風、光、儲、充、控多元合一 “能源魔盒”成效初顯

停車場頂棚能為電動汽車充電，汽車退役電池“搖身一變”成工業(yè)園區(qū)儲能設備……近日，一個集“風、光、儲、充、控”為一體的“能源魔盒”在上海市閔行工業(yè)園區(qū)正式亮相，為工業(yè)園區(qū)用能節(jié)能降耗提供了創(chuàng)新方案。

該“能源魔盒”是由國網上海市電力公司與上海電氣集團股份有限公司聯手打造的智慧能源項目，項目主要包含2.2兆瓦晶硅屋頂光伏和CIGS薄膜車棚光伏發(fā)電系統、10千瓦風力發(fā)電系統、4.02兆瓦/12.6兆瓦時的集裝箱儲能系統和一套70千瓦/307千瓦時梯次利用儲能系統。項目一期已于今年7月投產運行。

“目前看來，‘能源魔盒’可在優(yōu)化企業(yè)用能結構、降低企業(yè)用電成本方面發(fā)揮巨大作用。”國網上海綜合能源服務有限公司技術總監(jiān)竇真蘭向記者表示，項目被認為是實現園區(qū)多能協同互補、能源綜合梯級利用的重要抓手，也是上海工業(yè)園區(qū)綜合能源服務的典型示范。

風、光、儲、充、控多元合一

“能源魔盒”成效初顯

走進上海閔行工業(yè)區(qū)，一排排湛藍色“光伏停車場棚”格外引人注目。“這是由薄膜光伏所覆蓋的停車場頂棚，既能遮陽避雨、方便停車，又可為新能源車充電，大大節(jié)約了工業(yè)區(qū)的電耗。”國網上海綜合能源服務有限公司營銷總監(jiān)張宇說。

記者進一步了解到，該工業(yè)園區(qū)內的廠房屋頂基本都安裝了光伏設備，裝機容量總計達到2.2兆瓦，加上10千瓦的風電裝機，預計運營期內風光系統年平均發(fā)電量為215.2萬千瓦時，自發(fā)自用之外，還能實現余電上網，較原先年平均發(fā)電量預計高出8.2%。

▲ 位于閔行工業(yè)區(qū)上海電機廠內的薄膜光伏車棚

“光伏停車場棚、園內屋頂光伏系統就是‘能源魔盒’的子系統。”竇真蘭指出，“能源魔盒”其實就是風力發(fā)電系統、光伏發(fā)電系統、儲能系統、梯次利用電池系統與充電樁設施的整合，其可通過智慧能源管理平臺，對園區(qū)內的能源系統進行統一管控。

“梯次利用儲能電池系統”也是“能源魔盒”應用的一大亮點。

“一般電動汽車的動力電池使用年限在5—8年，其容量隨著充電次數增加而衰減。當電池容量衰減到額定容量的80%，這些電池就不再適用于電動汽車。但是，退役的電池經過檢測、維護和重組，可以在儲能領域進行梯次利用。我們采用了梯次利用儲能電池系統利用退役動力電池，目的就是要將園區(qū)內多余風電、光伏儲存起來，為園區(qū)提供備用應急電源，確保用電安全可靠。” 張宇表示。

據了解，截至7月23日，“能源魔盒”風光共計發(fā)電約13.6萬千瓦時，儲能系統參與能源調配、吸收新能源電量約1.45萬千瓦時，放出電量約1.208萬千瓦時(園區(qū)總儲能系統參與能源調配、吸收新能源電量約100.7萬千瓦時，放出電量約88.4萬千瓦時)，成效顯著。

“魔盒大腦”全面協調源網荷儲用

大幅降低園區(qū)用能成本

光伏、風電、儲能設備的接入，離不開能源管理系統的統一協調調度。記者了解到，區(qū)別于傳統工業(yè)園區(qū)接入的單一新能源發(fā)電系統，上海閔行工業(yè)園區(qū)智慧能源項目可通過能源管理系統實現對發(fā)電側、配電側及用電側的統一管控，通過運行數據實時跟蹤、邏輯優(yōu)化等手段，實現園區(qū)源—網—荷—儲—用的全面協調。

能源管理系統的統一調度，在保證園區(qū)供電穩(wěn)定、綠色、高效的同時，亦提升了園區(qū)運行效率，降低了設備運維成本，破解了原先園區(qū)用電能耗高、用電結構不合理、充電樁等設備接入成本及運維費用高等問題。

“能源管理系統好比‘能源魔盒’的‘大腦’，通過實時監(jiān)測‘能源魔盒’系統內新能源發(fā)電側功率、儲能電池容量及各用電負荷，結合本地峰谷平電價時段，合理安排各系統最優(yōu)化的運行路線，保證項目收益的同時，還能最大化新能源消納水平。這也是上海閔行工業(yè)園區(qū)智慧能源項目最大的亮點。”竇真蘭表示。

記者了解到，在“魔盒大腦”的統一調度下，上海閔行工業(yè)園的智慧能源項目可實現光伏發(fā)電的高峰時段剛好可與用電負荷峰值時段完美對應，從而大大降低了園區(qū)用電的峰值，削減了變壓器投資;而儲能系統也能充分利用現有峰谷平電價結構、峰谷電差價套利等方式降低企業(yè)用能成本，同時，峰電階段的儲能放電行為，也將進一步降低變壓器投資。

園區(qū)成城市節(jié)能主力

綜合智慧能源服務是必由之路

記者從國網上海市電力公司和國網上海綜合能源有限公司了解到，該公司正計劃將“能源魔盒”進一步推廣復制至上海其他工業(yè)園區(qū)，項目暫設計為由光伏系統、儲能系統和充電樁構建的智慧能源系統，進一步助力閔行工業(yè)基地實現智慧低碳綠色發(fā)展。

▲位于閔行工業(yè)區(qū)上海電機廠內的大型儲能系統

相關數據顯示，工業(yè)園區(qū)是能源消耗聚集區(qū)，占全國總能耗接近70%，節(jié)能減排任務艱巨。“對于城市工業(yè)園區(qū)而言，以‘能源魔盒’為代表的綜合智慧能源服務不失為一項節(jié)能降耗的有效舉措。”竇真蘭表示。

據張宇介紹，上海閔行工業(yè)園區(qū)目前投產的“能源魔盒”項目一期預計年平均發(fā)電量可達215.2萬千瓦時，年節(jié)約標煤約665噸，減少二氧化碳排放約1760噸，減少有害氣體排放約1.8噸。

▲上海電機廠薄膜光伏車棚鳥瞰圖

在竇真蘭看來，參考上海閔行工業(yè)園區(qū)“能源魔盒”實踐經驗，充分利用當地能源資源稟賦做好綜合智慧能源管理，是工業(yè)園區(qū)未來發(fā)展的必由之路。而融入5G基站、數據中心等“新基建”重點技術的園區(qū)綜合能源服務手段，也將是未來工業(yè)園區(qū)節(jié)能降耗、實現綠色低碳轉型的重要實施方向。