智慧赋能 思考能源未来时……

    


未来能源发展,所向何方?清洁化、智能化、高效化,已成发展大势。而随着可再生能源的大规模应用,互联网、物联网等信息技术的不断成熟,“互联网+能源”的多场景应用落地,正在成为很多能源企业的普遍实践。

作为装备制造业创新发展的先行者,上海电气曾经创造了中国装备制造的无数第一,把对火电“高能效、低排放”资源利用效率的追求做到了极致。而今,在绿色清洁能源的新发展理念引领下,上海电气正加速从煤电、气电、核电等传统能源向太阳能发电、风电、生物质发电等新能源领域转型。数据显示,2014年集团新能源订单仅占当年新接订单2成不到,而截止到目前,2020年新能源订单占当年新接能源订单近7成。“互联网+”时代下的智慧能源已蓄势而发,为驱动上海电气乃至整个行业变革注入强劲的新动能。


大数据赋能开启智慧能源新时代


开展首批智能化示范煤矿建设、构建智慧能源网……今年以来,“新基建”为能源产业开辟出新的发展空间和新的经济增长点,政策密集部署、各方积极响应,企业主动布局,智慧能源建设掀起一轮热潮。

为适应新形势下能源消费革命,践行绿色能源发展理念,实现能源消耗精准管理,提升社会综合能效水平,上海电气打造了基于人工智能的能源互联网综合管理云平台,以实现综合能源系统“源-网-荷-储”的综合协调优化和系统优化设计,通过能源物联网数据采集与通信、多能互补系统能量管理、大数据存储与可视化、开展预测性维护和健康度评估、状态估计与故障诊断、多时间尺度预测技术等平台功能,切实响应企业和政府在分布式能源集成、能源管理、数据分析、能耗监测、运维服务、资产管理、节能监管、能源交易等方面的需求。


打开绿色工厂“能源魔盒”


沿着黄浦江,溯流而上,在上海西南角,老闵行工业基地“四大金刚”扎根江畔70多年,承载着上海近代工业文明。走进依江而建的工业园区,郁郁葱葱的香樟树高耸挺拔,如华盖般遮掩着制造工厂里的钢筋铁骨。在这里,鸟语花香、生机盎然,国家级“绿色工厂”名副其实。

此次在上海电机厂园区打造的智慧能源示范项目,无疑为这座花园工厂再添一道美观、实用的绿色能源风景线。除了契合了企业绿色环保的发展理念,更为这个花园工厂平添了几分科技感和时代感。

7月3日,在上海电气闵行基地上海电机厂园区内,由上海电气集团与国网上海电力公司联合出资建设的闵行工业区智慧能源示范项目(一期)正式竣工。这是为上海电机厂园区量身打造的集“风、光、储、充、控”以及绿色智慧分布式、微电网系统于一体的综合能源解决方案示范项目。

至此,这个融汇了能源创造者智慧与探索的闵行工业区智慧能源示范项目,从构想、图纸变成了真正的现实。2019年9月,在该项目策划之初,项目公司上海聚脉能源科技有限公司便坚持以降低城市能耗为目标,协同满足生态环保等需求,致力于通过技术进步和模式创新实现以可再生能源、储能为代表的清洁、智慧能源全面应用,在用户侧构建“风、光、储、充、控”结合的智能微电网。在满足用能可靠性的同时,减少企业能耗及用电成本,为园区员工绿色出行提供便利。

在项目用户单位上海电机厂总经理乔银平看来,上海电机厂长期以来就是传统能源制造单位,如何在新时代让企业用能更加高效、绿色、清洁、环保,一直是困扰企业的痛点。

在项目设计阶段,上海电气电站集团充分考虑了客户用能需求、用能特点及环保需求,结合当地可再生能源、地理环境、电网荷载及电能质量评估,通过对各类新能源发电设备、用能设备选型及容量配置,以确保满足客户多样化用能需求。

在发电侧,结合薄膜光伏弱光性能好,多晶硅光伏价格实惠,风力发电机可弥补光伏发电时段限制特点,企业因地制宜布置各类新能源发电产品,优化厂区内用电结构。该项目由6个子单元组成,包括35kV站储能系统、2号停车场“风光储充”系统、3号停车场“光充”系统、上发整浸车间屋顶光伏发电系统、上海电机厂新线圈车间屋顶光伏发电系统、福伊特主厂房屋顶光伏发电系统。这6个子单元独立运行,并依托于数据收集手段输入至上海电气自主开发的智慧能源管理平台。这套“六脉神剑”打下来,可以实现6个方面功效:·

提高了可再生能源使用率,优化了工业园区能源结构;

与工业园区高度融合,和谐发展,量身定制了解决方案;

构建了停车棚光储充系统,解决员工“绿色”出行难点;

采用智慧能源技术降低企业能耗和成本,实现园区企业共赢;

削峰填谷、需量控制,降低用电成本,提高供电可靠性,同时探索了用户侧储能参与需求侧管理;

