2024年农村能源革命试点推广——基于电碳协同的能源互联网解决方案

农村能源革命试点推广农村能源革命试点推广 基于电探协同的能源互联网解决方案基于电探协同的能源互联网解决方案 汤奕教授博士生导师东南大学溧阳研究院 @电虎圈 1 01农村能源革命试点县通知大纲分析 目录 Contents 0农村能源革命需求与矛盾分析 2 03建筑能源互联网 0042交通能源互联网 0052农业能源互联网 0062旅游能源互联网 交通能源互联网 指导思想 推动乡村清洁能源高 质量发展 探索建设多能互补的分布式低碳综合能源网络 以县域为基本单元统筹城乡清洁能源发展 提升清洁能源供给能力和消费水平 锚定碳达峰碳中和 目标任务 建设宜居宜业和美乡村有机结合 工作原则 02 03 因地制宜多元创新 试点先行逐步推广 01 04 多能互补追求实效生态优先绿色发展 工作原则 工作原则 重点任务 01 推动农村能源供给革命建立可再生能源多元供能体系推进可再生能源发电就地就近开发和利用加快推进可再生能源非电开发探索建设乡村能源站 02 推动农村能源消费革命实现县域清洁高效用能 加快推进电能替代巩固提升农村电网探索扩大可再生能源终端直接应用规模 03 推动农村能源技术革命提升农村智慧用能水平 推进分布式能源技术创新应用探索建设新型农村能源网络 04 推动农村能源体制革命提升清洁能源普遍服务水平 深化能源领域放管服改革优化营商环境探索建立农村能源发展共享机制 农村能源革命实施中的需求及矛盾 01 农业能源建设供需不平衡 传统农村能源方式电气化程度低 传统农村能源方式基础投资高 02 03 大力建设光伏资源无法消纳风电具有偶发性无法消纳 农业用电高峰具有季节性随作物特性 缺乏能碳监测设备系统缺乏能源互补联动系统主要依靠人工经验 部分地方偏远却拥有偶发性用能需求制茶采茶等 充电桩等变压器线路投资高 农村能源革命缺乏 整体规划 06 传统农村能源形式 不清洁 04 餐营业以天然气煤炭方式为主 汽车以汽油为主 农用设施设备以柴油为主采暖部分只用煤炭等 传统农村能源创新 及效益有待提升 05 农业交通结合较少 农业建筑结合较少农业旅游结合较少缺乏亮点示范工程 缺乏县域性农村能源革命整体规划缺乏能源网系统 缺乏能碳网系统 @电虎圈 电碳协同的能源互联网优势分析 农业设施 碳排放 基建 能源供给方式 投资 传统 汽油柴油等化石燃料 高碳排 电网 单一 高 新型 电 低碳排 灵活用电 光伏移动储能车集装箱式光储一体... 低 @电虎圈 7 电探协同的能源互联网解决方案 电探协同的能源互联网 农业能源互联网通过整合农村丰富的太阳能风能和生物质能等资源实现多能互补提高能源利用效率建筑能源互联网则侧重于提高建筑的能源效率利用智能控制技术实现能源的优化配置交通能源互联网通过电动化和智能化改造提升交通系统的能源效率和减少碳排放旅游能源互联网则结合文化旅游业的特点推动能源的清洁利用和可持续发展 电探协同的能源互联网 农村能源革命试点推广是一场针对农村的能源利用方式的深刻变革旨在解决农村地区供需不平衡高投资电气化程度低等问题电探协同的能源互联网方案作为试点的核心通过构建农业建筑交通和文旅四大领域的能源互联网推动多能互补和多元创新实现绿色发展 农业网 交通网建筑网 旅游网 @电虎圈 8 网 交通 区域能碳管控系统 电探协同指挥驾驶舱 建筑网 能源数智化改造 移动/共享式储能光储直柔微电网 光储充运维系统 模块零碳小屋 渔光互补 农业网 智慧大棚 慧享民宿 低碳景区 智能化电气建筑 旅游网@电虎圈 9 插件式接口引擎 展示层 业务层 平台层 接口 动态集成数据采集数据分析数据可视化有序用电碳足迹追踪低碳调度碳排双控 碳排监控实景地图综合分析源-荷分析荷-源分析双向追踪 农业能源互联网 智智光渔慧慧伏光大水大互棚产田补 交通能源互联网 移移新V2动动能G光储源充伏能汽电车车车桩 