江苏电科院自主攻关研发综合能源协调控制系统

“安装综合能源协调控制系统后，相比2022年12月，今年光伏发电不再倒送了，园区尖峰负荷也降低了20%，用电不仅更加平稳，也更加绿色了。”3月21日，江苏盐城怡宁综合能源科创产业园负责人花兰干对上门检查综合能源协调控制系统运行情况的供电员工说。

1月1日，江苏电力科学研究院有限公司自主研制的应用毫秒/秒级多时间尺度的综合能源协调控制系统在该产业园投用。截至3月23日，该系统已平稳运行82天，减少园区碳排放217.58吨。花兰干算了一笔账：按照全年光伏等效满负荷发电小时数为1100小时计算，综合能源协调控制系统将助力园区全年100%消纳新能源电量约200万千瓦时，减少燃煤产生的碳排放约3000吨。

综合能源系统需要更智能的协调控制装备

综合能源系统集光伏发电、储能等多种供能方式于一体，可满足客户用冷、用热、用电等多种需求，是消纳可再生能源的高效手段。理想状态下，当系统能量不足时，需要电网供电，能量过剩时，又可向电网反送电能。

自2017年以来，江苏电网调度最高用电负荷连续6年突破1亿千瓦，已成为全国负荷密度最大、电网规模最大的省级电网。随着分布式光伏发电等大规模可再生能源的接入，江苏电网的结构日趋复杂，系统调峰能力不足、抵御风险能力不足等问题给电网安全运行和低碳运行带来新的挑战。

“尽管综合能源系统有助于提升客户用能的经济性，但各种能源的相互耦合使系统协调控制变得十分复杂，且系统协调控制涉及大量电力电子设备，传统的控制方法和装备无法满足多种能源相互耦合的管理需求，打造满足高度电力电子化系统的协调控制装备迫在眉睫。”江苏电科院综合能源系统技术研究所所长高磊说。

有的放矢开展技术攻关研发系列装备

为充分挖掘微型能源的潜力，让综合能源系统主动根据电网运行规律调节能量交互，2020年10月底，江苏电科院组织攻关团队经充分论证研制了综合能源协调控制系统。该系统主要包括微网控制器、能量管理系统、储能分级保护装备和综合能源管控平台监控设备。

微网控制器相当于综合能源系统中的实时决策专家，具备一次调频、一键启停和交直流微网快速互供等功能，面向电网可支撑省市电网频率控制，面向客户能满足多种能源的消纳和分配需求。能量管理系统作为风光储充冷热等各类综合能源的一体化监测控制与能量管理平台，统一管理与优化调度各类能源系统，能有效提高能源利用效率，促进节能减排目标实现。微网控制器与能量管理系统相辅相成，可为电网侧一次调频、新能源电量全额消纳、新能源汽车有序充电、冷热电互济等场景提供支撑，实现各类能源系统的统一管理、优化调度，并促进它们与大电网友好互动。

“以往，产业园区对是否投用储能装置犹豫不决，最主要的原因还是电池安全性问题。”攻关团队成员周琦介绍，借鉴变电站系统级保护的理念，团队从事前预防的角度出发，研发了储能分级保护装备。该装备具有储能预制舱级和电池簇级分级保护功能，能全方位保障预制舱内电池系统的安全稳定运行。监控平台则把园区的能源设备信息可视化显示出来，并预测源荷运行趋势，自适应调整微电网运行策略，达到低碳用能目的。

实现微型综合能源对电网频率控制的支持

2021年1月29日，综合能源协调控制系统在无锡祝塘综合能源服务站投运，实现了微型综合能源对电网频率控制的支持。

“现场实测数据显示，该微网控制器可以在300毫秒内实现频率快速响应，将站内450千瓦的光储能源有效用于电网频率控制。若省内半数110千伏变电站采用这一方案，电网调频容量将增加约50万千瓦，每年可节省购电费用近10亿元，降低碳排放百万余吨。”攻关团队成员郑明忠介绍。

2022年4月，综合能源协调控制系统中标盐城怡宁综合能源科创产业园基地建筑智能化建设及清洁能源应用专项，准备在客户侧首次应用。该产业园接入1650千瓦光伏发电，并配置约2700千瓦的地源热泵，辅以储热、储冷、储电等多种形式的储能装置。

“充分考虑到客户侧产业园区多台区供电的潮流优化控制问题，我们研制的综合能源协调控制系统能够通过高速网络拓扑识别技术，实现运行方式变换下多电力电子设备控制策略的毫秒级自适应切换，并具有负荷运行趋势预测功能，能为园区微电网提供优化运行策略。”江苏电科院综合能源系统技术研究所项目开发负责人王晨清介绍，当遇到电网短路故障等大扰动情形时，综合能源协调控制系统能快速进行负荷转代，保障园区重要负荷的连续供电能力。

江苏电科院将持续跟踪系统数据，充分总结运行经验，力争打造标准化产品，在更大范围内实现成果应用转化，为工业企业客户提供灵活、低碳、经济的用能服务。（庄舒仪 陶艳 孙婷）

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