【技術(shù)案例】工業(yè)綠色微電網(wǎng)技術(shù)

1《國家工業(yè)節(jié)能降碳技術(shù)應(yīng)用指南與案例（2024年（一）多能互補(bǔ)直流微電網(wǎng)及抽油機(jī)群控節(jié)能技術(shù)1.技術(shù)適用范圍適用于油井、井場微電網(wǎng)。2.技術(shù)原理及工藝采用以柔直配電為核心的新型分布式智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷”協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行，提高油田新能源消納率、降低線路損耗。通過電機(jī)功率動態(tài)跟蹤調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)饋能共享。通過多臺抽油機(jī)分時(shí)優(yōu)化、協(xié)調(diào)群控，避免大電流峰值疊加，錯峰填谷，將分散的變壓器冗余容量集中共享，降低網(wǎng)電變壓器和其他發(fā)電機(jī)組的供電容量，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷動態(tài)均衡。技術(shù)原理如圖1所示。++-逆變器UVW儲能模塊+-+-+-+-隔離型有源PFC程控整流器隔離型有源PFC程控整流器光伏控制器光伏控制器抽油機(jī)驅(qū)動電機(jī)抽油機(jī)驅(qū)動電機(jī)柴油發(fā)電機(jī)天然氣發(fā)電機(jī)柴油發(fā)電機(jī)天然氣發(fā)電機(jī)控制總線智能控制器MMRSTRST儲能模塊直流母線UVW逆變器+-23.技術(shù)功能特性及指標(biāo)（1）多臺抽油機(jī)分時(shí)優(yōu)化協(xié)調(diào)群控，變壓器總?cè)萘拷担?）利用新能源降低機(jī)采系統(tǒng)電耗，系統(tǒng)節(jié)電效率可達(dá)20%~35%。4.應(yīng)用案例應(yīng)用單位為東辛采油廠。改造前采用總?cè)萘繛?00千伏安的單位時(shí)間能耗為3992千瓦時(shí)/天。（2）主要技術(shù)改造內(nèi)容：安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)100千瓦、儲能系統(tǒng)70千瓦時(shí)、風(fēng)能5千瓦和油井直流群控系統(tǒng)，淘汰20臺變壓器。2020年4月實(shí)施節(jié)能改造，實(shí)施周期1年。（3）節(jié)能降碳效果及投資回收期：改造完成后，單位時(shí)間能耗降低至3142千瓦時(shí)/天，但因全部采用綠電，無額外電力供應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量355.6噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年，二氧化碳減排量945.8噸/年。投資額為205.7萬元，投資回收期為2.7年。3（二）級聯(lián)型高壓大容量儲能技術(shù)1.技術(shù)適用范圍適用于大型電儲能系統(tǒng)。2.技術(shù)原理及工藝通過將大量電池簇并聯(lián)構(gòu)成的電池堆拆解成多個獨(dú)立通過功率單元進(jìn)行逆變的小電池堆，并在逆變交流側(cè)串聯(lián)形成高壓接入電網(wǎng)，省去濾波、升壓變壓器等環(huán)節(jié)。各電池簇物理上相互獨(dú)立運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高壓靜止無功發(fā)生器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用。工藝裝備布置如圖2所示。3.技術(shù)功能特性及指標(biāo)（1）多機(jī)并聯(lián)運(yùn)行控制，輸入電壓6～35千伏，單機(jī)容量25兆瓦/50兆瓦時(shí)。（2）電池簇自動均衡控制，系統(tǒng)運(yùn)行效率≥91%。44.應(yīng)用案例技術(shù)提供單位為廣州智光儲能科技有限公司，應(yīng)用單位為佛山市順德五沙熱電有限公司。改造前火電廠無法儲存過剩電量，發(fā)電機(jī)組為大容量有功和無功發(fā)生裝置，主要耗能種類為煤炭，年發(fā)電量30億千瓦時(shí)，單位能耗為324克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)。