國家能源集團電科院南環院：綠色低碳發展先鋒
來源：中國能源新聞網 時間：2024-01-17 15:18
曹含
2024開年，國家能源集團將全面建設世界一流清潔低碳能源科技領軍企業作為全新發展戰略。
國內環保行業老牌科研單位——國家能源集團電科院南環院多個領域同步發力，從光伏電站數字化智能管控到火儲聯合決策協同，再到適用行業更廣泛、意義更長遠的碳排放數據管理，不斷為綠色低碳提供更加豐富的形態，用科技力量讓企業更清潔、更高效，用原創貢獻讓社會更集約、更和諧。
數智光伏電站：墻內開花墻外香
2024年元旦剛過，“分布式階地光伏電站組件智能清掃系統開發及示范應用”項目獲批立項的消息從河曲電廠傳到南環院。作為技術協作單位，南環院光伏研究的新年工作就此拉開序幕。回望一年多前，該院踏上“雙碳”賽道的第一步，便是通過研究運用物聯網相關技術，成功獲批國家工信部“基于物聯網的百兆瓦級智慧光伏電站示范項目”。以此為起點，該院開啟了基于物聯網的光伏電站數字化建設工程。
在光伏電力領域，該院以培育數智技術服務能力為目標，利用自身院區內屋面及地面條件，聯合江蘇新能源公司共同打造1.2兆瓦規模數智光伏實證基地，開發物聯數智光伏電站及能量管理系統。院區光伏采用“自發自用、余電上網”運行模式，日均發電量近3000千瓦時，基本覆蓋該院辦公時段的用電負荷，在達成新能源技術服務及科研功能的前提下，實現了數智化低碳院區概念的示范應用。
實證基地不光融合了光伏發電、儲能、氣象監測、組網通信、直/交流負載應用、信息集中管控等多種元素，還建有微電網協控系統，可以避免外網電壓波動造成的沖擊，并能通過模擬不同類型的用電環境，開展各類數據分析、診斷及預測算法模型的研究與優化，為新能源領域技術研發提供優質的平臺條件。
在此基礎上，該院開始打造智慧光伏服務中心，將能量管理控制系統、光伏智能巡檢系統、光伏智能管控系統進行高效集成，融匯智能檢測、智能清掃、功率預測、故障校核及修復等多重功能，驗證成果表明，整套數智化服務完全能夠適用于其他獨立或區域光伏電站。
院區內的驗證成果在2023年得到應用推廣，該院針對傳統光伏電站運維效率低、發電量預測時效性弱、故障診斷可靠性差等“痛點”，樹立起“大數據+智能物聯”示范標桿，所搭建“基于物聯網的光伏電站數字化智能管控平臺”先后在甘肅瓜州、浙江寧海、海南定安落地，無人機巡檢、運行數據分析、智能診斷、3D數字地圖模型等功能同步投用，經測算比對，可以使電站發電效率提升13.4%。便捷可靠的智能管理方案，為光伏發電企業帶來了顯著的經濟效益提升，南環院運用物聯網技術推動傳統光伏電站數字化轉型和智能升級，躋身為構建綠色低碳能源體系的一支活躍力量。
火儲聯合調頻：順勢而為顯身手
2024年，湖南地區首個火儲聯合調頻系統的投用，正在南環院與寶慶電廠緊鑼密鼓的合作中越來越近。
南環院對火儲聯合調頻的關注其實早就開始了，早在2021年12月國家能源局發布《電力并網運行管理規定》和《電力輔助服務管理辦法》時，南環院就審時度勢，認定新建儲能參與電力市場輔助服務將成為300MW -1000MW主力火電機組的未來選擇。基于此，南環院看準電化學儲能系統響應速度快、短時功率吞吐能力強、調節方向易改變的特點，以實施重點“種子”項目的方式，發力研究火儲聯合調頻。
