區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)理論與實踐
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區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要物理載體,對提高區(qū)域內(nèi)的清潔能源消納水平、綜合能效水平、能源安全水平,助力實現(xiàn)雙碳目標以及推動以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設具有重要意義。本書從區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與特征出發(fā),總結(jié)了區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的邊界與體系框架。通過梳理區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)建設案例,總結(jié)了省級、城市級、終端級等不同類型區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)建設的典型經(jīng)驗,多維度闡述了區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展模式,提出區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建方案,形成宏觀層次的多元化解決方案,為紛繁復雜形勢下區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃、設計、建設提供參考。本書是關于能源互聯(lián)網(wǎng)建設與實踐的指導書,具有十分廣泛的應用價值,可供能源互聯(lián)網(wǎng)領域的工程師及科研人員閱讀參考。
前言能源互聯(lián)網(wǎng)是近年來出現(xiàn)的新生事物,國家、能源行業(yè)、能源企業(yè)對其內(nèi)涵和功能形態(tài)的認知自能源互聯(lián)網(wǎng)的概念出現(xiàn)之始就在不斷地豐富和完善。早期提出的能源互聯(lián)網(wǎng)理念主要闡述了如何通過分布式微電網(wǎng)借鑒互聯(lián)網(wǎng)的特點將傳統(tǒng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑、具有快速響應和自愈能力的?shù)字化電網(wǎng)。而早期的能源互聯(lián)網(wǎng)概念,即基于可再生能源的、分布式、開放共享的網(wǎng)絡,主要描述了其可再生、分布式、互聯(lián)性、開放性、智能化五大特征,并將其作為未來經(jīng)濟系統(tǒng)的五大經(jīng)濟支柱之一。當前,以新能源大規(guī)模開發(fā)利用為標志,以智能化、電氣化為主要路徑,以能源互聯(lián)網(wǎng)為重要支柱的新一輪能源革命正在全球范圍深入開展。2014年6月,習近平總書記在中央財經(jīng)領導小組第六次會議上提出了我國能源發(fā)展的四個革命、一個合作能源安全新戰(zhàn)略,標志著我國進入了能源生產(chǎn)和消費革命的新時代!吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》提出,將推進能源與信息等領域新技術深度融合,統(tǒng)籌能源與通信、交通等基礎設施網(wǎng)絡建設,建設源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)發(fā)展、集成互補的能源互聯(lián)網(wǎng)。面對能源革命的關鍵時期,能源互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)受到了國內(nèi)各級政府和研究機構(gòu)的高度重視,正逐漸由以基礎性研究為主的概念階段向以應用性研究為主的發(fā)展階段轉(zhuǎn)變。電能作為優(yōu)質(zhì)、清潔的二次能源,是目前能夠?qū)崿F(xiàn)各種能源大規(guī)模和經(jīng)濟高效轉(zhuǎn)化的介質(zhì)。大部分清潔能源也只有轉(zhuǎn)換為電能才能高效利用。智能電網(wǎng)承擔著電能輸送與分配的任務,是能源體系中智能化程度的能源網(wǎng)絡,具有極強的可延展性,能夠打破不同類型能源轉(zhuǎn)換、傳輸、消費的壁壘。智能電網(wǎng)必然成為能源互聯(lián)網(wǎng)的主要形式,成為提供各類能源供需協(xié)調(diào)互動的主要平臺。為此,本書從能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建設的視角,以區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)理論為基礎,以翔實的建設案例為骨架,闡述了區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵、關鍵技術、典型業(yè)務、發(fā)展環(huán)境以及差異化建設路徑。本書共分為8章。第1章為本書的概述部分。重點介紹了能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵、特征及架構(gòu),闡述了能源互聯(lián)網(wǎng)的五大特征和三大體系,闡述了區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵、定義與邊界。第2章從能源網(wǎng)架體系、信息支撐體系、價值創(chuàng)造體系3個層面分析了能源互聯(lián)網(wǎng)建設中常用的多元綜合規(guī)劃技術、多能源協(xié)同優(yōu)化技術、多能源交易技術等區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術和通信技術、云計算技術、大數(shù)據(jù)技術、物聯(lián)網(wǎng)技術等信息通信技術。第3章分析了能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)建設中面臨的競爭環(huán)境與行業(yè)監(jiān)管。以省級電網(wǎng)公司為例,分析了其面臨的競爭環(huán)境、核心競爭力、競爭策略和監(jiān)管問題。第4章列舉了區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的典型業(yè)務。在能源體制改革和能源轉(zhuǎn)型升級的背景下,考慮從業(yè)務維度、機制維度、主體維度3個維度建立區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的三維業(yè)務架構(gòu)。構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務篩選模型,并以省級電網(wǎng)公司為例介紹該模型的使用方法,研判省級電網(wǎng)公司的業(yè)務布局。第5章介紹了省級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的建設路徑。通過分析省級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的共性特征,總結(jié)省級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的三層級結(jié)構(gòu)和三功能模塊。