旅游能源互联网 景光文多区伏旅元配道一化电路卡景房通区 建筑能源互联网 分分地抽移光布布源水动伏式式热蓄阳幕风光泵能光墙能伏房 算ECtrace算法技术IOT平台容器云平台微服务治理基础技术框架中台 法低碳调度策略策略碳排双控策略数据时序数据库平台数据集成平台数据智能平台实时流计算平台库有序用电规则中台采集与清洗抽取转换重构聚集流程监控实施挖掘发现与分类识别关联建模脱敏质量监控分级分类 时序数据库关系数据库行业知识库 数据源 PMSOMS用采EMSERPERP控制策略碳排因子气象数据能耗数据 电探协同的能源互联网关键技术 江苏南山居零碳建筑位于曹山综合服务区区域在国家双碳战略目标下该项目将零碳元素融入到新农村的设计与建设之中开创农村能源革命的先行试点打造江苏南山居零碳建筑示范工程 在保留美丽乡村发展特点的基础之上应用光伏系统智能能源管理小型风机V2G充电机低碳电池材料多能互补绿屋顶和生物能系统等元素建设一个集科技低碳智慧旅游自然为一体的绿色建筑体系 12 零碳建筑就是生产建筑在不消耗煤炭石油电力等能源的情况下全年的能耗全部由场地产生的可再生能源提供将建筑能源需求转向太阳能风能等可再生能源为人类建筑与环境和谐共生寻找到最佳的解决方案 建筑局部用电负荷和新能源发电达到匹配可以将局部负荷和新能源储能构建成一个微电网将照明空调以及办公按照最低 要求进行调节运行风力发电设备和光伏发电设备处于自主运行模式其根据风力和光照全量发电不弃风不弃光实现近零碳建筑的目标 系统架构 @电虎圈 源光伏风能电网多能源互补分布式发电可靠接入 网减少对常规能源依赖可离网运行高效节能 荷有可调负荷可中断负荷以及可充可放负荷等三类负荷 储以储能移动储能为中心拥有丰富的能源利用策略动态调节 电力供应13 江苏省风能资源丰富实际可开发量居全国第七位溧阳市地处长江三角洲地区拥有平原和丘陵地貌这种地形使得溧阳市在风能资源方面具备了一定的优势 垂直轴风机占地面积较小风向改变的时候无需对风造型美观兼顾环境美化南山居内风力发电机组拟选用垂直轴风机 系统规模 □风资源溧阳市的风速和风能密度都较高 □建设选址拟在南山居示范点正对南侧大门的绿化带内或者屋顶布置1-2台垂直轴风力发电机采用立式地面安装形式 □装机总量1-2台5kW垂直轴风力发电机共计5 -10kW □预计年均发电量约0.65-1万kWh @电虎圈 14 随着电动汽车的发展电动汽车充电给电网带来的冲击越来越大电动汽车充电时间较长需要长时间占据停车位给本就紧张的城市车位带来更多的压力结合光储充系统现有资源优势建设光伏停车棚光伏凉亭光伏道路光伏栅栏光伏幕墙光伏屋顶移动阳光房等既可以利用分布式光伏补充能源又可以利用储能装置与充电桩就地消纳存储清洁能源减少电动汽车建筑高峰用能对局部电网的冲击同时可以利用峰谷电特性降低充电成本提高经济效益 系统规模 □光资源溧阳市峰值日照小时数1265小时年总辐射量1164.35kWh/m²年总辐射量4191.66MJ/m² □建设选址拟在南山居建筑建设光伏幕墙光伏屋顶移动阳光房在内部绿化和附近道路建设光伏停车棚光伏凉亭光伏道路等 □装机总量约50kWp □预计年均发电量约6万kWh @电虎圈 在建筑设置为能量舒适模式时楼宇建筑供用能处于最大享受状态 舒适模式时即为楼宇运用一定的节能降碳技术楼宇整体能量管理处于最优运行状态 建筑运行在舒适模式时照明和空调按照人体舒适度由系统自动调节运行 交流有序充电桩处于柔性充电状态系统根据需要对其进行调节 直流V2G充电桩和储能处于柔性充放电状态系统根据需要对其进行调节换电站和电动自行车换电站自主运行不受系统控制 移动储能车处于浮充热备用状态风力发电设备和光伏发电设备处于自主运行模式其根据风力和光照全量发电不弃风不弃光 在建筑设置能量孤岛模式时建筑局部负荷用电和新能源发电达到匹配可以将局部负荷和新能源储能构建成一个可孤岛运行的微电网现场实际操作将以南山居建筑为主体进行部分孤岛模式示范 