中国储能网讯：11月10-11日，由湖南省能源局指导，中国化学与物理电源行业协会储能应用分会主办的“第三届全国电源侧储能技术及应用高层研讨会”在长沙华天酒店召开。来自电网公司、设计院、系统集成商等领域的400余人参加了本次研讨会。

会议期间，中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司信息中心项目经理陆明泉分享了主题报告《智慧能源解决系统方案》。中国储能网对其演讲内容进行了梳理，并在此分享给大家，供大家学习、交流。演讲内容如下：

陆明泉：各位同仁、各位嘉宾大家上午好，今天我跟大家分享的题目是智慧能源系统解决方案，希望通过我的讲解给大家在智慧能源领域有一个新的认识。我的讲解分四个部分，首先是华北院的简介，第二部分是智慧能源概念和场景，第三部分是智慧能源发展现状及趋势，第四部分是典型场景应用及综合解决方案案例。

一、华北院简介：

成立于1953年，原电力工业部的大型勘察设计企业，公司注册资金10亿元，在国内外电力系统、火力发电、特高压变电、新能源等方面都有一定的行业优势，成立以来创造了数10项全国第一工程，国际业务遍布40多个国家和地区，是全球能源及基础设施建设的积极参与者，多次被国际权威杂志ENR平如世界总承包商225强，中国承包商80相，工程设计企业60强。华北院的理念是“携手共进，相互成就，和谐共赢！”

二、智慧能源的概念及主要应用场景：

智慧能源最早是2009年由IBM 专家队伍在内的国际学术界提出的，当时提出要“构建一个更有智慧的地球”，提出智慧城市、智慧电网、智慧能源等理念，并提出通过互联网+物联网形式更精细和动态地管理生产和生活，从而达到全球“智慧”状态。其本质是是指通过信息系统与能源系统的深度耦合，实现能源生产、加工转化、传输配送、存储、终端消费、回收利用各环节的系统管理和优化运行，以促进能源安全、高效、低碳发展的全新能源生产和利用方式。它覆盖了从能源生产、传输、储存到终端消费的整个产业价值链上的全部智能技术。

接下来看一下智能电网、智慧能源及能源互联网关系图：

智慧能源最基本的概念是智能电网，智能电网加上热力管道、天然气管道、交通网络等多种能源形态就构成了智慧能源，智慧能源加上互联网技术、平台、商业模式就构成了能源互联网。智慧能源就是以电力系统为核心纽带，构建的多类型能源互联网络，它是利用互联网思维与技术改造传统能源行业，实现横向多源互补，纵向源、网、荷、储协调，能源与信息高度融合的新型能源体系。

下面简单介绍一下源网荷储的概念，“源”是指煤炭、石油、天然气、太阳能等一次能源和电力、汽油等的二次能源；“网”是涵盖天然气和石油管道网、电力网络等能源传输网络； “荷”和“储”是指代表各种能源需求和存储设施。

“互联网+智慧能源”其实质上是将能源生产的终端变得更加多元化、小型化和智能化，使能源流像信息流一样的自由顺畅的进行配置。“互联网+智慧能源” 是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态，具有设备智能、多能协调、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等主要特征。

智慧能源的典型的场景分类五花八门，今天在这里主要以空间尺度为主，确定了几种较为典型的智慧能源项目场景：1、园区智慧能源项目；2、大用户智慧能源项目；3、楼宇智慧能源项目。

首先咱们来看园区智慧能源项目，增量配电网的放开激发了供能模式的创新，园区经济产值约占国民经济的1/3 左右。园区负荷相对集中且多元化，具有多能互补的天然优势，更容易实现“电/热/冷/气”横向多能源系统之间、以及“源-网-荷-储”纵向多能源供应环节之间的生产协同、需求侧协同以及生产和消费间的互动。被认为是未来社会能源的主要承载形式！

接下来是一张典型的园区智慧能源的拓扑图，体现了“电/热/冷/气”和“源-网-荷-储”的一个互动关系。

下面我们来看看大用户智慧能源项目：

它主要用于企业内部，大用户更多的关心项的经济收益，该类项目执行周期短于园区智慧能源项目，且单个项目投资总额适中，是智慧能源系统的有效实现途径！

下面是一张大用户智慧能源的一个拓扑图，大家可以看到，左边是各种能源的一个形式，通过中间的一个智慧能源服务平台，给右边的各种客户供电。通过平台进行复核控制和优化调度。

第三我们来看看楼宇智慧能源项目：

负荷为典型的民用负荷，以空调冷、热水、电力、燃气为主。单个项目体量小、执行周期短，是智慧能源系统的主要实现场景！

下面是一个典型的楼宇智慧能源拓扑图。可以看到整个建筑物的一个能源的供应情况。

针对上面三种情况我做了一下总结：

园区综合能源项目主要包含：孤岛、智慧小镇、商业园区、工业园区；

大用户综合能源项目主要包含：钢铁厂、纺织厂（如红豆）等企业；

楼宇综合能源项目主要包含：综合体，医院、酒店、办公等单体。

三、智慧能源发展现状及趋势

首先看政策背景：

“十三五”以来，国家出台了一系列政策，其中一个重要方面就是加快推进智慧能源的发展，推进“互联网+”智慧能源行动，加强分布式能源网络建设，提高可再生能源占比。加强能源互联网基础设施建设，建设能源生产消费的智能化体系、多能协同综合能源网络、与能源系统协同的信息通信基础设施。