在此基礎上,按照新能源為主的送端區(qū)域、傳統(tǒng)能源為主的送端區(qū)域、工業(yè)型受端區(qū)域、服務型受端區(qū)域4種類型分析了省級能源互聯(lián)網(wǎng)的差異化建設路徑,并以江蘇為例,具體闡述了省級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的建設路徑。第6章介紹了城市級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的建設路徑。從共性層面介紹了城市級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的特征與主要類型,并通過分析鹽城和連云港的社會發(fā)展現(xiàn)狀、能源稟賦、區(qū)域定位,總結(jié)了不同類型城市的特色建設路徑。第7章介紹了園區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的建設方案。從基本概念、主體特征、主要功能闡述了園區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵。通過梳理園區(qū)區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的各利益相關方合作競爭策略,重點介紹了園區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展重點,同時結(jié)合同里新能源小鎮(zhèn)、工業(yè)園區(qū)項目、鋼鐵節(jié)能減排項目等典型的示范項目進行分析,推動園區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的實踐發(fā)展。第8章介紹了樓宇級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的建設方案。分析了樓宇級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與發(fā)展重點,并通過市民中心項目、商業(yè)廣場項目、行政中心項目,詳細介紹了樓宇級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃分析方法與建設重點。本書由國網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟技術研究院組織骨干人員編寫,在此感謝所有在本書編寫過程中提供幫助的人。限于時間和水平,若有疏漏不當之處,還請廣大讀者提出寶貴意見。作者2023年1月
目錄前言第 1章 概述 11.1 能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與特征1 1.2 電網(wǎng)企業(yè)建設能源互聯(lián)網(wǎng)的外在要求與內(nèi)生需求4 1.3 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與特征7 1.4 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的建設意義11 第 2章 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)關鍵技術 132.1 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)技術體系13 。玻保薄∧茉椿ヂ(lián)網(wǎng)技術體系框架13 。玻保病∈〖墔^(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)技術體系框架13 2.2 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃技術19 2.2.1 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)多能系統(tǒng)基本組成和設計方法19 。玻玻病^(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)多能系統(tǒng)規(guī)劃21 。玻玻场^(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)多能系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化求解算法25 2.3 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)運行優(yōu)化技術27 2.3.1 優(yōu)化調(diào)度目標函數(shù)27 。玻常病∵\行優(yōu)化約束條件28 。玻常场∵\行優(yōu)化求解方法30 2.4 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)交易技術32 。玻矗薄∈袌黾軜(gòu)設計方案32 。玻矗病⑴c交易市場主體34 。玻矗场』谶B續(xù)匹配的日前市場集中報價撮合交易機制34 2.5 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信技術38 2.5.1 通信技術在區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)中的支撐作用39 。玻担病≡朴嬎慵夹g在區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)中的支撐作用40 。玻担场〈髷(shù)據(jù)技術在區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)中的支撐作用40 。玻担础∥锫(lián)網(wǎng)技術在區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)中的支撐作用41 第 3章 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)監(jiān)管 443.1 能源監(jiān)管的含義44 3.2 能源監(jiān)管的特殊性44 3.3 能源監(jiān)管的范圍45 3.4 國內(nèi)外行業(yè)監(jiān)管機構(gòu)設置47 。常矗薄饽茉葱袠I(yè)監(jiān)管機構(gòu)47 。常矗病鴥(nèi)能源行業(yè)監(jiān)管機構(gòu)51 第 4章 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的典型業(yè)務 554.1 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務體系55 。矗保薄I(yè)務體系架構(gòu)55 4.1.2 主要特征和各維度探索57 4.2 能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)業(yè)務體系58 。矗玻薄。牵拍P停担 4.2.2 能源互聯(lián)網(wǎng)競爭類業(yè)務篩選器60 4.3 綜合能源供應60 。矗常薄〖夹g原理60 。矗常病≈饕阅芴攸c61 4.3.3 適用范圍61 。矗常础∩虡I(yè)模式62 4.3.5 典型案例62 4.4 虛擬電廠64 。矗矗薄〖夹g原理64 。矗矗病≈饕阅芴攸c66 4.4.3 適用范圍69 。矗矗础∩虡I(yè)模式72 。矗矗怠〉湫桶咐罚 。矗矗丁√摂M電廠組建案例分析74 4.5 儲能業(yè)務81 。矗担薄〖夹g原理81 4.5.2 主要性能特點82 。矗担场∵m用范圍83 。矗担础∩虡I(yè)模式83 。矗担怠〉湫桶咐福 。矗担丁∷憷治觯梗 4.6 電動汽車100 。矗叮薄〖夹g原理101 。矗叮病≈饕阅芴攸c101 4.6.3 適用范圍102 。矗叮础∩虡I(yè)模式102 。