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【须弥论道】赵志刚:新智慧能源及近用户侧能源互联网技术研究

原标题:【须弥论道】赵志刚:新智慧能源及近用户侧能源互联网技术研究

三千大千世界,论道须弥山。2019年3月30日,第二届须弥山大会在江苏常州举行。会议由江苏省新能源汽车智慧能源装备创新中心(以下简称“国创能源”)主办,星星充电承办。会议围绕“智慧能源,电动时代”展开主旨探讨,与会嘉宾涵盖政产学研媒融八百多人。

格力电器新能源环境研究院赵志刚院长为大家带来“新智慧能源及近用户侧能源互联网技术研究”的演讲。内容实录如下:

三千大千世界,论道须弥山。2019年3月30日,第二届须弥山大会在江苏常州举行。会议由江苏省新能源汽车智慧能源装备创新中心(以下简称“国创能源”)主办,星星充电承办。会议围绕“智慧能源,电动时代”展开主旨探讨,与会嘉宾涵盖政产学研媒融八百多人。

格力电器新能源环境研究院赵志刚院长为大家带来“新智慧能源及近用户侧能源互联网技术研究”的演讲。内容实录如下:

谢谢,各位专家下午好,我来做个压轴的报告。实际上接到这个报告是具有挑战性的,因为对电动车我了解的比较少,我的主要方向在于家用电器设备,以及近用户侧的能源互联网技术发展。

近用户侧能源互联网也是在未来家电定义中蹭上了能源互联网的班车。空调、电器在近20多年的发展过程当中,一直是一个激烈竞争的产业。未来趋势的变化,技术的变化和消费习惯的变化,都会直接影响企业和产业的沉浮。

我这里做了新智慧能源及用户侧能源互联网的研究,跟大家分享在这个领域怎么样定义未来和定义下一代的生态过程中的思考和视角,希望跟专家做一个交流。

我来自于格力电器,我一直在做空调,后来做光伏空调,再后来做光伏空调上层的能源系统方案及管理系统,以及现在的供需联动相应的技术。那么空调很难说跟新能源和车结合,实际上人、车、环境是一体的。空调是环境设备,人、车、环境都是生活中提质增效的一部分,并且空调一直在研究“节流外”开源的新能源。

我们在2015年成立空调设备及系统运行节能国家重点实验室的时候,成立下属新能源部来关注跟进这种能源的分布式发展和快速的变化,以及消费习惯的变化。这些变化会对我们用户侧这方面电器设备产生什么样的影响,我分三个板块来汇报整个的情况。

第一个从近用户侧视角所看的新智慧能源与消费的转型。

第二个近用户侧基于能源互联网系统,在这个方面它所做的一些探索。

第三个直流化与供需联动技术。

绿色低碳和提质是当前生活转型的一个关键,它不再是一个经济驱动。当我们基本的条件达到一定情况时候,我们追求更加优质和有理念的生活。那么这种消费的引领,实际上不只是会在我们光伏、储能和新能源车这个领域产生非常大的影响,我们认为它会非常深刻影响生活的方方面面。我们也一直在思考未来的社区和下一代电器到底该长成什么样子,该怎么友好跟周边的伙伴和产业进行互动,跟电网怎么互动。

我们也定义了一个能源互联网的转型,我们认为这种能源和信息规模应用和普及,以及技术的成熟,将在社区领域打造一个近似零碳零电耗的社区,并且这种分布式能源转型会渗透到消费行为和产品的定义中去。

从民用领域来看,空调和电动充电行业实际上我们在做社区的用电系统分析的时候,它实际上在能量/功率里面是比重最大的两个典型代表。同时,也是用电行为随机性最强的两个代表。

有的时候我们在南方夏季错峰,很多时候说是空调干的。那么现在在北方也可能遇到这个问题,就是煤改电之后遇到非常大的问题,就是在天气一降低温,马上同步启动,导致的电载。所以空调不只是在南方,在北方,可能跟电动车一样,都是我们电网里面某种意义上不喜欢的对象,这是在这个方面。

它恰好比重又非常重,在建筑里面的比重占到30%。昨天我们技术讨论说我们的车充电桩也占了30%,这个加起来占到了60%,他们两个治好了,我相信这个电生态就和谐了。

还有一个趋势就是现在的工业自动化不只是在民用领域,在工业领域,实际上人员的管理和更优质可靠的运行,也成为一个大的背景。工厂自动化不只是解决人和无人化的问题,实际上单品的能耗和优质可靠,已经成为一个企业产品的基本成本。那这个成本也就是说我把电和能源管好了,它的竞争力就出来了,所以这是我今天报告的两个背景。

