不懂这些,还怎么聊分布式能源系统

不懂这些,还怎么聊分布式能源系统

大到工业、商业园区,小到每家每户,再到与我们生活息息相关的社区、学校和医院等,都需要可持续的能源供应。

那么,怎样才能让大家方便地用上绿色环保且安全稳定的电呢?工程师们也是操碎了心。终于,他们开发出了分布式能源系统(Distributed energy systems,简称DES),来解决这些问题。

近一点,再近一点

目前,全球大部分地区电力供应的基本模式是集中式供电。电从“在山的那边,海的那边”的大型集中式电厂生产,通过高压输电线路翻山越岭来到变电站,在那里降压后再通过本地配电网到达千家万户。

集中式电厂可以离咱家多远呢?西门子参与建设的全球首条1100kV高压直流输电线路能将在新疆昌吉产生的电力输送到3300公里外的安徽古泉,也是厉害了!

而分布式能源系统跟这种传统模式完全相反,它使用分布式发电,简单来说,就是“在哪儿用电,就在哪儿发电”。

其实,这种模式也不是近几年才有的。1879年初,西门子就接到了一笔来自清政府的“照明设备”订单。西门子提供了一台10马力的蒸汽发电机,用于上海港的照明,大大提高了港口的工作效率。

不懂这些,还怎么聊分布式能源系统

几百年过去,现代的分布式发电依然贴近用户,而且变得更先进、智能。现在,人们不仅可以利用天然气发电,还能综合利用太阳能、风能、生物质等可再生能源,以更加高效环保的方式源源不断地生产电力。

分布式发电设备与相应的能源管理解决方案有机结合起来就形成了一个最简单的分布式能源系统单元。再给大家正经、严肃地解释一下这个概念:分布式能源系统是以天然气、生物质能、太阳能、风能和其它可再生的清洁能源为一次能源,在用户现场或靠近用户现场的小型或微型独立输出电和热(冷)能的系统

不懂这些,还怎么聊分布式能源系统

一般来说,在一个简单的分布式能源系统单元中,发电设备产生的电力可以直接通过配电网到达用电端,可以说是非常直接便利了!

为了更好地管理区域内各种分布式发电资源或一次管理多个能源系统,让大家每时每刻都能愉快地用电,神奇的微电网就诞生了。分布式发电设备、储能设备、负荷与包括微电网管理技术等在内的能源管理解决方案相结合就形成了微网能源系统

微电网就像区域内各个发电资源或系统的“指导员”。面对“任性”的不同种类的能源,微电网能够借助数字技术并配合储能设备,完成对冷、热、电的调度和控制,最终实现能源供应、储能和能源需求之间的平衡。这样一来,达成内部平衡的能源系统就可以通过单个耦合点与主电网连接,避免了对主电网的冲击。

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结合能源管理技术,微电网的运行模式也是非常灵活的。根据用户的需要,它既可以接入主电网,又可以离网独立运行。当接入主电网时,它可以向电力不足的主电网输送电力,也可以从电力充足的主电网那里获得多余电力。而当它与主电网断开,就会以孤岛模式运行。在孤岛模式下,微电网可以为远离主电网的区域(如山区)提供电力。

其实,分布式能源系统已经默默走进了我们的日常生活。无论是办公楼、酒店、超市等商业建筑,学校、医院、游乐园等公共场所,还是工业园区、住宅区、农村、军事基地等,都是分布式能源系统的主要应用场景。分布式能源系统可以离你很近很近,就在你身边,支撑每一份由电力为你带来的小幸福。

重要的优点讲四个

首先,分布式能源系统的基本运行模式是“自发自用,余电上网”,通俗点说就是消费者翻身做主人啦!

例如,我们以前都是“用电—交电费—用电”的模式,然而现在不一样了!如果你家的小区用上了分布式能源系统,那就可以用上小区自己发的电。而且,如果今天的电发多了,就可以将部分电力卖给电网。这样一来,用户的用电成本变低,岂不是美滋滋?

其次,如果小区用上分布式能源系统以后得到的可不只是电而已。

由于分布式能源系统在发电时采用热电联产,燃气轮机机组发电产生的热量可以被蒸汽轮机机组再次利用,而在被用过两轮以后,剩下的热量还可以用来供热和供冷,相当于冷热电三联供,一举三得,是不是棒棒哒!

