江蘇厚景科技有限公司創(chuàng)始人兼董事長宋鴻景先生分享《直流微電網(wǎng)在新型電力系統(tǒng)中的核心價(jià)值與實(shí)踐》。
以下為現(xiàn)場速記:
宋鴻景:感謝各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家!今天非常榮幸能有機(jī)會(huì)跟大家在這里分享未來能源變革的關(guān)鍵,直流微電網(wǎng)在新型電力系統(tǒng)中的價(jià)值與實(shí)踐,今天處在世界能源轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵點(diǎn)上,現(xiàn)在處于能源深刻變革的關(guān)鍵時(shí)期,匯報(bào)有幾個(gè)方向:
第一,高比例新能源并網(wǎng)條件下面對的行業(yè)挑戰(zhàn)。
第二直流微電網(wǎng)怎么頗具。采用什么技術(shù)架構(gòu)。
第三是實(shí)踐應(yīng)用。
第四是戰(zhàn)略展望。
第一個(gè)是新能源高比例并網(wǎng),截至2026年6月30日目前電力總裝機(jī)量40.4億千瓦,風(fēng)光新能源占了19.51億千瓦時(shí),新能源作為半壁江山的主力項(xiàng),預(yù)測2030年會(huì)超過50%,這個(gè)節(jié)奏還會(huì)提前。傳統(tǒng)的新能源作為能源的補(bǔ)充,今天作為主力,傳統(tǒng)的火電集中供電由源隨荷動(dòng)轉(zhuǎn)向今天的源網(wǎng)荷儲(chǔ),新能源裝機(jī)比例面臨一個(gè)問題,今天的火電機(jī)組雖然采用最新技術(shù)的改造,調(diào)峰降到15%—20%,市面上接近30%—35%,逼近當(dāng)前火力發(fā)電機(jī)的極限,再往下低會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)不穩(wěn)定。單純的火電和新能源的并網(wǎng)比例已經(jīng)到達(dá)了極限程度。
再來看一組數(shù)據(jù),剛才講了新能源裝機(jī)容量半邊天,48.3%,但是從上半年6月30日用電的數(shù)據(jù)來看,上半年全國總用電5.1萬千瓦時(shí),其中風(fēng)光用電2.15千瓦時(shí),半壁江山的發(fā)電量只有24.6%,工商業(yè)自發(fā)自用率65%—75%,光伏和風(fēng)電發(fā)的很多能量沒有真正用在負(fù)荷消納端,消納是一個(gè)重要的問題。今天分布式能源的爆發(fā)式增長,已經(jīng)超過了消納的升級速度。
總結(jié)起來三大核心矛盾,一是電源結(jié)構(gòu)的矛盾第二是火電調(diào)節(jié)的矛盾,第三是消納的矛盾,過去把傳統(tǒng)的集中調(diào)度轉(zhuǎn)變?yōu)楸镜氐脑淳W(wǎng)荷儲(chǔ)的脅從,就地消納,從而解決分布式電網(wǎng)波動(dòng)消納的問題。這是傳統(tǒng)的交流電網(wǎng)的存在挑戰(zhàn)。
接下來看看直流微電網(wǎng),怎么解決當(dāng)前消納和分布式的痛點(diǎn),直流微電網(wǎng)作為新型電力系統(tǒng)的細(xì)胞單元,既有極致的能耗,減少了多次AC轉(zhuǎn)DC的環(huán)節(jié),整體能耗提升,第二,高可靠性供電,有多元的供電,光伏儲(chǔ)能充電樁設(shè)備之間的維持設(shè)備安全性,直流并網(wǎng)更簡單,我只需要直流電壓保持一致可以快速并網(wǎng)。第三,特色是特別適合多元協(xié)同的概念。第四是經(jīng)濟(jì)價(jià)值,我們把風(fēng)電消納再提高一個(gè)部分,這種情況下相當(dāng)于提高了整個(gè)投資收益。
這地方列了兩個(gè)經(jīng)典的價(jià)值,第一個(gè),英偉達(dá)提出800伏的直流條件下,從綜合效率、能耗,數(shù)據(jù)中心原來AC轉(zhuǎn)DC,經(jīng)過了很多次轉(zhuǎn)化,這是根據(jù)臺(tái)達(dá)最新在數(shù)據(jù)中心的核心價(jià)值,節(jié)能、降耗、高可靠性領(lǐng)域。
