江蘇厚景科技有限公司創始人兼董事長宋鴻景先生分享《直流微電網在新型電力系統中的核心價值與實踐》。
以下為現場速記:
宋鴻景:感謝各位領導、各位專家!今天非常榮幸能有機會跟大家在這里分享未來能源變革的關鍵,直流微電網在新型電力系統中的價值與實踐,今天處在世界能源轉型和“雙碳”目標的關鍵點上,現在處于能源深刻變革的關鍵時期,匯報有幾個方向:
第一,高比例新能源并網條件下面對的行業挑戰。
第二直流微電網怎么頗具。采用什么技術架構。
第三是實踐應用。
第四是戰略展望。
第一個是新能源高比例并網,截至2026年6月30日目前電力總裝機量40.4億千瓦,風光新能源占了19.51億千瓦時,新能源作為半壁江山的主力項,預測2030年會超過50%,這個節奏還會提前。傳統的新能源作為能源的補充,今天作為主力,傳統的火電集中供電由源隨荷動轉向今天的源網荷儲,新能源裝機比例面臨一個問題,今天的火電機組雖然采用最新技術的改造,調峰降到15%—20%,市面上接近30%—35%,逼近當前火力發電機的極限,再往下低會導致電網不穩定。單純的火電和新能源的并網比例已經到達了極限程度。
再來看一組數據,剛才講了新能源裝機容量半邊天,48.3%,但是從上半年6月30日用電的數據來看,上半年全國總用電5.1萬千瓦時,其中風光用電2.15千瓦時,半壁江山的發電量只有24.6%,工商業自發自用率65%—75%,光伏和風電發的很多能量沒有真正用在負荷消納端,消納是一個重要的問題。今天分布式能源的爆發式增長,已經超過了消納的升級速度。
總結起來三大核心矛盾,一是電源結構的矛盾第二是火電調節的矛盾,第三是消納的矛盾,過去把傳統的集中調度轉變為本地的源網荷儲的脅從,就地消納,從而解決分布式電網波動消納的問題。這是傳統的交流電網的存在挑戰。
接下來看看直流微電網,怎么解決當前消納和分布式的痛點,直流微電網作為新型電力系統的細胞單元,既有極致的能耗,減少了多次AC轉DC的環節,整體能耗提升,第二,高可靠性供電,有多元的供電,光伏儲能充電樁設備之間的維持設備安全性,直流并網更簡單,我只需要直流電壓保持一致可以快速并網。第三,特色是特別適合多元協同的概念。第四是經濟價值,我們把風電消納再提高一個部分,這種情況下相當于提高了整個投資收益。
這地方列了兩個經典的價值,第一個,英偉達提出800伏的直流條件下,從綜合效率、能耗,數據中心原來AC轉DC,經過了很多次轉化,這是根據臺達最新在數據中心的核心價值,節能、降耗、高可靠性領域。
第二部分是施行,保證負載的不掉電,通過設備構建提升可靠性,從根本上解決多能融合之間并網較電同頻同向斜坡的問題,更重要的是電力設施的安全氣囊。
關鍵是怎么實現目標,就是技術架構。第一是光儲直柔標桿產品和生態基石,第二儲能也可以接到母線上,包括充電樁,右邊借助配電375,包括小風扇,包括筆記本,統一連到母線上,再跟電網通過AC轉DC實現,這個地方普通的工商業大部分是380,通過并網柜,形成微網的解決方案。有幾個特色,開放式自組網,首先設備不依賴于通信建立組網的技術,沒有通信條件下,這些設備通過自己維持運行,通信是有一定的缺陷性,掉線了之后要保證設備可靠性,極簡的系統,一站式解決方案,如果直流微電網本身提高能效,10千伏轉到380一側還是有一個共性變壓器,假設說建立全直流的電壓組,很多廠家今年固態變壓器非常熱,如果建立數據中心,必須匹配光伏、儲能甚至直流配電照明,因為企業里面還有電梯、空調、照明這些負荷設備,這些設備也要建,截至現在,除了變壓器沒有商業化,已經建立了全直流的產品完整解決方案。
底層架構怎么來,分成三個架構,第一個部分是終端層,物理設備,包括核心的電子設備變換器,第二是邊緣層,局部微網做的快速設備,第三層就是剛才協鑫領導提到的AI算法的能源管理系統,實現負荷的智能管理等等,可以實現精細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定性,這是整個云邊端三層架構體系,構成微電網的底層架構。