（2）主要技術(shù)改造內(nèi)容：安裝儲能系統(tǒng)總電池容量為4.5兆瓦時(shí)，每套儲能單元2.25兆瓦時(shí)，整套儲能容量為9兆瓦/4.5兆瓦時(shí)，由6個電池和功率變換集裝箱和2個中控集裝箱組成。2019年8月實(shí)施節(jié)能改造，實(shí)施周期10個月。（3）節(jié)能降碳效果及投資回收期：改造完成后，單位能耗降低至320克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能量1.2萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年，二氧化碳減排量3.2萬噸/年。投資額為3544.7萬元，投資回收期為3.7年。5（三）熔鹽儲能用高壓感應(yīng)加熱技術(shù)1.技術(shù)適用范圍適用于風(fēng)光熱新能源大基地棄電儲能、火電調(diào)峰、谷電利用。2.技術(shù)原理及工藝通過高壓熔鹽電磁感應(yīng)加熱裝置直連高壓電網(wǎng)，利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)熔鹽加熱。通過熔鹽管道繞制異型多層，增大換熱面積，內(nèi)置高效導(dǎo)磁材料，實(shí)現(xiàn)高壓勵磁線圈與異型熔鹽管道的高效電磁耦合，降低勵磁線圈損耗。采用納米絕緣材料將異型熔鹽管道一體化澆注成型，降低系統(tǒng)散熱，實(shí)現(xiàn)大功率高效加熱。技術(shù)原理如圖3所示。3.技術(shù)功能特性及指標(biāo)（1）高壓電網(wǎng)直接進(jìn)行熔鹽加熱，設(shè)備接入電壓≥10（2）高效導(dǎo)磁體降低線圈損耗，減少散熱，電熱綜合64.應(yīng)用案例該技術(shù)為研發(fā)類技術(shù)，暫無應(yīng)用案例。技術(shù)提供單位為西安慧金科技有限公司。7（四）高電壓大功率固體電蓄熱技術(shù)1.技術(shù)適用范圍適用于棄風(fēng)電消納、火電機(jī)組深度調(diào)峰、清潔供暖、工業(yè)熱源。2.技術(shù)原理及工藝采用自控系統(tǒng)在電網(wǎng)低谷時(shí)段或棄風(fēng)電時(shí)段接通高壓電網(wǎng)為發(fā)熱體供電。發(fā)熱體將電能轉(zhuǎn)換為熱能，同時(shí)熱能被蓄熱體吸收、儲存并利用保溫殼體防止熱量損失。控制高溫?zé)峤粨Q器在用戶有熱需求時(shí)將高溫?zé)崮苻D(zhuǎn)換為熱水、熱風(fēng)或蒸汽輸出。高壓電、高溫蓄熱體與高溫?zé)峤粨Q器之間采用空氣交聯(lián)技術(shù)，保證設(shè)備安全運(yùn)行，解決高壓絕緣問題。工藝裝備布置如圖4所示。3.技術(shù)功能特性及指標(biāo)（1）10~110千伏高電壓直接加熱，單臺最大功率1508（2）固體蓄熱體常壓狀態(tài)蓄熱，蓄熱溫度900℃,熱輸出效率≥95%。4.應(yīng)用案例技術(shù)提供單位為沈陽世杰電器有限公司，應(yīng)用單位為張家口市崇禮區(qū)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局。改造前張家口崇禮地區(qū)采用燃煤鍋爐為主城區(qū)供熱，主要耗能種類為煤炭，供熱總面積154萬平方米，單位供熱能耗為26千克標(biāo)準(zhǔn)煤/平方米。（2）主要技術(shù)改造內(nèi)容：安裝電壓等級110千伏的48500千瓦固體電蓄熱設(shè)備，替換原有燃煤鍋爐。2020年10月實(shí)施節(jié)能改造，實(shí)施周期4個月。（3）節(jié)能降碳效果及投資回收期：改造完成后，單位能耗降低至19千克標(biāo)準(zhǔn)煤/平方米，消納可再生能源2.4億千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排量13.67萬噸/年。投資額為2億元，投資回收期為5年。9（五）組合式網(wǎng)側(cè)共享儲能技術(shù)1.技術(shù)適用范圍適用于大規(guī)模電網(wǎng)側(cè)儲能、電源側(cè)與用戶側(cè)儲能。2.技術(shù)原理及工藝采用壓縮空氣和鋰電池的組合式網(wǎng)側(cè)儲能技術(shù)，通過壓降超過5兆帕的大壓降管線鋼儲氣方式，實(shí)現(xiàn)壓空系統(tǒng)的高效可靠運(yùn)行。