由于分布式能源系统就部署在用户附近,所以避免了恶劣天气等对远距离输电的影响,安全可靠。

而如果用电端采用的是分布式能源系统配合主电网的能源模式,那么一旦主电网出现故障,微电网就可以立刻脱离主电网,采用自主供电,恢复电力。

最后,由于发电时多使用清洁能源或可再生能源,分布式能源系统是非常环境友好的。

我很牛,而且我牛得很全面

知道了分布式能源系统的这么多好处,那分布式能源系统到底怎么建呀?

身为一篇不做作的广告帖,接下来小编就给大家讲讲西门子是怎么助力合作伙伴建立分布式能源系统的。

谦虚地说,西门子是世界上唯一一家产品覆盖从发电端到能源管理端的完整分布式能源系统的公司

在发电端,西门子可以为小规模发电项目(如独栋楼宇)提供灵活可靠的燃气内燃机,也可以凭借高效的小型燃气轮机、小型蒸汽轮机和配套发电机,助力客户建造联合循环和热电联产电厂,实现高能效与环境友好。同时,针对可再生能源发电,西门子不但能为太阳能光伏解决方案提供变压器、配电柜等组件,也能提供风力发电和生物质发电的相关产品。

说到西门子在分布式发电领域的拳头产品,一定不能不提SGT-800型燃气轮机。由于出色的效率和高可靠性,SGT-800型燃气轮机非常适合联合循环应用以及热电联产,燃料利用率更可以高达80%以上。它的高可用性、高效率和低排放的特点也让它的生命周期成本更低,且更加环境友好,实为分布式发电项目不可或缺的佳品!

电生产出来后,要如何让用户用得放心呢?这就要依靠高效的能源管理啦!

西门子功能强大的Spectrum Power分布式微网管理系统能“眼观六路”,实现对整个系统的全天候监控。它还能根据时长、阶梯能源价格、对冷热电负荷的预测等完成资源调配,达到总能源成本最低,并自动消减超出限值的光伏或风能,保持系统稳定性。

目前,西门子的微电网自动化和数字化技术已经应用在了很多地方。举几个高大上的例子:西门子已经与 LO3能源公司携手,为纽约布鲁克林的一个社区提供了基于区块链技术的微电网系统,让社区能够自己计量用电和发电量,并通过自动拍卖来决定为每千瓦时的电力支付多少钱。

不懂这些,还怎么聊分布式能源系统

不过,你可不要以为微电网只能建在城市或者郊区,在先进管理系统的帮助下,微电网虽然暂时还上不了天,但也能建到海拔很高的地方。

在中国,西门子为在西藏的目前国内规模最大、海拔最高的离网型能源系统工程中的光伏电站提供了Spectrum Power分布式微网管理系统,实现了对太阳能发电装置、储能和柴油发电装置的协调、优化以及能源管理。在项目中,所有微电网内设备均可远程启动和控制,并配有自动调节模式,这让变电站只需1人值班就可解决所有问题。此外,系统还可以预测极端天气,并制定发电计划,将所有储能设备提前充满,保证微电网持续供电。

说了这么多,其实西门子的完整分布式能源系统解决方案也早有应用了。

目前,它已成功应用在美国纽约市的布朗克斯(Bronx)区,并带来了切实的好处。该区域内包括35栋建筑、14000个公寓,共计约6万名居民。西门子为布朗克斯区提供了热电联产系统、DCS控制系统以及微电网控制系统,可为区域灵活供电、供热和制冷。通过采用西门子的分布式能源系统解决方案,不仅电厂的投资回报期小于五年,布朗克斯区所购电力的温室气体排放和燃油消耗也降低了50% 以上。

总而言之,跟西门子携手,小伙伴们就可以愉快地搭建分布式能源系统啦!更愉快的是,如果采用来自同一公司的系统集成方案,不仅系统各个部分之间能实现无缝连接、完美兼容,而且与客户的接口也只有一个,大大方便了项目实施,省心省力。

最后,我们再来回顾一下文章主旨:分布式能源好啊!它让光和热更近一点,也让舒适的生活离你更近一点。

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