国家能源集团电科院南环院：绿色低碳发展先锋

来源：中国能源新闻网 时间：2024-01-17 15:18

曹含

　　2024开年，国家能源集团将全面建设世界一流清洁低碳能源科技领军企业作为全新发展战略。

　　国内环保行业老牌科研单位——国家能源集团电科院南环院多个领域同步发力，从光伏电站数字化智能管控到火储联合决策协同，再到适用行业更广泛、意义更长远的碳排放数据管理，不断为绿色低碳提供更加丰富的形态，用科技力量让企业更清洁、更高效，用原创贡献让社会更集约、更和谐。

数智光伏电站：墙内开花墙外香

　　2024年元旦刚过，“分布式阶地光伏电站组件智能清扫系统开发及示范应用”项目获批立项的消息从河曲电厂传到南环院。作为技术协作单位，南环院光伏研究的新年工作就此拉开序幕。回望一年多前，该院踏上“双碳”赛道的第一步，便是通过研究运用物联网相关技术，成功获批国家工信部“基于物联网的百兆瓦级智慧光伏电站示范项目”。以此为起点，该院开启了基于物联网的光伏电站数字化建设工程。

　　在光伏电力领域，该院以培育数智技术服务能力为目标，利用自身院区内屋面及地面条件，联合江苏新能源公司共同打造1.2兆瓦规模数智光伏实证基地，开发物联数智光伏电站及能量管理系统。院区光伏采用“自发自用、余电上网”运行模式，日均发电量近3000千瓦时，基本覆盖该院办公时段的用电负荷，在达成新能源技术服务及科研功能的前提下，实现了数智化低碳院区概念的示范应用。

　　实证基地不光融合了光伏发电、储能、气象监测、组网通信、直/交流负载应用、信息集中管控等多种元素，还建有微电网协控系统，可以避免外网电压波动造成的冲击，并能通过模拟不同类型的用电环境，开展各类数据分析、诊断及预测算法模型的研究与优化，为新能源领域技术研发提供优质的平台条件。

　　在此基础上，该院开始打造智慧光伏服务中心，将能量管理控制系统、光伏智能巡检系统、光伏智能管控系统进行高效集成，融汇智能检测、智能清扫、功率预测、故障校核及修复等多重功能，验证成果表明，整套数智化服务完全能够适用于其他独立或区域光伏电站。

　　院区内的验证成果在2023年得到应用推广，该院针对传统光伏电站运维效率低、发电量预测时效性弱、故障诊断可靠性差等“痛点”，树立起“大数据+智能物联”示范标杆，所搭建“基于物联网的光伏电站数字化智能管控平台”先后在甘肃瓜州、浙江宁海、海南定安落地，无人机巡检、运行数据分析、智能诊断、3D数字地图模型等功能同步投用，经测算比对，可以使电站发电效率提升13.4%。便捷可靠的智能管理方案，为光伏发电企业带来了显著的经济效益提升，南环院运用物联网技术推动传统光伏电站数字化转型和智能升级，跻身为构建绿色低碳能源体系的一支活跃力量。

火储联合调频：顺势而为显身手

　　2024年，湖南地区首个火储联合调频系统的投用，正在南环院与宝庆电厂紧锣密鼓的合作中越来越近。

　　南环院对火储联合调频的关注其实早就开始了，早在2021年12月国家能源局发布《电力并网运行管理规定》和《电力辅助服务管理办法》时，南环院就审时度势，认定新建储能参与电力市场辅助服务将成为300MW -1000MW主力火电机组的未来选择。基于此，南环院看准电化学储能系统响应速度快、短时功率吞吐能力强、调节方向易改变的特点，以实施重点“种子”项目的方式，发力研究火储联合调频。

　　从分析现有火储联合调频控制策略的不足入手，南环院围绕如何缩短机组响应时间，专注研究储能功率和储能容量对AGC综合调频性能指标K的影响，设法提高变负荷速率、调节速率以及储能系统的上下行调节裕量，开发出包含协同系统、仿真系统、现货交易系统三大功能模块的火储灵活决策系统。经过巧妙设计，实现了火储灵活决策系统与电厂原DCS系统、储能EMS系统以及现货交易系统的数据交换，进而通过智能先进算法深度分析运行数据，为火储联合调频提供控制策略。

　　研究成果首先于台山电厂得到应用，在2号机组上，南环院构建的火储决策系统有效解决了火电机组与储能系统缺乏联合协同监测与控制的问题，经过验证，机组运行煤耗显著降低，综合调频性能和电化学电池经济寿命分别提高20%，机组经济收益水平以及电厂参与电力现货交易市场的竞争力均大幅提升。

　　通过配置储能系统辅助火电机组进行AGC调节，南环院成功将火电机组从长期的AGC调频任务中解放出来，缓解了频繁调节导致的设备疲劳、磨损，独辟蹊径改善机组燃煤效率，提升机组可用率及使用寿命，进一步促进了全社会节能减排。

碳排放数据管理：知行合一出效益

　　2023年11月，由工信部、国资委联合主办的第五届中国工业互联网大赛在全国五大赛站同步开启，南环院推出的工业互联网+绿色低碳解决方案从2043个参赛作品中成功突围，荣获大赛三等奖，成为碳排放及碳足迹管理领域唯一获奖方案。一个月后的总决赛，方案又在全国百强中脱颖而出，荣膺“最具发展潜力奖”，这是该院继获得2023年能源产业“绿能星”大奖之后再次出彩。方案接连获奖，标志着南环院这项绿色低碳成果堪称研究与应用深化融合的典范，可谓“叫好又叫座”。

　　两年前，“要创造条件尽早实现能耗‘双控’向碳排放总量和强度‘双控’转变”的要求在中央经济工作会议上被首次提出，碳排放数据愈加成为一项核心资源，碳排放数据管理的意义愈发重要。新形势下，南环院“闻令而动”，聚焦工业领域碳排放管理的核心问题，启动涵盖碳排放准确核算、实时监测与数据安全管理的方案研究，以统一数据建模技术为基石，将人、机、料、法、环、测等工业要素的全过程质量控制融入可信验证系统，构筑起工业设备数据采集的标准框架,并同时在“中心端”和电厂端进行方案实践。

　　一方面 ，南环院基于区块链技术，建设智慧煤检实验室可信数据区块链管理平台，将其塑造为企业碳排放管理的“中心端”，实现化验全流程数据上链，确保煤质检测数据可信。管理平台通过碳排放数据的自动采集、分析和报告，可以帮助企业精准掌握碳排放情况，纠正碳排放问题，降低综合能耗，长远看还可为企业决策提供更加及时准确的依据，提高市场响应速度和能力。

　　另一方面，南环院在蚌埠电厂搭建起客户端碳资产智慧管理分析平台，联合应用燃料智能化管理系统及其设备、激光煤质快速检测装置、二氧化碳连续监测装置，基于各数据源数据质量比对、计量溯源及性能评估结果，构筑碳排放数据筛查模型，不光能够准确获取碳排放数据，还能通过深度挖掘电厂燃料、机组运行、碳排放等多维数据，降低碳交易成本，实现碳资产“效益提升”。

　　智慧煤检实验室平台和碳监测平台的实用价值随后在多个场景中得到验证，通过实施该院技术方案，电厂碳排放监测数据准确率从传统的80%提升到98%，由此达到人工成本减少，企业运营效率提高的效果。

　　通往清洁美丽世界的道路上，无数新机遇正在酝酿萌发，国家能源集团电科院南环院保持敏锐与专注，时刻响应时代号召，争做绿色低碳发展先锋。

　　责任编辑：江蓬新