第二部分是施行,保證負(fù)載的不掉電,通過設(shè)備構(gòu)建提升可靠性,從根本上解決多能融合之間并網(wǎng)較電同頻同向斜坡的問題,更重要的是電力設(shè)施的安全氣囊。
關(guān)鍵是怎么實(shí)現(xiàn)目標(biāo),就是技術(shù)架構(gòu)。第一是光儲(chǔ)直柔標(biāo)桿產(chǎn)品和生態(tài)基石,第二儲(chǔ)能也可以接到母線上,包括充電樁,右邊借助配電375,包括小風(fēng)扇,包括筆記本,統(tǒng)一連到母線上,再跟電網(wǎng)通過AC轉(zhuǎn)DC實(shí)現(xiàn),這個(gè)地方普通的工商業(yè)大部分是380,通過并網(wǎng)柜,形成微網(wǎng)的解決方案。有幾個(gè)特色,開放式自組網(wǎng),首先設(shè)備不依賴于通信建立組網(wǎng)的技術(shù),沒有通信條件下,這些設(shè)備通過自己維持運(yùn)行,通信是有一定的缺陷性,掉線了之后要保證設(shè)備可靠性,極簡的系統(tǒng),一站式解決方案,如果直流微電網(wǎng)本身提高能效,10千伏轉(zhuǎn)到380一側(cè)還是有一個(gè)共性變壓器,假設(shè)說建立全直流的電壓組,很多廠家今年固態(tài)變壓器非常熱,如果建立數(shù)據(jù)中心,必須匹配光伏、儲(chǔ)能甚至直流配電照明,因?yàn)槠髽I(yè)里面還有電梯、空調(diào)、照明這些負(fù)荷設(shè)備,這些設(shè)備也要建,截至現(xiàn)在,除了變壓器沒有商業(yè)化,已經(jīng)建立了全直流的產(chǎn)品完整解決方案。
底層架構(gòu)怎么來,分成三個(gè)架構(gòu),第一個(gè)部分是終端層,物理設(shè)備,包括核心的電子設(shè)備變換器,第二是邊緣層,局部微網(wǎng)做的快速設(shè)備,第三層就是剛才協(xié)鑫領(lǐng)導(dǎo)提到的AI算法的能源管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的智能管理等等,可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理和收益最大化,我的邊緣控制器可以保證底層可靠性和穩(wěn)定性,這是整個(gè)云邊端三層架構(gòu)體系,構(gòu)成微電網(wǎng)的底層架構(gòu)。
能源管理系統(tǒng)我就不介紹了,剛才嘉賓講了很多這個(gè)部分。這個(gè)是一個(gè)產(chǎn)品整體的圖片,現(xiàn)在分布式微網(wǎng)有幾種應(yīng)用場景,第一個(gè)可以放在屋頂上的,IP65的,集中在60和120,跟現(xiàn)在交流的比較匹配,可以說跟現(xiàn)在交流阻力無縫對比,第二是集中式的解決方案,這種解決方案基本上到0.5個(gè)平米500千瓦的功率密度,通過多模塊堆疊,圖片上的這種,很多個(gè)模塊,包括光伏、儲(chǔ)能、AC轉(zhuǎn)DC等等,做成標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一尺寸,通過模塊的選擇來適應(yīng)不同的工程場景。
剛剛提到一個(gè)問題,直流微電網(wǎng)怎么可靠,電力設(shè)備都有風(fēng)險(xiǎn),怎么做的?有幾個(gè)方面,第一,從期間選型的角度,采用車規(guī)級的產(chǎn)品,第二,熱模型,這個(gè)設(shè)備能夠支持40度到80度都不會(huì)停機(jī),實(shí)現(xiàn)任何情況下,惡劣情況下維持最大的待載能力,第三,單個(gè)模塊壞掉了怎么辦,即使壞掉了,我這個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)在線維護(hù),即插即用,現(xiàn)在所有的模塊都可以在線維度不斷電,因?yàn)橹绷麟娋W(wǎng)一旦上來之后要檢修和停電客戶是非常不允許的,我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初這方面做了非常多的功課,甚至這個(gè)模塊采用露臉式的場景,有很多灰時(shí)間長會(huì)堵住進(jìn)風(fēng)口,這種情況下定期巡檢的時(shí)候可以看到這個(gè)設(shè)備是不是風(fēng)機(jī)堵住了,我用普通的吸塵器就可以解決掉,不用廠家專門維護(hù)。