还有一个背景,我细分一下这个背景的情况,我们可以看到在民用领域的建筑,这个瓶颈到底有多么严重呢?在一个家庭里面,一个用户3000度来计算,如果平移峰谷,它的峰平差大概达到8倍,也就是说家里的电线不需要那么粗,只需要非常细就行了。建筑里面也达到6倍,这个比例放到工厂那就不一样了。

如果工厂只有30%、40%的负荷率,也就是说环境、设备或者某一个峰值付出60%额外的容量费,这是在这方面的场景。

我也同时研究了,这个是调阅深圳市的负荷分析图,我们可以看到车,因为深圳的电动车普及也是很高,这个是它的变化。对于网或者对于这些来看的话,这个图很讨厌。但是对于做储能和能源系统人很喜欢这个图,因为有峰谷才有我们的价值,才有储能的用武之处,才有平峰的优势所在。

我们还可以看到一个趋势就是电,这个点可能有点跑得远。我想说的是电器已经无处不在了,还在提的在电计划已经渗透到我们生活的方方面面。举一个例子,电热水器容易产生漏电的问题,我们做水电隔离的热水器。电是什么?现在在消费者心里的调研里面,大家对电的身体安全这一块关注度已经上升为比效率,成本甚至更高的位置。所以我把这个做出来,它会聚焦到接下来进入能源互联网所关注的几个重点。

触电的情况,去年2018年舆论直接触发。按公安部的统计,10%的儿童夭折率跟触电有关,这个数据实际上是很恐怖的,我把安全在这里提一下。

我们的目标是什么?我们希望通过清洁化的安全升级来推动这个产业,让这个产业保持活力。我们还希望通过供需联动,来让用电侧的设备不只是一个电网生态环境的捣蛋者,还能成为一个环境友好型设备。

那么能源的转型和客户需求的提质,实际上对电器设备,当然也包括我们的耗电的车,产生了新的需求,我们期待它不只是一个行业和产品的问题,它已经是一个行业和跨行业生态的问题,它需要我们携手来共建清洁安全、可靠和舒适、智慧高效的工作环境,成为一个跨行业全生态共赢的目标。这可能是在整个分布式能源和提质增效的背景下,我们希望达成的一个使命、目标。

在团队的摸索过程中,我们初步定下近用户侧在当前的几个主要的任务,第一个继续加大力量,完成社区和园区新能源互联网系统的定义和赋能,就是我们做什么它可能就是什么,包括相关的接口和标准,主要的工作有三个。

第一个继续从客、用户的角度分析它的用电行为,来设计相关的架构,定义相关的分工,完成相关产品的定位,并且推动相关实践和标准的建设,从实践中提炼和总结技术攻关和相关的理论。

此外,支持这种响应的能源信息化设备。我记得我们电网有一个技术叫非侵入式监测,只要把用电设备状态解析出来,这个监测的技术就不会那么难了。

我们需要这样的设备来支持,不只是单功能设备独立我过的很好,而是跟生态能互动的一个友好性系统。来支撑这种社区,园区能源恒/限功率的运行和它的能力。

第三通过释放和推广来逐渐孵化客户的消费习惯,孵化清洁低碳的消费行为,孵化新的消费模式和用电习惯,来建立更加安全的环境和生态。

第二张我简单汇报一下,最近几年团队所做的一些事,以及看问题的视角。这是我们初步拟定的目标以及锁定的场景,团队当前把自己的任务锁定在家庭,社区,以及工厂园区还有一个符合多样性的楼宇环境。这是一个总体目标,我们期待跟伙伴一起来搭建这样一个系统,这个系统具有开放友好和协同,具有模块化和生长的能力,就是它相对原有的能源供给,不是从顶层设计下来的,而是从底层搭建起来的一个自主的系统,自给自足的设备,自给自足的家,自给自足的社区,我们来搭建这样的环境,通过储来让调皮捣蛋的用电侧特性更加友好,受阳光和风影响的发电侧能更加友好,来简化我们的网侧,让它更加稳定和可靠。

在团队摸索的这几年中,原来一直使用的是现在这个架构。在去年年底一次讨论过程中,我们把架构改了,改成了这样一个架构。一个以储能为核心使命和目标,让储向源侧渗透,以及让储向就近用户侧渗透的模式,然后搭建我们的社区和建筑。然后电网成为一个给力的支撑和协助,那么这样的一个渗透,实际上看的视角会很不一样,我们原来做很多很复杂的技术来协调,保证供需的一个算法,来让他们更好的协同,解决实时性的问题。实际上当一个系统非常庞大之后,这样一个系统会带来越来越多的挑战,我们的算力,包括边缘计算,可能很多很大的算力都无法支撑这样的系统,如果我们能建立一个从底层往上自愈的系统,那么他们都是友好的,在应急情况下是可以运转和有边界的,然后来扩展社区,这样的社区就可能成为我们最终设定的一个可生长的社区。

