多能互补优化模式的分析与展望

2017-11-10 17:54:43 中国电力企业管理　点击量：评论 (0)

国家发改委和国家能源局2016年7月4日曾联合发布了《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》（发改能源〔2016〕1430号）文件（以下简称1430号文件），旨在提高能源系统效率，增加有效供给，满足合理需

国家电网公司看到了这个巨大的市场，中国还有6亿农民居住在乡村，如果每个屋顶平均安装5千瓦的分布式光伏，装机就是10亿千瓦，每年发电1.2万亿千瓦时。美国2016年太阳能的发电量56.79TWh，占当年4350.8TWh总发电量的1.31%。根据美国能源信息署数据，当年美国太阳能发电行业新雇佣了37.38万名从业者，而全部化石能源发电行业（燃料包括石油、天然气、煤炭）仅雇佣了18.71万人。分布式可再生能源可以创造更多的就业，因为这些就业更多地集中在服务上，加之电动汽车、充电桩和数据服务，国家电网可能成为全球无与伦比的平台服务商。

供需协同优化模式

“供需协同优化”是两侧共同进行优化，效益实现共享的模式。协同优化与集成优化存在巨大的不同。所谓“集成”就是将一些孤立的事物或元素，通过某种方式集中在一起，产生相互联系，从而构成一个有机整体。而“协同”，就是指协调两个或多个不同资源或者个体，协调一致地完成某一目标的过程或能力。

大电厂、大电网、大系统的多能互补由于容量太大，不可能靠大规模储能实现错峰优化配置，所以基本上都是同步系统，所有的优化只能在同步条件下进行。同步优化存在着极大的局限性，集成优化是主要的选择。

在以分布式能源构建的系统中，在需求侧不仅可以将各种分布式能源协调起来，而且可将供给侧和需求侧协调呼应起来。让需求响应供给，而不是供给侧单方面应对需求侧的波动变化。结合分布式储能，共同实现资源的协同优化配置。能源互联网就是通过信息系统实现有效的需求响应，解决供需互动协调配置。

在用户侧建设充足的分布式储能系统，就可以实现异步优化。储能电池和各种储电技术的进步，在用户需求侧将用电低谷时段的电力储存起来，在用电高峰时段输出满足用户需求，削峰填谷，均衡用电，优化配置。

人们对于能源的需求不单是电力，还有热力和制冷需求。中国用于电力的煤炭消费占煤炭总消费量的45.2%，用于供热和终端能源消费占34.3%，其中终端能源消费也主要集中在采暖和热力系统上，而相当一部分电力也是在终端用于采暖和生活热水上。热是可以短期储存的，储热可将系统的供需实现异步优化。

目前市场上有一种相变蓄热材料，蓄热量是水的三倍以上。产品包括分布式模块化蓄热、户用蓄热和移动蓄热多种产品，可以连接城市热力管网、分布式热电冷三联供、太阳能集热系统、空气源热泵和电加热管等，蓄热72小时温度下降不到10摄氏度。在用户侧蓄热储能，将供热异步化，增强了系统协同优化的能力，而且可能跨越不同的终端二次能源进行协调优化。

冷也是可以储存的，可以蓄冰、也可蓄冷水，还可相变蓄冷；可以使用电制冷，也可通过热吸收制冷，还可将冬季的冰集中储存留到夏季使用。蓄冰也可以跨界优化，燃气轮机进气冷却是比较成熟的技术，就是将进入燃气轮机的空气降温，提升其出力和效率。如果将燃机进气温度从夏季环境温度35摄氏度，降低到15摄氏度，燃机出力可以提升18.2%，发电效率提升5.52%。2020年我国燃机发电容量将达到1亿千瓦，我们将低谷电制冰，蓄冰制冷来冷却燃机进气温度，夏季用电高峰可以增加1818万千瓦的尖峰负荷出力，对于电网调峰和供电稳定意义重大。

电、热、冷三种终端二次能源相互之间因为储能实现了异步优化，大大提升了能源系统的灵活性和对于终端需求的适用性。在马斯克三位一体的分布式能源模式上，再配置一个地源或空气源热泵以及蓄能水罐，就可以将能源自给自足扩展到供暖、供生活热水和制冷上。著名地热专家汪集旸院士将这种模式称为“地热+光伏+”。实际上，更准确地说是“光伏+储电+地热+储能+电动车+需求侧响应”模式的多能互补协同优化。

习近平总书记在十九大报告中说：中国特色社会主义进入了新时代，社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。

过去，我们的能源行业主要任务是满足经济社会发展对于能源的日益增长的需要。但是，今天能源和电力出现严重的供大于求，任务的重点已经转向“推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系”。而能源革命的首要任务是能源消费革命，“坚决控制能源消费总量，有效落实节能优先方针，把节能贯穿于经济社会发展全过程和各领域，坚定调整产业结构，高度重视城镇化节能，树立勤俭节约的消费观，加快形成能源节约型社会。”

由此可见，多能互补的重点要随着时代的变迁更多地转向需求侧，更多地关注分布式能源，更多地推进能效提升和污染的降低，更多地解决能源领域发展的不平衡不充分的矛盾。

原标题:多能互补优化模式分析与展望