国网山东电科院邢家维：多能源互补协同控制技术在青岛中德生态园的示范应用- 大数跨境

数字储能网讯：9月10-11日，由中国化学与物理电源行业协会、南方科技大学碳中和能源研究院、南方电网能源发展研究院联合100余家机构共同支持的碳中和能源高峰论坛暨第三届中国国际新型储能技术及工程应用大会在深圳召开。此次大会主题是“绿色、经济、安全、发展”。

来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的600余家产业链企业，1317位嘉宾参加了本届大会。

11日上午，国网山东省电力公司电力科学研究院专业工程师邢家维受邀在“新能源动力系统控制技术专场”分享了主题报告，主题为《多能源互补协同控制技术在青岛中德生态园的示范应用》。

邢家维：各位专家、各位同仁：大家中午好！很荣幸来到这里，给大家做分享。我今天分享的主题是《多能源互补协同控制技术在青岛中德生态园的示范应用》，汇报一下近年来山东公司在青岛建设的综合能源示范工程。

首先给大家介绍一下整体的示范工程概况，综合能源系统相信各位不陌生了，主要以电力为核心，集合了电、冷、热、气、水等多种能源形式高效互联、协同互济，以提升能源利用利用效率，助力用户高效清洁用能为目标的新型能源系统。“十四五”规划中也提出了综合可再生能源、储能、柔性网络等先进的能源技术和信息通信技术，推动分布式可再生能源的就地消纳以及生产消费一体化，建设冷、热、电、气、水一体的区域综合能源系统。国网公司也是要建成世界一流的能源互联网企业，综合能源系统也是能源互联网重要的组成部分。

现在向各位简单介绍一下建设背景，示范工程我们是依托了山东公司牵头的两个重点科技项目，一个是2018年立项的，《基于多能互补的微网规划与运行控制技术研究与应用》。另外在2019年牵头了山东省重点研发计划项目，这两个项目都是要求在青岛建设一个综合能源示范工程。

青岛西海岸是第9个国家级新区，中德生态园是我国与欧盟合作的首个园区项目，在园内我们集成了高端产业生态园区、零碳工业园区、宜居的生态示范区，整体发展规划与多能互补的预期目标高度吻合。在资源禀赋方面，园区也具备风、光、地热等分布式能源，已初步建成了燃气管网，具备开展综合能源示范的先行条件以及资源禀赋。我们选择在示范区内开展示范，里面也有一些海洋基因库、制药企业、芯片企业等高精尖企业，具备比较迫切的冷、热、电能需求。

示范工程建设历时两年多时间，在示范工程的东片区主要是电的部分，我们建成了光储充的部分，西侧和南侧主要是冷热联供的部分，包括了蓄冷、蓄热、热泵以及冷热联供系统，中间建设了研发试验大数据中心，综合能源能量管理系统就在研发与大数据中心的二层。

这个就是示范工程整体的能流图，通过电网，冷水网、热水网、蒸汽网，通过供能方与需求方的耦合关系，形成了整体示范工程的能流。

下面简单介绍一下示范工程的建设内容，示范工程也是本着能源综合利用的理念，建成了三联共系统、空气源热泵、水蓄能、电蓄热、太阳能光热、冷热电联供系统、地源热泵系统等等，麻雀虽小，五脏俱全。

这是整体的设备，我们采用集装箱式、模块化的安装方式，建成热泵系统、三联泵系统、光热、光伏，同时有多类型的储能系统，有磷酸铁锂的电化学储能系统，以及蓄冷蓄热蓄能系统。

综合能源能量管理系统，相当于整体系统的大脑，可以实现通过对多种能源形式的合理分配，实现能源综合利用效率的最优，用能成本最低、供能可靠性最高、碳排放最低等一系列目标。我们也是依托科技项目，研发了五大创新技术以及七个综合能源领域的首台套装备。