接下来看看智慧能源的规范标准现状及计划：

智慧能源的核心是智能电网，中国智能电网标准体系框架已经编制完成。风电、光伏等新能源接入电力系统标准已经修订完成。

目前，国际电工委员会（IEC）主要针对智能电网出台了一系列的技术标准，尚没有其他国际标准化组织明确提出智慧能源的标准架构。智慧能源可以采用其中的一些标准，但仍有一部分标准缺失或标准间协调性不够，如分布式能源接入、大容量化学储能装置接入等，不能满足智慧能源建设需求，需要加大工作力度。

2018年10月20 日，IEEE电力与能源学会（以下简称IEEE PES）成立了能源互联网技术委员会，并落脚在华北电力大学。

下面是一个国内关于智慧能源的标准体系：

主要编制主体为中国电力科学院及国网北京经济技术研究院有限公司。目前已形成9个专业分支，7个国家标准、11个电力企业联合会标准在编或已经发布。同时还有16 本标准计划制定或正在制过程中。

下面来看看智慧能源的发展趋势：

智慧能源与当下十分流行的智慧建筑、智慧金融、智慧城市等理念并行，通过普遍连接形成所谓的“物联网”，通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来，实现生产、生活管理方式的精细化与动态化，从而最终达到全方位的“智慧”状态。同时，智慧能源行业发展上存在制度标准体系尚不完善、技术层面尚待突破、风险管控需加强等阻碍。考虑上述因素，我们定义了如下发展趋势：

第一阶段：以规划建设为主体，以小规模试点、示范区先行为主要导向。

第二阶段：升级规划建设的规模，不断完善行业标准、评价体系等。

第三阶段：，将不同区域分散的中小型智慧能源系统连接成一高关联度的有机整体，促进能源行业全价值链的信息交互和集成协作，达到能源利用更清洁高效、生产运营更精细智能、消费服务更创新多元的能源生产、消费、交易模式。

接下来我们来看智慧能源规划设计的主要技术架构，分为三个部分：物理系统、信息系统、服务体系。

首先来看一下物理系统:

主要指的是能源网络中“源-网-荷-储”的硬件部分。

“源”包含常规发电和供能系统，考虑将来发展方向，重点关注注屋顶光伏电站、燃气冷热电三联供、地（水）源热泵能源生产的智能化技术。

“网”：能源传输技术；重点关注智能配电网和综合管廊。

“荷”：新型用能模式；重点关注充换电装置。

“储”：综合储能技术；通过建设储能设施数据库，将储能设备通过互联网进行管控和运营。

下面看一下信息系统：

由信息通信系统与负责统筹管理、调度的能源调度系统两大部分组成。

信息通信系统：负责信息的识别、采集、分析、传送与管理。包含信息通信网络、信息安全防护、智能感知技术和大数据分析技术。

能源调度系统：负责统筹管理、调度。实现智慧能源系统经济效益最大化。

再来看看服务体系：

包括能源交易系统与能源服务系统两大方面。

能源交易系统：建立能源市场交易体系和交易平台，能源供应商通过能源的销售获得利益，个人、家庭、以及其它分布式能源发电或储能等小微用户可以灵活自主地参与能源市场购售双向交易。

能源服务系统：包含智慧用能服务、自主能源服务和能源增值服务。

四、典型场景的应用及华北院在智慧能源领域的几个综合解决方案案例

首先来看一下典型应用场景：

针对园区、大用户、楼宇三大主要的智慧能源应用场景，以及具有代表性的传统能源智能改造项目场景，我们给出与之对应的四大典例：

1）独立岛屿：典型园区智慧能源应用场景；

2）产业集聚园：典型大用户智慧能源应用场景；

3）数据中心：典型楼宇智慧能源应用场景；

4）智能电厂：典型单一能源智能改造应用场景。

首先来看独立岛屿：属典型园区智慧能源应用场景：

我国海域岛屿众多，例如其中南海部分岛屿其距主陆达200km 以上，不存在与主干能源网络相连的可能性，只能靠自身可再生能源资源禀赋实现能源供给。

特点：规模小，增量项目实施灵活；能源需求量少，风、光资源丰富；需依靠自身能源禀赋实现自给自足。

解决方案：在孤立岛屿配置独立性较高的“可控电源+光+风+储”智慧能源系统，各项技术的配置规模需根据岛屿地域面积、发展定位、建设条件、资源禀赋等进行优化定制。

再来看产业集聚园：属典型大用户智慧能源应用场景。

特点：产业指向性强，集聚效益明显；能源需求增量空间大；具有良好的建设光伏发电的条件；易于整体协调，具有建设能源管理中心和交易的重要条件。

解决方案：根据负荷需求特性，主要以自发自用为原则，配合园区建设进度配建可控分布式电源（以冷/热定电）、可再生能源利用设备等。此外，随着电力现货市场的逐渐放开，电化学储能也将有望成为智慧能源新的增长点。