实现了低碳绿色园区智慧能源商业模式示范。上海电机厂不仅是该示范项目用户单位,也是该工程的维保单位,可以发挥自身专业特长,全面服务于项目巡检、维护、保养等,在保障园区电力供应可靠性的同时,确保该示范项目安全、经济、稳定运行。

这一项目实现了从平台到产品、从解决方案到系统集成、从EPC到后期运行维护的转型,集中展示了上海电气在新能源、智慧能源领域发展的最新成果。

依托上海电气装备制造优势,该项目超过80%以上的设备均为上海电气内部配套,其中包括了上海电气国轩的储能设备、上海电气参股的德国曼兹CIGS薄膜光伏组件、上海电气分布式能源梯次利用储能系统及能源管理系统、上海电气输配电集团的输配电设备等,真正意义上实现了上海电气新能源板块由设备销售商向一体化方案提供商转型的积极实践。

上海电气电站集团副总裁袁毅表示,项目在商业策划之初,就要求在商业和经济可行性方面要拿得出“硬通货”。有可靠的投资回报,才是立项的硬道理。

数据最具说服力,投运前的试运营一个月内,即使受上海黄梅天阴雨影响,整套系统仍然交出了亮眼“答卷”。光伏发电量超过8万度,储能系统充电超过55万度,放电超过48万度。

所有发电量均由厂区自发自用、就近消纳。根据测算年均发电量约为215万度来算,对企业节能降费来讲,是一笔相当可喜的经济收益。

储能系统通过削峰填谷的形式,在电价谷段和平段进行充电,等到了峰段进行放电,整个过程采用两充两放策略。根据上海现行电价,上海电机厂园区夏季峰段电价为1.088元,平段电价为0.66元,而谷段电价只有0.239元。通过谷电峰用可以降低很大一部分用电成本。据测算,该示范项目光伏系统预计未来每年可节约标准煤约665吨,减少二氧化碳排放约1760吨,减少有害气体排放约1.8吨,绿色效益也相当可观。6套系统合一,上海电气能源管理系统既打通了高能耗企业节能降费的命脉,又展示了一套可为未来更多现代化工业园区提供个性化智慧能源组合的系统解决方案,为多元化、多层次、多渠道开拓智慧能源市场进行了有益的探索与实践。


小而美的乡村“智能微电网”


从电站集团出发到崇明三星镇新安村,需要2.5小时车程。电站集团储能及燃料电池事业部项目经理王敬红介绍,这是一个“小而美”的新能源项目,与长周期的传统电站工程完全不同。这个项目节奏快、思路新,对于能源转型发展、对接新农村建设,是一次重大突破。

到达长江隧桥后,离新安村还有一小时车程。进入乡村公路,农户墙上的海棠花图案格外吸睛,原来崇明每个镇都有自己的花卉标志,而海棠花就是三星镇的标志。公路两边还有一群群山羊的雕塑,这里的路灯装有光伏板,印有上海电气LOGO的道旗迎风飘扬。上海电气三星田园“风光储充”示范项目就座落于此。

这是一个与众不同的的智慧能源项目,它隐藏在一个园区内,与周边环境融为一体。整个园区拥有农业土

地5000亩,园区核心区三星田园综合体已建成,主要有综合管理中心、海棠左岸、博士工作站、百蔬园、污染治理示范点等。上海电气打造的智慧能源只是其中的一部分。

在村委会、农户楼顶上,均有不同类型的光伏板,园区内还有风机、薄膜光伏、充电桩和储能电池系统等设施。这里作为一个落实乡村振兴战略的示范点,吸引了众多媒体的采访。2019年1月6日,第十二届中国产学研合作创新大会在京举行,认定上海市崇明区三星镇为2018中国产学研合作示范镇。

在名为“电气苑”的小楼里,藏着集“风光充储”于一体微电网的“智慧大脑”。在集控大屏上清楚地显示,这个项目有“并网”和“离网”两种方式,并网系统采用“自发自用,余电上网”模式,增加社区收入。离网系统主要有薄膜光伏和小型风机等组成,不上海电机厂网,用电时可以采用比较灵活的组合。

崇明区正在进行世界生态岛建设,对环保要求很高,三星微电网采用100%可再生能源发电,构建零碳社区。微电网主要有三层架构,一是发电层,主要有晶硅光伏等;二是配电层,增加储能电池系统,平滑光伏功率,实现削峰填谷,保证电网稳定运行;三是用电层,通过能源管理系统,管控用电端配备照明系统、充电桩等公共设施。

该项目于2018年5月12日启动, 2018年12月24日实现并网。项目设备的80%由上海电气业内配套,主要涉及输配电集团、电气国轩、上海电机厂富士、曼兹等。应该说,这在新能源领域是一次全新的探索。

通过综合管理平台或者手机APP,能实时看到电网运行情况。新安村民率先用上了清洁能源,实现零碳排放。同时,光伏板装在村民的房顶上,是采用租赁的方式,每块光伏板每年都有租金,让村民有一笔额外的收入。技术创新之下,上海电气在智慧能源发展的引领之势正在显现。