关于这些技术，跟大家简单介绍一下，我们充分考虑了多能源之间的特性差异和交互影响，通过对各类分布式能源的优化配置，实现整体可持续的发展。

同时通过多能互补的智能分层调控技术，打破了冷、热、电各种异质能源之间的技术壁垒，通过光、气、储、地热等多能源有序协同和智能调控，实现区域多能源的经济高效可靠的供给。

同时我们结合蓄冷蓄热以及储能，利用其能量时移特性，综合考虑了不同类型能源的运行状态，建成多维的信息模型，以提高能源与柔性负荷的资源利用率，以及联络线的功率可控为目标，实现能量的优化管理。

同时我们也研发了多能互补的能效评估技术，提升多能互补的能源综合利用效率，进一步节能降本，用能优化，为能源系统的动态优化管控提供依据。

同时我们也依托重要负荷的自主独立供电技术，依托虚拟同步技术，可以实现并离网无缝切换，系统独立运行期间可以保证重要负荷高可靠的供电。

示范工程应用了交直流的互补互济技术，可以通过在不同的综合能源不同子网间，通过直流的柔性互联，提升系统的可靠性。

同时我们研发了七个首台套设备系统，时间原因只给大家简单介绍其中两个：第一个是建立了综合能源的能量路由器，装置中采用了多类型分布式能源的模块化组网技术，同时采用了构网型虚拟同步控制等技术，一方面实现多种源荷的就地平衡，同时实现了10千伏联络线的功率可控，对于调度侧来说，整个综合能源系统总体的功率是可控的，可以实现综合能源系统对电网频率电压的支撑，有效解决了综合能源系统在主动参与电网互动的难题。同时该装置应用后，可以保障重要负荷的可靠供电。这个装置也是入选了山东省的产品推广目录。

同时我们也研发了综合能源的数字孪生仿真系统，这个系统应用于综合能源系统，我们镜像出功能结构、运行特性完全一致的孪生模型，在孪生系统中可以对这个系统的运行控制策略进行仿真，我们示范工程还有一套自己的能量管理系统，它的控制策略在孪生里进行运行仿真后，再将结果返回给真实的能源管理系统，以指导综合能源管理控制策略的在线实时修正以及优化决策。通过孪生的技术，可以实现对冷热电多能流的动态耦合运行实时模拟，以及运行控制策略的优化，提升能源的综合利用效率，为系统综合能源的优化稳定高效运行提供有力支撑。

最后再简单汇报一下示范工程建设的成效。示范工程也是通过了第三方的测试，进行了并离网的切换，这个是在10千伏的并离网的切换，以及在独立供电期间，为重要负荷进行供电。我们这个园区能够为周围华大基因进行柔直流供电，可以在不同工况下实现重要负荷的可靠供电。同时实现联络线功率精准可控，可以满足联络线的功率调节误差，以及能源综合利用效率的科技指标。

示范工程建成后，在节能减排方面对二氧化硫、氮氧化物、二谈花坛、烟粉尘的减排效果非常明显。

示范工程构建以电力网架为枢纽的多能源互联协同开发供能体系，推动能源清洁生产和就近消纳，提高能源综合利用效率的同时，为用户提供了高效、可靠、清洁的能源供给，为综合能源的零碳园区，提供可推广可借鉴的样本。同时，示范工程接入了大量的分布式光伏，大家也知道，目前分布式光伏海量接入，除了自身的消纳，对电网的安全稳定也造成了非常大的影响，以山东为例，山东目前分布式光伏已经突破了3600万千瓦，这么大规模的分布式光伏接入，造成了电网用户侧的电压以及调峰消纳问题也非常严重。通过综合能源互补的形式，我们相信在用户侧逐渐出现分布式光伏与冷热资源的耦合，一方面可以促进分布式光伏的就地优化消纳，同时实现综合能源系统的多能互补协同控制，全面支撑了“3060”双碳目标的实现。

我的汇报就到这里，谢谢大家！

（来源 | 中国储能网）