能源管理系統我就不介紹了,剛才嘉賓講了很多這個部分。這個是一個產品整體的圖片,現在分布式微網有幾種應用場景,第一個可以放在屋頂上的,IP65的,集中在60和120,跟現在交流的比較匹配,可以說跟現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,很多個模塊,包括光伏、儲能、AC轉DC等等,做成標準化統一尺寸,通過模塊的選擇來適應不同的工程場景。
剛剛提到一個問題,直流微電網怎么可靠,電力設備都有風險,怎么做的?有幾個方面,第一,從期間選型的角度,采用車規級的產品,第二,熱模型,這個設備能夠支持40度到80度都不會停機,實現任何情況下,惡劣情況下維持最大的待載能力,第三,單個模塊壞掉了怎么辦,即使壞掉了,我這個模塊實現在線維護,即插即用,現在所有的模塊都可以在線維度不斷電,因為直流電網一旦上來之后要檢修和停電客戶是非常不允許的,我們的產品設計之初這方面做了非常多的功課,甚至這個模塊采用露臉式的場景,有很多灰時間長會堵住進風口,這種情況下定期巡檢的時候可以看到這個設備是不是風機堵住了,我用普通的吸塵器就可以解決掉,不用廠家專門維護。
下一個部分是應用案例,從交流到直流能源的革命,重建能源架構的體系,目前我們主要用在零碳建筑,一個小的建筑樓宇,采用全直流供電,第二是關于園區部分,很多園區目前交直流混合微網局部做了交流局部做了直流。零碳交通,交通行業是非常適合智能微網的應用場景,光伏、儲能、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,比傳統的高很多,第二,光伏場景整體的線也是節約成本的環節,算力中心肯定是未來的主要方向,算力系統英偉達服務器,全球都在往算力靠。
總結交流化直流微電網,減少直流轉化的路徑,把光伏、儲能、充電樁等多能融合,作為新型電力系統推動消納。
我們有一些現場,比如說數字化的研發中心,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,光伏的電直接負載消耗,負載用不了的時候存在儲能里面,儲能里面存在消耗不掉的情況下回到交流電網實現余電的消耗,系統用起來節能效果還是比較明顯的。尤其在蘇州奧萊維研發中心,加了直流之后可以做調光,可以最大地節約能效。
在機場做了一些探索,今年我們有非常多頭部的項目,也在推直流這個方向,這個地方在無錫機場商用二期項目里面傷了部分的光儲直柔,現在做的沒有公開,單機容量超過3GW采用全直流,航站樓、空調、照明全部全直流。第二關于高鐵站也是非常好的應用場景,包括充電設施。右邊是深圳的彩虹橋光儲充一體化解決方案,這幾個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結果全直流的供電解決方案。
最后一部分是戰略展望,包括前面的專家提了很多挑戰和標準,雖然已經有團標了,但是團標僅僅是團標,有標可用但是無標可依,包括市場機制、投資回報不清晰等等,依靠單一的電價結算方式。未來的趨勢,包括AI模型這部分的算電協同提高經濟收益,第二,虛擬電廠。第三,商業變革,直流微電網短期來說成為不了一種趨勢,但是它可能會成為一種場景,比如說在剛剛講的光儲充一體化,重卡換電、數據中心、礦山以往可能會出現生態鏈的整合,戰略的部分建議,我們是一個比較開放的,希望加快體系建設跟產學研深度協同,剛才提到現在人才比較缺乏做新型電力系統,包括和地方政府合作,直流微電網很大一部分需要政府支持,我們也希望作為一個技術的引入方跟地方政府合作,我們提供技術,地方政府提供場景,共同協作戰略的合作。
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,公司整個是專注于直流微電網零碳解決方案,構建了全站的自主研發能力。公司擁有完整的研發、生產、制造體系,核心骨干也有十多年來自頭部一線企業。
最后我們公司的愿景,希望能成為直流微電網的一個行業頭部的供應商,我們對客戶的價值,其中一條是開放協作,不管是跟高校的合作還是跟地方政府的合作,我們希望達到一個共同進步的目標。
感謝大家!
責任編輯: 張磊