矗叮怠〉湫桶咐保埃 4.7 綠色照明節(jié)能改造106 。矗罚薄〖夹g原理106 4.7.2 主要性能特點107 。矗罚场∵m用范圍107 。矗罚础∩虡I(yè)模式107 4.7.5 典型案例107 4.8 能源托管108 。矗福薄∧茉赐泄艿亩x108 。矗福病∧茉赐泄艿膬r值109 4.8.3 能源托管的收費方式110 。矗福础∧茉赐泄茼椖康牡湫土鞒蹋保保 第 5章 省級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng) 1125.1 省級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的共性架構(gòu)112 5.1.1 三層級結(jié)構(gòu)113 。担保病∪δ苣K114 5.2 省級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的主要類型118 。担玻薄∷投藚^(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)118 5.2.2 受端區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)119 5.3 江蘇區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)建設119 。担常薄〗K區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)建設的形勢與挑戰(zhàn)120 5.3.2 江蘇區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的建設基礎121 。担常场〗K區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略定位123 5.4 江蘇區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的建設124 。担矗薄∥锢砘A層124 。担矗病⌒畔⑷诤蠈樱保玻 5.4.3 應用實踐層128 第 6章 城市級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng) 1306.1 城市級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的特征與主要類型130 。叮保薄〕鞘心茉窗l(fā)展的特征130 。叮保病〕鞘心茉椿ヂ(lián)網(wǎng)的主要類型131 6.2 鹽城城市能源互聯(lián)網(wǎng)132 。叮玻薄←}城社會經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀132 。叮玻病←}城能源稟賦133 。叮玻场←}城能源互聯(lián)網(wǎng)定位135 。叮玻础←}城能源互聯(lián)網(wǎng)建設路徑135 6.3 連云港城市能源互聯(lián)網(wǎng)138 。叮常薄∵B云港社會經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀138 。叮常病∵B云港能源稟賦139 。叮常场∵B云港能源互聯(lián)網(wǎng)定位140 6.3.4 連云港能源互聯(lián)網(wǎng)建設路徑141 6.4 其他城市能源互聯(lián)網(wǎng)143 。叮矗薄√旖虺鞘心茉椿ヂ(lián)網(wǎng)143 。叮矗病〖闻d城市能源互聯(lián)網(wǎng)144 。叮矗场∩蜿柍鞘心茉椿ヂ(lián)網(wǎng)145 6.4.4 大連城市能源互聯(lián)網(wǎng)147 第 7章 園區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng) 1507.1 園區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與發(fā)展重點150 7.1.1 園區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵150 。罚保病@區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的綜合能源服務151 。罚保场@區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的主要功能154 。罚保础@區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展重點154 7.2 園區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)各利益相關方及實施策略158 。罚玻薄@區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)各主要利益方分析158 7.2.2 園區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)各利益方的利益訴求分析163 。罚玻场@區(qū)級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)各利益方的耦合關系研究174 7.3 同里新能源小鎮(zhèn)示范項目178 。罚常薄〉貐^(qū)概述178 。罚常病∧茉捶A賦分析179 。罚常场∧茉垂┬杵胶夥治觯保福 。罚常础∠到y(tǒng)總體規(guī)劃184 。罚常怠〕尚Х治觯保福 7.4 某工業(yè)園區(qū)示范項目186 。罚矗薄№椖繉嵤┍尘埃保福 。罚矗病№椖拷ㄔO目標186 。罚矗场№椖楷F(xiàn)狀分析187 7.4.4 總體規(guī)劃方案189 。罚矗怠∠到y(tǒng)整體建設191 。罚矗丁〕尚Х治觯保梗 7.5 某鋼鐵節(jié)能減排示范項目194 。罚担薄№椖繉嵤┍尘埃保梗 。罚担病№椖楷F(xiàn)狀基礎分析194 7.5.3 項目建設內(nèi)容194 。罚担础】刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)196 7.5.5 成效分析196 7.6 某服務中心園區(qū)示范項目196 。罚叮薄№椖扛艣r196 。罚叮病№椖拷ㄔO內(nèi)容197 。罚叮场〕尚Х治觯保梗 7.7 其他示范項目198 。罚罚薄≌彰飨到y(tǒng)節(jié)能改造與智能控制示范項目198 。罚罚病】照{(diào)系統(tǒng)升級優(yōu)化示范項目198 。罚罚场」┠芟到y(tǒng)提質(zhì)改造示范項目199 7.7.4 設備代維示范項目200 。罚罚怠≈悄苣茉淳C合管理平臺示范項目200 第 8章 樓宇級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng) 2028.1 樓宇級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與發(fā)展重點203 。福保薄怯罴墔^(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵203 8.1.2 樓宇級區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展重點204 8.2 某市民中心項目205 。福玻薄№椖拷ㄔO概況205 。福玻病№椖拷ㄔO路線206 。福玻场№椖砍尚Х治觯玻保 8.3 某市商業(yè)廣場項目212 。福常薄№椖拷ㄔO概況212 。福常病№椖拷ㄔO路線213 8.3.3 項目成效分析218 8.4 某行政中心項目219 。福矗薄№椖拷ㄔO概況219 。福矗病№椖拷ㄔO路線220 。福矗场№椖砍尚Х治觯玻常 參考文獻 231