自主開發(fā)壓空儲能與鋰電池的多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和基于平滑控制多儲能裝置能量分配策略，動態(tài)調(diào)整組合式儲能系統(tǒng)的電池荷電狀態(tài)，降低鋰電頻繁深度充放的衰減，改善配電網(wǎng)末端區(qū)域調(diào)節(jié)能力和新能源消納能力。工藝裝備布置如圖5所示。3.技術(shù)功能特性及指標(biāo)（l）多級壓縮膨脹、中溫儲熱、大壓降儲氣，壓縮空10氣儲能效率65%~70%；（2）壓縮空氣儲能與鋰電池多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)控制，單個充放電循環(huán)的綜合儲能效率68%~75%。4.應(yīng)用案例該技術(shù)為研發(fā)類技術(shù)，暫無應(yīng)用案例。技術(shù)提供單位為上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司。11（六）新型儲能與可再生能源協(xié)同利用1.技術(shù)適用范圍適用于磷酸鐵鋰電池共享儲能電站、電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻。2.技術(shù)原理及工藝采用動態(tài)可重構(gòu)磷酸鐵鋰儲能技術(shù)，重構(gòu)電池網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過控制電池單體/模組接入充放電回路時(shí)間實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)能量控制。采用磷酸鐵鋰液冷儲能技術(shù)，通過并聯(lián)式液冷管道設(shè)計(jì)保證流入電池模組內(nèi)的冷卻介質(zhì)浸水溫度及電池的熱特性一致。開發(fā)超級電容快速響應(yīng)系統(tǒng)，增加電網(wǎng)的柔性，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。工藝裝備布置如圖6所示。3.技術(shù)功能特性及指標(biāo)（1）三級熱管理系統(tǒng)液冷系統(tǒng)，電池運(yùn)行溫度約（2）超級電容混合儲能輔助調(diào)頻電芯能量密度130瓦4.應(yīng)用案例該技術(shù)為研發(fā)類技術(shù)，暫無應(yīng)用案例。技術(shù)提供單位為天津綠動未來能源管理有限公司。12（七）斜溫層儲能技術(shù)1.技術(shù)適用范圍適用于儲能、熱電聯(lián)產(chǎn)、光熱電行業(yè)。2.技術(shù)原理及工藝開發(fā)斜溫層常壓儲熱罐本體及附屬系統(tǒng)，包括斜溫層儲罐、布水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、安全裝置和自動控制系統(tǒng)。依據(jù)不同溫度儲能介質(zhì)分層原理，蓄熱過程中熱儲能介質(zhì)從上部區(qū)域進(jìn)入斜溫層儲罐內(nèi)，冷儲能介質(zhì)從斜溫層儲罐底部排出，放熱過程反向運(yùn)行，可節(jié)約建設(shè)和運(yùn)行成本，增加用熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。工藝裝備布置如圖7所示。3.技術(shù)功能特性及指標(biāo)（1）通過熱電解耦，可深度調(diào)峰額定負(fù)荷12.85%；（2）非深度調(diào)峰時(shí)段機(jī)組儲能，可供熱量1188兆瓦時(shí)/天。4.應(yīng)用案例13技術(shù)提供單位為哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，應(yīng)用單位為華能丹東電廠。改造前冬季供暖季深度調(diào)峰時(shí)段通過機(jī)組抽汽進(jìn)行供熱，主要耗能種類為煤炭，年發(fā)電量42億千瓦時(shí)，單位產(chǎn)品能耗為0.3千克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)。（2）主要技術(shù)改造內(nèi)容：增設(shè)斜溫層常壓儲熱罐，安裝儲熱