工業(yè)發(fā)展需求的同時保證我國資源得到合理使用，將資源的利用率發(fā)揮值最大化，達到優(yōu)化能源消費結構的基本目的，為進一步提升我國發(fā)展空間、促使我國堅持走可持續(xù)發(fā)展道路。

2 新區(qū)開展綜合能源協(xié)同優(yōu)化共發(fā)展的基本規(guī)劃策略

2.1 資源協(xié)調發(fā)展規(guī)劃策略的基本目標

區(qū)域內綜合能源協(xié)同優(yōu)化發(fā)展系統(tǒng)是指將電力系統(tǒng)作為整體系統(tǒng)的核心系統(tǒng)，結合現(xiàn)代信息化科學手段，共同為區(qū)域內提供冷、熱、氣、電以及再生能源等多種服務，通過全面促使資源協(xié)同優(yōu)化，共同建立起具“源—網(wǎng)—荷—儲”為一體的完善綜合能源協(xié)同發(fā)展區(qū)域的供給型、服務型系統(tǒng)。通過建立該系統(tǒng)為該區(qū)域內提供長遠且穩(wěn)定的多種資源能量，同時可做到高節(jié)能、高供能，保護環(huán)境的同時將能源效率提升至最高，達到建設節(jié)能環(huán)保型新城市的根本目標。

2.2 資源協(xié)調發(fā)展規(guī)劃設計及模型

結合珠江三角新區(qū)的具體規(guī)劃方案，在對綜合能源協(xié)同優(yōu)化發(fā)展規(guī)劃方案進行設計時可根據(jù)該區(qū)內的具體能源供應額定量、新區(qū)內能源需求量等對該區(qū)進行整體統(tǒng)籌規(guī)劃，確保該規(guī)劃方案符合綜合能源協(xié)同發(fā)展的基本目標。根據(jù)新區(qū)具體特點，可在新區(qū)規(guī)劃區(qū)域內建立相關能源信息平臺、能源輸送系統(tǒng)以及熱能電能供應渠道，將提供能源的光伏發(fā)電系統(tǒng)、風機發(fā)電系統(tǒng)、天然氣供應系統(tǒng)以及水電供應系統(tǒng)所體統(tǒng)的熱能、電能、水能源以及天然氣能源不斷輸送到能源終端，其中包括智能樓區(qū)、公共建筑、居民生活區(qū)以及數(shù)據(jù)中心等，做到全面供應能源的同時智能、實時對能源供應過程進行監(jiān)督和合理規(guī)劃，滿足新區(qū)發(fā)展和需求的同時實現(xiàn)對綜合能源的協(xié)同與優(yōu)化。

2.3 對綜合能源系統(tǒng)的具體規(guī)劃流程

第一，根據(jù)上述中設計的綜合能源協(xié)同優(yōu)化發(fā)展規(guī)劃方案對新區(qū)內的現(xiàn)有電網(wǎng)分布現(xiàn)狀、現(xiàn)有資源需求量和供應量進行具體計算和數(shù)據(jù)分析，通過具體情況對新區(qū)內劃分出部分區(qū)域作為示范區(qū)，對示范區(qū)的電能和其他能源的具體利用條件、使用需求進行分析;第二，根據(jù)區(qū)域特點和分布對示范區(qū)進行網(wǎng)格式劃分，對劃分方法的合理性進行推敲和調整，根據(jù)區(qū)域內的河流、山體等特點合理對網(wǎng)格區(qū)域進行規(guī)劃，保證每個區(qū)域的能源供應相對獨立，同時在開始供應后針對示范區(qū)內的各個網(wǎng)格區(qū)的區(qū)負荷量及綜合能源具體需求量進行實時觀測，定期對觀測的各項數(shù)據(jù)進行對比;第三，在觀測一段時間內需利用GIS系統(tǒng)對網(wǎng)格具體能源利用情況、節(jié)能情況等進行全面評估，并根據(jù)實際狀況對劃分方案進行調整和完善，對區(qū)域制定的約束條件、目標規(guī)劃框架、重要用戶保底方案等進行全面考慮，制定出全面、科學的綜合能源協(xié)調優(yōu)化具體規(guī)劃方案，根據(jù)該方案對各個網(wǎng)格區(qū)在此期間產(chǎn)生的社會效應、經(jīng)濟效應以及各項指標數(shù)據(jù)全面評估，并根據(jù)其目標達成結果確定最終規(guī)劃策略。

3 利用綜合能源協(xié)同優(yōu)化后的配電網(wǎng)具體規(guī)劃策略

3.1 對新區(qū)的供熱電網(wǎng)規(guī)劃方案

結合新區(qū)規(guī)劃方案和“十三五”規(guī)劃方案內容，該區(qū)在針對該區(qū)的熱負荷能量需求制定時確定，該區(qū)在未來至2030年間其最大熱能需求量將達到595t/h。而為了保證該區(qū)在規(guī)劃及發(fā)展中滿足該熱負荷量，結合該區(qū)經(jīng)濟實力分成兩期工程建立電熱聯(lián)產(chǎn)供熱基地，分別為：第一期可建立兩項2×180MW級電熱聯(lián)產(chǎn)項目;第二期可使用兩套2×400MW發(fā)電裝機裝備，兩期的供熱量分別為139t/h和635t/h，兩期電熱聯(lián)產(chǎn)基地可實現(xiàn)對新區(qū)供熱量635t/h，充分滿足新區(qū)整體熱能需求，同時可將多余的熱能供應給新區(qū)周邊，提升新區(qū)發(fā)展速率。

3.2 對新區(qū)的風能、光能協(xié)同供電規(guī)劃方案

擬在新區(qū)主干道路鳳凰大道和景觀大道路兩側建設風光一體化路燈。采用高壓鈉燈照明的路面照度按30Lx考慮的6車道主干道的照明功率密度值不應大于1.05W/m2。示范區(qū)主干道路長度約46km，按主干道紅線寬度40m估算道路面積約184萬m2，路燈總功耗約為1.93MW，風能和光能約占10%，其余主網(wǎng)電源補充。

3.3 溴化鋰制冷系統(tǒng)規(guī)劃法方案

考慮園區(qū)綜合能源實際情況，能源站采用燃氣內燃機，其特點為發(fā)電效率高，設備集成度高。其發(fā)電效率通常在30%～40%之間。排出的高溫煙氣進入吸收式制冷機，消耗夜間的低谷電能，利用溴化鋰及冰水相變潛熱進行能量的儲存，白天用電高峰期釋放出冷量。利用峰谷電價差，在電價較低的谷時段蓄冷，在電價較高的峰時段釋放冷量，降低系統(tǒng)運行綜合成本，協(xié)助電網(wǎng)公司消峰填谷，提高綜合能源系統(tǒng)利用效率。

4 結語

結合綜合能源協(xié)同優(yōu)化整體理念和新區(qū)實際狀況，將該區(qū)內能源需求量和能源供應量作為對該區(qū)統(tǒng)籌規(guī)劃的先決條件，根據(jù)新區(qū)規(guī)劃建設在該區(qū)內規(guī)劃建立相關系統(tǒng)信息平臺和數(shù)據(jù)處理中心，通過建立系統(tǒng)化、全面化的能源供應，基于該協(xié)同優(yōu)化規(guī)劃方案合理規(guī)劃區(qū)域電網(wǎng)，利用制冷技術、電熱聯(lián)產(chǎn)技術以及風能光能協(xié)同技術共同為該區(qū)域供應綜合能源，進一步達到節(jié)能、長遠發(fā)展的根本目標。

參考文獻

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