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西門子為國家能源分布式能源技術研發（實驗）中心提供微網智能管理系統

2018-11-13 來源：西門子作者：-

引言：11月10日，首屆中國國際進口博覽會在上海落下帷幕。西門子以“博大精深，同心致遠”為主題參展。在西門子展臺有一張分布式能源系統多媒體展示互動桌子吸引了眾多觀眾的關注。

這張桌子以互動的方式，生動呈現多種能源如何通過微網控制和綜合能源管理實現供應平衡及互補。作為分布式發電領域領先的解決方案提供商，西門子憑借熱電聯產/冷熱電聯產、分布式光伏、微網/電源管理和儲能四大解決方案，滿足客戶對產品、解決方案和服務組合的不同需求，積極助力中國能源結構轉型。之前，西門子為國家能源分布式能源技術研發（實驗）中心提供的微網智能管理系統就是一個很好的應用案例。

案例分享：

西門子為國家能源分布式能源技術研發（實驗）中心提供微網智能管理系統

西門子助力華電電力科學研究院有限公司，為國家能源分布式能源技術研發（實驗）中心提供了微網智能運行優化和調度系統，幫助實現了園區供能和用能的高效、節能、靈活與穩定。

1879年初，西門子為中國提供了一臺10馬力的蒸汽發電機，專門用于上海港的照明，大大提高了港口的工作效率。今天，以這種“在哪兒用能，就在哪兒產能”的理念為核心，在集中式供能之外，分布式能源系統正以星火燎原之勢蓬勃發展。

與集中式供電不同，分布式能源系統位于用電端周邊，可以自發自用，如果有余電還可以饋還給主電網，獲得經濟收益。同時，由于系統在產能時多使用風能、太陽能和天然氣等可再生能源或清潔能源，它還具有清潔、高效等特點。

華電電力科學研究院有限公司（華電電科院）作為分布式能源領域的先行者，已經在杭州搭建了國家能源分布式能源技術研發（實驗）中心（研發中心）。作為國家能源局下屬分布式能源專業的研究機構，研發中心正以其園區作為研究和實驗對象，開展分布式能源系統的可行性與經濟性等方面的研究。

為幫助研發中心更好地管理園區內的太陽能等多種能源，西門子為研發中心提供了SICAM AK1703微網控制器和包括MGMS微網管理高級應用在內的Spectrum Power能源監控管理平臺（Spectrum Power平臺），助力實現了園區供能和用能的高效、節能、靈活與穩定。

西門子（中國）有限公司能源管理集團智慧能源事業部總經理鄭峰表示：“華電電科院研發中心項目對西門子來說具有開創性的意義，它的MGMS微網管理系統是西門子在中國成功落地的第一個微網管理系統。以此為起點和標桿，我們正在持續深耕分布式能源領域。”

“隨著中國能源結構的調整，能源生產與利用的清潔和高效已經成為了許多能源企業發展的‘硬指標’。發展分布式能源系統是大勢所趨。” 華電電力科學研究院有限公司分布式能源技術部（國家能源分布式能源技術研發（實驗）中心）高級工程師、副主任鄭文廣則表示，“在這一領域，西門子有著先進的技術與豐富的經驗，是值得信賴的合作伙伴。與西門子的合作讓我們的工作事半功倍。”

“最復雜的微網實驗室工程”

位于杭州的研發中心被包圍在一片蔥郁的綠色之中。在占地面積達2.6萬平方米的園區內可以看到一棟棟排列整齊的實驗樓。天氣晴朗時，實驗平臺墻上的一塊塊太陽能板更是像一顆顆寶石，在陽光下閃閃發光。

園區使用的能源大部分來自分布式能源系統。由于系統整合了光伏發電與燃氣發電，需要同時管理電、熱和冷等多種能源，它也是目前國內分布式能源種類最多且最復雜的微網實驗室工程之一。在安裝上，它設備種類較多，接口不一，不易統一接入微電網管理系統。在電網運行上，它不僅技術標準復雜，運行控制難度也很大。