将照明空调以及办公按照最低要求进行调节运行 只保留1台交流有序充电桩处于柔性充电状态其他交流充电桩停止工作 直流充电桩停止工作换电站和电动自行车换电站停止运行 储能处于柔性充放电状态系统根据需要对其进行调节 移动储能车处于浮充热备用状态系统根据需要对其进行调节 移动光伏车处于浮充热备用状态系统根据需要对其进行调节 风力发电设备和光伏发电设备处于自主运行模式其根据风力和光照全量发电不弃风不弃光 智低碳运营结合智慧低碳楼宇能源管控技术基于能碳监测技术智能传感技术等利用大数据人工智能与物联网技术建立万物互联数据互通多能互通协同互济的智慧管理系统实现建筑设备能源系统能源服务和能源管理的优化组合践行绿色建筑理念赋予建筑能源低碳全景可视安全可靠高效节能的效能 通过分布式能源监测与运维楼宇企能碳排放监测与运维对比能耗的基础数据深度剖析耗能的根源性问题并利用能碳行业数学模型等信息进行数据挖掘提供光储充运维及运维等低能碳运行优化建议能碳监测决策分析提高用户能碳管控水平为用户碳服务提供支撑 可移动方式光伏车 移动式光伏车是一种创新的解决方案它通过将光伏板集成到小车或集装箱式货车上使得太阳能发电设备能够灵活移动和展开这种设计有效解决了农村地区光伏用地政策的限制问题允许用户在需要的地方迅速部署发电设施 这种移动式光伏车不仅能够提供即时的电力支持还因其灵活性和可扩展性非常适合应对紧急情况或临时用电需求 新能源消纳 移动式能 源车补给 能源站 移动储能车 农业能源补给 农忙时节削峰 采茶等特殊产业能源补给灌溉照明等能源补给 交通能源补给 电动车充电救援临时汽车能源补给站充电站能源补给 建筑能源补给 建筑削峰自给自足会议派对能源供给 旅游能源补给 流动摊贩车能源供给旅游区削峰能源供给 演出公益活动能源供给 农业物联网 云平台 农业生产管理系统 手机APP GPRS/4G/LTE 物联网关 渔光互补系统 光伏农业产业园 道路光伏系统 农田物联网 监测农田土壤温湿度CO2光照度等参数提醒异常情况监测气象信息 通过网页平台或设定阈值控制灌溉 提供数据给专家分析系统指导科学种植 智能化种植过程可参观 针对野外场景提供工业级物联网关专业的光伏供电方案和视频监控方案 智慧农业温室/大棚碳排放追踪 前端智能硬件通过摄像机无线网络(WIFI4G将实时碳数据上传到大棚数据中心 物联网关 GPRS/4G/LTE CO2浓度 空气温度 空气湿度 阳光光照度 数据中心监控平台 碳监测平台集中管控 电动窗户状态:开启 空气温度空气湿度土壤温度土壤湿度光照度二氧化碳浓度氧气浓度等环境数据监控 温室风机状态:关闭 pH值 土壤温度 土壤湿度 数据中心根据智能硬件上传的数据可以实时环境数据和查看植物生长分析曲线图也为后续自动控制服务 后台数据比对 数据采集土壤温湿度pH值氮磷钾含量 数据中心 发出报警手动控制系统智能控制 1.数据实时显示 2.异常报警提醒 3.数据上传 报警 池塘监管 周边环境 监管 远程控制 人为因素 通知管理人员 …… …… 数据分析上报 氧气浓度检测 用户远程反控 微生物检测 设备自动管控 水温检测 平面 深度 向相关部门汇报灾情 查看监控信息 自然灾害 做好防灾准备 防给灾予帮用助户 水产养殖物联网 各类传感器提供水质信息如温度PH值含氧量微生物氮浓度盐度等 通过水质数据自动控制增氧换水喂料设备 水产养殖过程全程监控异常情况及时告警 数据实时提供给专家分析系统提供养殖建议 针对野外场景提供工业级物联网关专业的光伏供电方案和视频监控方案 非突发 提前醒用户 同时通知 相关部门 提醒用户 突发 即时提醒用户 检查数据 多层次监测 功能应用 实现碳达峰一系列可推广可复制零碳乡村建设模式 使碳减排率相比于基线情景减少50%并确保示范项目全部落地 2024年 目标 实