下一個(gè)部分是應(yīng)用案例,從交流到直流能源的革命,重建能源架構(gòu)的體系,目前我們主要用在零碳建筑,一個(gè)小的建筑樓宇,采用全直流供電,第二是關(guān)于園區(qū)部分,很多園區(qū)目前交直流混合微網(wǎng)局部做了交流局部做了直流。零碳交通,交通行業(yè)是非常適合智能微網(wǎng)的應(yīng)用場景,光伏、儲(chǔ)能、充電樁天然是純直流的東西,為什么要交流取電,光伏的電直接用于充電樁,比傳統(tǒng)的高很多,第二,光伏場景整體的線也是節(jié)約成本的環(huán)節(jié),算力中心肯定是未來的主要方向,算力系統(tǒng)英偉達(dá)服務(wù)器,全球都在往算力靠。
總結(jié)交流化直流微電網(wǎng),減少直流轉(zhuǎn)化的路徑,把光伏、儲(chǔ)能、充電樁等多能融合,作為新型電力系統(tǒng)推動(dòng)消納。
我們有一些現(xiàn)場,比如說數(shù)字化的研發(fā)中心,安徽零殘專家樓,包括深圳沙井供電局,90%以上采用綠電,多余的電量,光伏的電直接負(fù)載消耗,負(fù)載用不了的時(shí)候存在儲(chǔ)能里面,儲(chǔ)能里面存在消耗不掉的情況下回到交流電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)余電的消耗,系統(tǒng)用起來節(jié)能效果還是比較明顯的。尤其在蘇州奧萊維研發(fā)中心,加了直流之后可以做調(diào)光,可以最大地節(jié)約能效。
在機(jī)場做了一些探索,今年我們有非常多頭部的項(xiàng)目,也在推直流這個(gè)方向,這個(gè)地方在無錫機(jī)場商用二期項(xiàng)目里面?zhèn)瞬糠值墓鈨?chǔ)直柔,現(xiàn)在做的沒有公開,單機(jī)容量超過3GW采用全直流,航站樓、空調(diào)、照明全部全直流。第二關(guān)于高鐵站也是非常好的應(yīng)用場景,包括充電設(shè)施。右邊是深圳的彩虹橋光儲(chǔ)充一體化解決方案,這幾個(gè)場景都是比較熱門和主力的,尤其在新建的場所考慮新型電力系統(tǒng)結(jié)果全直流的供電解決方案。
最后一部分是戰(zhàn)略展望,包括前面的專家提了很多挑戰(zhàn)和標(biāo)準(zhǔn),雖然已經(jīng)有團(tuán)標(biāo)了,但是團(tuán)標(biāo)僅僅是團(tuán)標(biāo),有標(biāo)可用但是無標(biāo)可依,包括市場機(jī)制、投資回報(bào)不清晰等等,依靠單一的電價(jià)結(jié)算方式。未來的趨勢,包括AI模型這部分的算電協(xié)同提高經(jīng)濟(jì)收益,第二,虛擬電廠。第三,商業(yè)變革,直流微電網(wǎng)短期來說成為不了一種趨勢,但是它可能會(huì)成為一種場景,比如說在剛剛講的光儲(chǔ)充一體化,重卡換電、數(shù)據(jù)中心、礦山以往可能會(huì)出現(xiàn)生態(tài)鏈的整合,戰(zhàn)略的部分建議,我們是一個(gè)比較開放的,希望加快體系建設(shè)跟產(chǎn)學(xué)研深度協(xié)同,剛才提到現(xiàn)在人才比較缺乏做新型電力系統(tǒng),包括和地方政府合作,直流微電網(wǎng)很大一部分需要政府支持,我們也希望作為一個(gè)技術(shù)的引入方跟地方政府合作,我們提供技術(shù),地方政府提供場景,共同協(xié)作戰(zhàn)略的合作。
最后我簡單介紹一下我們公司,我們公司是2022年底成立,今年才第四年,公司整個(gè)是專注于直流微電網(wǎng)零碳解決方案,構(gòu)建了全站的自主研發(fā)能力。公司擁有完整的研發(fā)、生產(chǎn)、制造體系,核心骨干也有十多年來自頭部一線企業(yè)。
最后我們公司的愿景,希望能成為直流微電網(wǎng)的一個(gè)行業(yè)頭部的供應(yīng)商,我們對客戶的價(jià)值,其中一條是開放協(xié)作,不管是跟高校的合作還是跟地方政府的合作,我們希望達(dá)到一個(gè)共同進(jìn)步的目標(biāo)。
感謝大家!
責(zé)任編輯: 張磊