從分析現有火儲聯合調頻控制策略的不足入手，南環院圍繞如何縮短機組響應時間，專注研究儲能功率和儲能容量對AGC綜合調頻性能指標K的影響，設法提高變負荷速率、調節速率以及儲能系統的上下行調節裕量，開發出包含協同系統、仿真系統、現貨交易系統三大功能模塊的火儲靈活決策系統。經過巧妙設計，實現了火儲靈活決策系統與電廠原DCS系統、儲能EMS系統以及現貨交易系統的數據交換，進而通過智能先進算法深度分析運行數據，為火儲聯合調頻提供控制策略。
研究成果首先于臺山電廠得到應用，在2號機組上，南環院構建的火儲決策系統有效解決了火電機組與儲能系統缺乏聯合協同監測與控制的問題，經過驗證，機組運行煤耗顯著降低，綜合調頻性能和電化學電池經濟壽命分別提高20%，機組經濟收益水平以及電廠參與電力現貨交易市場的競爭力均大幅提升。
通過配置儲能系統輔助火電機組進行AGC調節，南環院成功將火電機組從長期的AGC調頻任務中解放出來，緩解了頻繁調節導致的設備疲勞、磨損，獨辟蹊徑改善機組燃煤效率，提升機組可用率及使用壽命，進一步促進了全社會節能減排。
碳排放數據管理：知行合一出效益
2023年11月，由工信部、國資委聯合主辦的第五屆中國工業互聯網大賽在全國五大賽站同步開啟，南環院推出的工業互聯網+綠色低碳解決方案從2043個參賽作品中成功突圍，榮獲大賽三等獎，成為碳排放及碳足跡管理領域唯一獲獎方案。一個月后的總決賽，方案又在全國百強中脫穎而出，榮膺“最具發展潛力獎”，這是該院繼獲得2023年能源產業“綠能星”大獎之后再次出彩。方案接連獲獎，標志著南環院這項綠色低碳成果堪稱研究與應用深化融合的典范，可謂“叫好又叫座”。
兩年前，“要創造條件盡早實現能耗‘雙控’向碳排放總量和強度‘雙控’轉變”的要求在中央經濟工作會議上被首次提出，碳排放數據愈加成為一項核心資源，碳排放數據管理的意義愈發重要。新形勢下，南環院“聞令而動”，聚焦工業領域碳排放管理的核心問題，啟動涵蓋碳排放準確核算、實時監測與數據安全管理的方案研究，以統一數據建模技術為基石，將人、機、料、法、環、測等工業要素的全過程質量控制融入可信驗證系統，構筑起工業設備數據采集的標準框架,并同時在“中心端”和電廠端進行方案實踐。
一方面 ，南環院基于區塊鏈技術，建設智慧煤檢實驗室可信數據區塊鏈管理平臺，將其塑造為企業碳排放管理的“中心端”，實現化驗全流程數據上鏈，確保煤質檢測數據可信。管理平臺通過碳排放數據的自動采集、分析和報告，可以幫助企業精準掌握碳排放情況，糾正碳排放問題，降低綜合能耗，長遠看還可為企業決策提供更加及時準確的依據，提高市場響應速度和能力。
另一方面，南環院在蚌埠電廠搭建起客戶端碳資產智慧管理分析平臺，聯合應用燃料智能化管理系統及其設備、激光煤質快速檢測裝置、二氧化碳連續監測裝置，基于各數據源數據質量比對、計量溯源及性能評估結果，構筑碳排放數據篩查模型，不光能夠準確獲取碳排放數據，還能通過深度挖掘電廠燃料、機組運行、碳排放等多維數據，降低碳交易成本，實現碳資產“效益提升”。
智慧煤檢實驗室平臺和碳監測平臺的實用價值隨后在多個場景中得到驗證，通過實施該院技術方案，電廠碳排放監測數據準確率從傳統的80%提升到98%，由此達到人工成本減少，企業運營效率提高的效果。
通往清潔美麗世界的道路上，無數新機遇正在醞釀萌發，國家能源集團電科院南環院保持敏銳與專注，時刻響應時代號召，爭做綠色低碳發展先鋒。
責任編輯：江蓬新