在项目执行过程中,上海电气提出了村民既是电力的生产者又是消费者的观点,得到了当地政府和企业的高度认可。并且,还得到了国家电网的大力支持,解决了农村电网的痛点和难点。

据了解,农村处于末端电网,电能质量差,电气化水平低。为配合三星微电网项目的余电上网,国家电网公司对三星镇的末端电网、变电器等进行了改造。而上海电气也通过自主研发的电能质量综合治理系统,采用先进的无功补偿等技术,优化电网末端电能质量,满足高可靠性供电需求,实现微网最优运行。事实上,这个“小而美”的项目,已形成了多方共赢的局面。



8MW“黑启动”点亮奇迹



“技术实力领跑全球”日本媒体曾这样评价中国的新能源产业。十多年来,光伏、风能行业的很多核心技术都是由中国的企业率先探索或投入大规模使用。上海电气风电集团,正是这股领跑新能源产业发展力量中的先行者。

6月8日,电气人的朋友圈里都在刷着“国内首台8MW海上风机‘黑启动’发电成功”的消息。风机的“黑启动”在此前有的成功的案例寥寥可数,而这么大兆瓦的风机“黑启动”,在此前尚无先例,就在准备“黑启动”的前一天,还是有很多技术大咖不看好能够成功。

“其实,我们开始也没想要做个这么大的智慧能源示范工程,只是想为8MW海上风机寻找一个样机机位点。没成想,后来厂房屋顶光伏、锂电池储能、钒液流储能、智能微网的概念和元素不断拓展和加入,成为了工业园‘能源互联网+’的上海电气方案,做着做着就做成了一个超级工程。”当聊起做这个超级项目的初衷时,上海电气风电集团广东分公司总工程师、汕头智慧能源示范项目的技术经理彭明带着几分成功后的云淡风轻。

两台海上风机怎么演变成“风光储充荷”一体的智慧能源项目的呢?答案是“滚雪球”。

当得知风电集团在广东汕头的计划后,上海电气集团领导有了一个更宏伟的想法。广东汕头地处亚热带,风、光等可再生资源丰富,产业园区用电负荷大,是增量配电网和可再生能源渗透的典型场景,是不是可以将上海电气在综合能源领域的优势充分发挥出来,树立一个上海电气集团在未来能源发展格局中的示范项目呢?

上海电气集团各路技术专家们开了个研讨会,果然有了新的火花。于是一个构建风、光、储、充一体,网-源-荷-储综合管理,“自发自用、余电上网”,高比例可再生能源渗透的同时,保证严苛的供电可靠性和电能质量的智慧能源示范项目雏形就形成了。经过风电、输配电、电气国轩、中央研究院四方共同研究完善,智慧能源项目蓝图也愈发清晰、成熟。这也为打造全国最大的智慧能源示范项目积攒了足够的底气。

汕头基地集智慧能源项目和智能制造为一体,该基地汲取了亚洲最先进的智能制造基地“莆田基地”的成功经验,基于“工业4.0+能源4.0”模式打造更为现代的海上风电智能制造基地。5G、工业互联网、大数据、智能制造、智慧能源等“新基建”的风口在此成功叠加,使得汕头基地注定“出道即巅峰”。

汕头基地是风电集团重点打造的海上风电智能制造基地,其厂房设计和产线规划兼顾未来成长性,具备15MW海上风机生产能力,远超当前全球最大14MW海上风机的生产能力。

大规格产能对厂房承重结构提出了空前的挑战。通过各方协调,风电集团与中央研究院联手,一举攻克了钢结构施工难题。这也为汕头基地建设扫除了技术障碍。值得一提的是,本次攻克的技术难题也得到了业界高度认可,斩获业界顶级奖项“金钢奖”。

可以说,这次项目的成功,不仅是单个项目的胜利,更是上海电气集团旗下各产业协同作战的一次“团战”胜利;不仅是中国海上风电领域的一个里程碑,也是中国新能源史上的一个新奇迹。

智慧能源项目、汕头基地“绝代双骄”的故事告一段落,但上海电气“汕头故事”才刚刚开始。上海电气风电集团与华为、中国移动签署了合作协议,“5G+智慧能源”“5G+智慧风场”的合作序章正逐渐掀开,广东海上风电市场潜力巨大,汕头基地将在保交付中书写新的故事。未来的海上风电故事,将由你我共同续写。

展望未来,在物联网和人工智能加持下,上海电气将依托智慧能源系统集成化优势,抢抓后疫情时代在线新经济机遇,加速产业数字化转型,加快促进能源产业智慧升级。

正如上海电气集团党委副书记、总裁黄瓯在接受第一财经采访时所说,“上海电气将牢牢抓住产业变革大机遇,依托长三角一体化,积极参与全国‘新基建’,打造工业互联网平台的线上数据优势,发挥先进制造业的线下资源优势,用智能化产品连接用户,用在线服务为用户创造价值,全力打响上海在线新经济的品牌。”

本专题其他新闻