但是，面對困難，華電電科院與西門子都沒有退縮。為了將設備連接到Spectrum Power平臺，西門子對園區內的微燃機、內燃機和換熱器等相關設備做了細致的考察，根據實際情況更新或重繪了設備圖紙，并以此為依據對系統做了本地化匹配，最終順利將設備全部接入平臺。

而在電網運行上，Spectrum Power平臺則憑借其強大的功能，保證了微電網高效、節能、靈活和穩定的運行。

“一石三鳥”，高效產能

占地廣闊的園區在運轉時需要大量電力與熱能的支持。一般來說，建筑物需要從電網獲取電力，而通過燃煤得到熱能。但是，在使用分布式能源系統后，園區內的燃氣內燃機和微燃機在燃燒天然氣發電時能將產生的熱能也收集起來，并通過一系列裝置將它們轉化為人們工作、生活時需要的熱能和冷，實現了冷熱電三聯供。這種“一石三鳥”的產能方式大大提高了能源利用率。

西門子的Spectrum Power平臺則可以根據園區的實際用能需要，調整冷、熱和電三種能源的產量，讓能源“物盡其用”。

精打細算，智慧“持家”

光是高效產能還不夠，園區運營者需要操心的是從產能到用能的整個過程。如何減少能源消耗，做到能源成本最低，以實現“勤儉持家”，是他們面臨的一大挑戰。西門子Spectrum Power平臺便是研發中心的“智慧管家”。它“精打細算”，讓園區內各種能源都“用在刀刃上”，讓能源產、用過程的經濟性達到最高。

研發中心使用的一次能源包括天然氣與太陽能。西門子Spectrum Power平臺搭載的MGMS微網管理系統可以利用先進的優化算法，根據用戶側用電量和能源價格的波動，制定經濟性最高的微電網運行計劃。舉例來說，當公共電網電價較低時，系統會增加從公共電網購買的電量，停止微電網內燃氣發電，并利用光伏發電為儲能系統蓄滿電力。而當公共電網電價較高時，系統則會減少從公共電網購買的電量，轉而使用儲能系統中的電力，或主要使用燃氣發電和光伏發電。

此外，MGMS微網管理系統的預測算法還可以根據天氣情況和歷史數據對發電及儲能情況進行預測性計算，制定未來發電計劃。優化算法與預測算法相輔相成，進一步提高了系統的經濟性。

穩如泰山，不懼停電

作為園區運營者，最操心的恐怕就是電網的穩定了，而有了西門子Spectrum Power平臺，這一點也不再是困擾。

由于太陽能受天氣影響較大，為保證微電網不會在光伏發電量波動時受到沖擊，MGMS微網管理系統可以利用平滑濾波功能，通過靈活調度儲能系統與燃氣發電設備，對光伏發電進行平衡和補充，保證了供電穩定。

而當公共電網出現故障，微電網也面臨停電風險時，MGMS微網管理系統可以自動切換到離網狀態，并利用自己的發電與儲能系統維持微電網正常運行，等需要時再自動并回公共電網。它還可以利用儲能系統進行黑啟動，實現完全停電狀態下的重啟。有了MGMS微網管理系統，研發中心就再也不用擔心停電了。

邁向可持續的未來

截至2018年7月，研發中心實驗平臺內所有西門子相關系統與設備都已投運。在未來，研發中心的研究成果將被應用到其它分布式能源項目中。

鄭文廣表示：“通過‘舍遠求近’、‘化合為分’，我們與西門子攜手，做到了智慧的能源生產、使用和管理。研發中心的研究成果將對我們未來在分布式能源領域的探索起到指導性的作用。我們相信，與西門子的攜手合作將幫助我們邁向一個更加可持續的未來。”

除實驗室項目外，西門子也已積極參與到微電網相關的商用項目中，其中就包括由陽光電源股份有限公司（陽光電源）承建的合肥市高新區微電網示范項目。該項目是國家發改委與國家能源局于2017年公布的28個新能源微電網示范項目之一。在項目中，西門子將為陽光電源提供基于新能源發電、儲能和產業園區負荷的能源微網管理系統，幫助產業園區實現能源高效利用和綠色環保等目標。