在这个系统中我们团队也设定了相关技术路线,希望通过架构的设计来确定总体的布局和定位,通过关键技术的攻关来完成相关核心的问题,通过具体设备的研制来实践和摸索过程中具体遇到的问题和需要解决的东西,最后通过产品标准生态和孵化,以及通过人才的培养来让这个生态得到健全的发展。

现在已经开展比较多的工作,团队去年跟各个伙伴在不断推进相关的标准工作。初步覆盖民用和家用相关产品,19个大类基本上可以全部满足相关的直流生态和部署。包括变流和相关直流化一种储能装置。

第三个点,我聚焦汇报一下直流化和供需联动技术,在整个互联网搭建中我们把直流化和供需联动作为两个牵头的技术来作为聚焦。这是聚焦过程,在2013年在中央电视台看到一个广告就是光伏空调,从电的角度它是一个交直流混合供电设备,同时它也是一个从发电设备,用电设备,跨界发用电领域的一体化设备,它是一个能源自给自足的系统。这样一个系统我们认为它未来就是大生态里面最小的细胞单元,将便于我们无限可生长的扩展我们的能源生态,形成一种网格化的能源生态。

在这个架构中,储能作为它的支撑,电网作为它的优化支持,这是它的底层架构。实际上这个建构在简单的空调设备里面,已经可以看到它的一些价值,我们从它的用电效率上可以实测出来的,这是按电量实测出来的效率和数据从工程的造价,从实际能量使用效率上讲,它已经具备跟一个传统分离的,隔离型的功能型产品,具备一定的竞争力了。

这是实际的情况,比较可惜的是在国内只有100多个工程,但是在海外有5000多个工程分布在全球24个国家和地区。我想说明的就是,这样一个系统具备它的市场竞争力。

直流化不是今天在提的事情,在家电2009年的时候我们做过一个冲锋,直流化是整个用能电力电子精细化,以及信息电子化之后的必然选择,它抛开各种转换,直接使用最干净,最直接的能源,整个过程经历了内部直流化,甚至系统直流化,和我们接下来要走的生态直流化,走向全直流化,这是空调过程中的发展。

电力电子发展促成了整个空调的变频化,到2012年左右完成变频化之后下一代的电器做什么?这个问题已经抛在所有产业面前,所以我们从用户侧角度,从UIPQ角度的分析,我们来推进它,是具有技术和市场驱动力的,也是具有实际市场价值的。

说到直流化,它涉及到生态问题,你家里买了冰箱,买了空调,你买别的不?家里买了电器,你要买直流的充电桩吗?它的可替代性有没有具备呢?统计分析的话,电动,电热,电源,包括感应技术,这些已经让所有具有功能的东西都可以。并且我们现在和建筑的领域伙伴在推进安全分区的设计,不只是直流化,还在推进相关以前电领域所积累各种问题的解决。包括具体电压的序列,聚焦保护,聚焦接口和接入。聚焦全品类同步走的问题。

第二块还有一个聚焦技术就是供需联动,供需联动是一个直流化往上一个基本的基准,我们看煤改电之后,这是一个实际案例,在河北和山东。暖风机上去之后马上导致农网的崩溃,只要加上一个算法的技术就可以解决。

这里对桩也有一个分析,这是从深圳调的一个数据。我们希望这个储能是不是也可以用这个思路来改变或者改善我们充电桩电网的友好性,这是对底下做的一些影响因子的分析,就团队这几年一直在不断的梳理,到底要怎么实现设备电网的友好性和环境的友好性,这是实际所做的设想,并且已经在实践了,我们现在在深圳也在尝试实行恒/限功率的运行。一个大楼500个千瓦,可能现在200个千瓦能不能跑,通过储能来改变它。

最后做一个简单示范,这是在珠海用集装箱搭建的实验系统,从电的角度它是一个交直流三环网的三维度系统,用来验证供需策略,并且也在推动向关直流的一些工作。

以及在我们的雄安,和国网清华都在推进相关的示范,实际上这些示范不只于这里,在深圳,在中东的沙特,在北美,以及在同里,还有在西藏我们都在建设一些,通过光储用一体化的问题,一体化以及这样的一个近用户侧完整的能源系统和生态的环境解决方案。

我想说这些技术不只是未来还在现在,能源的转型和客户需求的提质,已经为用户侧带来了变革,我们期待跟所有的伙伴一起共建一个清洁、安全、可靠、智慧高效的人居工作环境,谢谢。返回搜狐,查看更多

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