下面来看一下数据中心：属典型楼宇智慧能源应用场景。

特点：能源供应品种较高；能源可靠性要求较高。

解决方案：基于对其负荷曲线的精细化分析，开展能源梯级利用的充分研究，建设布局楼宇式天然气分布式能源站，以布局电力储能增强其能源供应可靠性。

最后看一下智慧电厂：属典型单一能源智能改造应用场景。

特点：与大用户相似，均具有较高的单一性与可控性，不同的是重心更多处在信息系统的构建上。其本质是在常规电厂的基础上引入数字化元件，利用物联网技术和设备监控技术，加强信息管理和服务，清楚掌握生产流程、提高生产过程的可控性、减少人工干预、及时正确地采集生产过程数据，进而科学地制定生产计划，构建高效节能、绿色环保的人性化工厂。应用了现代信息处理和通信技术、智能测量和控制技术，形成一种自发的智能发电运行控制管理模式。

方案：通过智能感知层、智能控制层以及智慧管控层三个层面实现。

智能感知层：获得采集过程的信息，为控制系统提供相关设备的状态、诊断信息。

智能控制层：使各种平台从被动数据系统转化为主动表达的智能数据系统，并且使控制系统优化、控制机组运行。

智慧管控层：接入到一个统一的数据管控平台，进而实现对电厂所有系统的自动化、智能化、数字化、集约化的综合管理。

最后，我们来一起分享一下华北院最近几年做过的几个智慧能源的案例：

第一个：霍林河循环经济示范工程

霍林河循环经济示范工程位于中国内蒙古自治区东部霍林河地区，是中国首个“风—火—铝”绿色产业链。同时是世界上首个风-火-铝联合运行的孤立电网，这个工程原有自备电站共8台机组，总装机规模1200MW。电解铝及铝合金三期工程78万吨/年产能全部投产后，用电负荷达到1400MW，自备电站装机规模已不能满足生产供电要求。为此，提出了在现有自备电站基础上，关停两台50MW燃煤机组，以“上大压小”方式新建2×350MW燃用褐煤自备电站，建设800MW风电场，完善配套局域供电网，形成风电和火电并网运行电网结构的示范工程方案。

示范工程积极响应中国政府关于“开发利用可再生资源”的能源政策，利用霍林河地区丰富的风能、太阳能资源，形成了褐煤就地发电转化为主，大比例消纳风电的“煤—电—铝”产业链。

获得国家优质投资项目奖和联合国气候变化框架公约组织颁发的“今日变革进步奖。

第二个为国网张家口风光储输示范项目：

规划总容量为：风力发电500MW，光伏发电100MW，储能系统70MW，并配套建设1座220kV智能变电站。是国家风光储输示范工程，世界首例集风电、光伏、储能、智能输电四位一体综合开发利用新能源的国家级示范工程。

获得国际工程界“诺贝尔奖”—菲迪克优秀工程奖（FIDIC Award of Merit）。中国首例荣获菲迪克奖的新能源项目。

第三个为延长石油“互联网+智慧能源项目”

包含延长石油1GW风光气氢牧能源互联网示范项目和榆林靖边光气氢牧多能互补集成优化示范工程两个国家级示范项目工程。

通过建设延长能源互联网能源管理及综合服务平台，运用多能互补集成优化技术，应用大数据、云计算、人工智能等技术解决油田分布式可再生能源的间歇性、不稳定性，园区余热发电不稳定性、弃风弃光的问题。

最后说一下智慧电厂的案例：

华北院到目前为止已经做了多个智慧电厂项目，在这一领域具有一定的优势和前瞻性。下面我就以智慧电厂建设的通用过程跟大家分享一下，不讲具体案例了，我主要讲一下结构：

主要分四部分：智慧工程、智能控制、智慧安全和智慧管理。

智慧工程：主要涉及建设期的管理，通过数字化移交平台为电厂的智慧管理提供建设期的静态数据；

智能控制：运营期保证发电机组运行稳定性的同时，提高机组的效率、降低排放、提升灵活性，并为电厂的智慧管理提供运行期的实时动态数据；

智慧安全：通过安装各种监控为智慧电厂的建设和运行提供安全保障；

智慧管理：智能工程、智能控制、智慧安全提供的丰富数据进行充分整合、分析并进行深度挖掘，建议一个统一管控平台，打破电厂各层系统之间的信息壁垒，做到全厂所有信息共享，为电厂管理者提供智慧化的决策支持信息。

谢谢大家！