论坛回顾丨蔡旭：以高比例可再生能源利用为特征的区域智能电网综合集成示范

2017年9 月 11 日至12日，2017中美绿色能源高峰论坛在成都举行。2位诺贝尔奖获得者，4位院士，300多名来自中美两国电力行业、可再生能源行业、信息技术行业和互联网行业的领军人物和行业专家出席论坛。

本次论坛由美中绿色能源促进会、四川省外事侨务办、中国电机工程学会、清华大学、重庆大学、四川大学、电子科技大学、西南科技大学联合主办，清华四川能源互联网研究院承办。共举办5场行业领袖主旨报告，19场专家演讲，4场圆桌论坛，聚焦全球能源转型，共同探讨推广绿色能源、满足全球能源需求、减少大气污染等举世瞩目的话题。

12日分论坛“能源转型-发电：高比例可再生能源并入电网的挑战和解决方案”中，上海交通大学教授蔡旭作《以高比例可再生能源利用为特征的区域智能电网综合集成示范》主旨报告。小编征得蔡旭教授同意，在此分享其现场观点与PPT，欢迎品读探讨。

嘉宾观点：

智能电网主要应对大规模新能源的接入，与用户的互动和与电动车的互动。电网向大型化和微性化两个方向发展。“十二五”期间，国家科技部设立了863高科技发展计划智能电网专项，针对大规模集中接入间歇式能源并网技术、高密度发布式电源并网技术、支撑电动汽车发展的电网技术、大容量储能系统、智能配电与用电基数、大电网智能调度与智能输变电技术等6个方向，一期设置了21个课题，二期设置18个课题，各单项技术已趋成熟。有必要开展综合利用各单项技术的集成示范。为此科技部设立了四个示范类科技支撑计划课题。

我今天主要介绍一下以可再生能源大规模利用为特征的崇明岛综合示范项目。在长度80公里，宽度30公里的一个岛屿上，主要分了五个功能区，在它的北部主要是农业区，中间是森林区，南部是城镇，东部是科教研创和景观区，西部是景湖会展区。在这个岛上有五种类型的可再生能源，主要是风能，太阳能是以建筑一体化利用为主，还有一些生物质能等等。

在2015年风能接入203.5MW，光伏3.8MW，生物10MW，远期规划到2020年陆上风能460MW，海上风能2450MW，潮汐能240MW，光伏105MW，生物质能12MW。现在看来可能有点问题，因为海上风电发展比我们预想的速度要慢。这样一来原来的远期规划估计要到2020年之后了，是不是到2030年还不能确定，陆上风能总共是640兆瓦，海上是2000多兆瓦，这是整体的情况。

可再生能源的总装机量可能要达到3000-4000兆瓦之间，而崇明岛整个的饱和负荷大概是1200-1500兆瓦，考虑到风能是间歇性的，从能量平衡的角度上讲，总能量能够满足就地的需要。

我们看崇明岛的风力资源是这样的，陆上在这边，一共有460兆瓦处于规划当中，陆陆续续都在建设中。海上是4650兆瓦，分布在岛屿的东部和东南部。实际上崇明岛的太阳能不是很好，只比上海市区好一点，强度大概强5%。我们做了一个智能电网的综合集成技术方案，这个技术方案分为三各层面。第一层主要是开展大规模风电接入，我们看这个区间，一共有四个风电厂和一个燃机，这个燃机是西门子的机组， 400兆瓦，是燃气和气轮联合循环机组，由它们组成一个等效发电厂，这是第一层。

第二层是可灵活接入分布式发电的配电网。

第三层是各种各样的微电网，还有钠硫储能，以及光伏发电等分布式电源。

我们的核心思想主要是以风燃联合发电外送为技术核心的横向互动，以可调度资源在输配用层间的纵向互动机制，实现全岛可再生能源的拟常规电源的调度和高效消纳。示范工程含八项内容：风燃协调示范、风电场储能示范、城东片区智能配电网示范、环岛电动汽车能源供给体系示范、钠硫储能系统示范、用户互动示范等等。

我现在简单介绍一下第一层的风燃协调等效发电厂，主要做了下面几点工作：首先由风电场自身通过对机组的控制解决出力的秒机波动问题；然后由升压站上的无功设备进行母线电压控制；最后由燃汽发电对全岛的风能做波动平滑，这样就实现了风燃协调等效发电厂。细节接入方案我就不细讲了。

下面我们看看效果，做了这样一个控制软件后，最后能达到什么目的呢？它能够按照调度曲线来进行调度，并且它的处理偏差在2%以内。这是第一个层面的工作。

在第二个层面的工作，我们要做可以接纳大量的分布发电和互动用户的灵活配电网，在这个配电网里，实际上我们首先接入了13个互动用户，包括两个微电网，还有一些居民用户等。这是一个能量系统的模型，从多代理控制实现。在第三层，实际上就是要把大量的用户互动单元、微电网等，其中在东滩风电场做了风储联合发电示范，其中风电是19.5个兆瓦，锂电池储能系统是2个兆瓦/时。

那么达到了怎样的效果呢？在1分钟里面最大波动量能够减少22%，10分钟最大波动量减少31%，达到这样的效果。

我们主要选了一个高端家庭社区，这是社区里的家庭能源系统，5000瓦，上面接有太阳能板、逆变器和储能电池。

这个是1兆瓦/时的钠硫储能系统，实际上是200千瓦，5个小时。这是整个环岛的电动车体系，这个电动车体系是由一座可以放电、可以储能的充放储电站，还有两座快速充电的公交车充电站组成。目前有四部电动公交车，下面那个表就是它的实际运行情况，这里只统计了2016年的情况。

为了做上述一层、二层和三层这些东西，需要全岛信息平台，该平台是基于61850规约来做的，从这个图上来看，第一层主要镶入了等效发电厂。第二层是配网信息平台，接入了大量的分布式发电、微电网。在配网这儿做了互动，使得它最后达到能够互为补充，整个系统效提高了5%。

还有最后一层就是微电网的信息平台，每个微电网都是单独的。这样一个信息平台是基于这样的五大逻辑层次来实现的，由设计服务总线、设计中心层、应用服务层、企业服务总线层还有典型应用层。

刚才我讲的是现在达到的效果，我们再来看看未来的情况。到2020年，现在看来还要向后推，我们计划陆上风能460兆瓦，海生风能2450兆瓦，潮汐能表240兆瓦，光伏105兆瓦，生物质能12兆瓦，可再生装机总量可达3200-4200兆瓦，形成全岛100%的绿色能源。

报告PPT：

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