西门子曹城禄：工业园区综合能源管理技术与案例分析 数字化促能源转型

西门子曹城禄：工业园区综合能源管理技术与案例分析数字化促

能源转型

西门子智慧能源微网事业部总监曹城禄

曹城禄：感谢各位同仁、各位专家参加这个会议。

主要介绍几个部分，一个是综合能源的背景和定义，包括国内国外，以及工业园区为依托介绍一下园区里怎么样部署综合能源应用和解决方案，后面会介绍一下应用案例，包括国内和国外的案例。

西门子提了未来的4D能源系统模型，一个是低碳化，一个是分布式，一个是市场化，一个数字化，今天讲一下数字化，这和国内专家学者提的差不多，像周院士提的三代电网，转变在分布式能源和大电网。

综合能源的定义，国内外没有明确统一的定义，主要是两层，一个是综合能源供应，第二是从服务，包括工程服务，投资服务，运营服务。国外有不同的叫法，西门子叫广义的分布式，也是多种含义。多种能源的融合，还有化石和可再生能源的融合，供应链的融合，最新的供应技术和运营模式的融合，这个给大家抛砖引玉，更多的从区域能源，分布式能源，多能互补，以及能源互联网都有一些交叉的融合的地方。个人觉得定义全面一点，是利用先进的物理信息技术和创新运营模式，实现各个子系统统一规划，优化运行，在满足个性化需求的基础上，有效提升整体能源利用效率，促进能源可持续发展。

针对园区来讲，西门子提的智慧园区可能跟其他的不一样，能源是基石，就像空气对人一样，有的时候不觉得，没有的时候才觉得这是离不开的，能源也是一样，发展任何产业都需要能源的支撑。最近西门子也是跟整个行业发展要求，配合智能化，绿色工厂，智能制造的趋势去做，西门子提的支柱就是绿色、智能、安全。绿色体现在绿色能源的高效利用和智能监控。智能就是数字化、信息化，开放平台，安全就是能源安全，运营安全，信息安全。智慧园区专项研究，工业创新中心建设，智慧能源专项规划，这是西门子针对数字化工厂或者智能制造转型大的架构。西门子跟各个园区或者地方政府推工业4.0的创新服务平台，包括建数字化工厂的能力中心，为这个园区或周边有需求智能制造的企业服务，是一个共享式的服务中心。第二可以做一个专业的实验室培训中心，可以做培训，概念引导，以及和高校的共同合作。第三个就是针对行业的，本地化实际需要的解决方案，根据客户的需求，要做什么改造，比如钢铁行业的智能制造什么样，每个行业的需求是不一样的。在这个过程当中，工业信息化安全是最重要的，西门子也提出了一个框架，这是主推的园区服务最核心的一部分，就是产业服务中心，工业创新中心。第二个抓手就是从智慧城市或者特色小镇。提出了西门子针对能源方面的保证，这样的架构分为三层，第一层叫分布式能源基础模块，包括光伏、储能、风电、燃气分布式，这是基础模块。第二就是园区能源管理系统。第三个是云平台及能源互联网的平台架构。

今天重点讲一下最后的数字化，大概过一下，西门子有比较全面的经验，从专家经验，财务融资，工程设计等等。西门子也是在推数字化光伏的方案，叫SIE，安全/智能/高效。怎么样体现安全，西门子和光伏厂家合作，背板的防护等级要做到A类。第二个也跟光伏组件做数字化的组件来保证安全，在做检测系统的时候，把用户的检测平台，工厂使用负荷平台联合一起做，实现了智能化的能源管理消耗以及使用，供应端可预测，可视化。第三个就是高效，一些做光伏组件的，怎么样提高单机组件的转化率，在技术总包的时候，按照西门子项目管理需求，保证光伏组件的高效。这是讲的以光伏为例，介绍西门子在分布式能源组建的模块特点和特色，其他的包括储能和燃气分布式和风电这里不介绍了。

针对第二个平台，这是综合能源软件架构，左边是针对微网的解决方案，主推微网控制器平台，细分来讲分很多种，看看微网你的需求和控制模式，有简单的微网控制器的盒子，控制响应速度更快，策略更简单。也有高端复杂的控制系统，可以把很多的控制策略进行优化整合，这是西门子控制这块的功能。第二个就是Monet，这是产品平台名称，源网荷储的平台，第三是DESM，会有很多种应用的商业模式在里面，DESM平台可以把这个平台和未来的电力市场融合在一起进行交互。西门子主推综合微网解决方案就是微网方案和区域的平台，加上DESM平台，做一个大的准备。

具体来讲就是这四个方面，这里多了一个分布式能源系统的双胞胎的平台，制造行业提数字化双生概念多一点，西门子同样把制造业数字化双胞胎的理念引用过来，多了一个仿真和模拟的平台。第二个是控制器，第三是能源运营管理中心，第四是灵活性资源管理。这个平台可以做水电气热综合能源的组成和控制分析，这是能源的供应端，也可以做管网，包括配网，气网的配置，和供应端融合的集成。第三个阶段可以做整个系统的评估和系统优化。西门子的特点，可以做水电气热供应端，可以和传输端整合在一起，做全面的模拟仿真。这是做仿真平台的四个维度，一个是技术层面，技术的细则，可以可视化，可以做很多财务分析，包括指标、收益率。还可以做多场景的分析，配比的分析，财务现金流的布置，国内有一个园区已经做了应用，这是热力这块，从园区2017—2025，西门子提了四点建议，包括负荷增长的可能性，以及和外网的可能性。还模拟整个储能、光伏、风电，给出判断，风电是负收益的，可以不可以从园区里拿掉，光伏是正收益，储能是影响中性，具体都是有模拟场景得出的结论和数据的支撑，这是第一个做水电汽热综合能源组成分析的平台。第二个我们做管网的，可以跟电网，变电站，电能的走向，地缆的埋设方向，其他的水网管网的厚度，需要不需要加压，可以进行多端分析，可以结合地图直观展示，来实现模型可视化，这里面有很多高级算法，包括潮流和故障分析，以及预期故障分析，涉及到新能源比重占很大的时候，整个的特定值的分析。

第二个就是综合能源控制系统平台，显示的是很复杂，中间是不同发电组成部分的复合曲线，下面是储能的曲线，这边是储能，左下角是优化模式，可以一键优化。右边的图是跟未来的合作，未来的电力市场，电价的波动，燃气的价格的波动，光伏天气的变化影响光伏发电的预测等等，根据这些可以做集成的优化，做全面优化策略的调整。其中有一个叫微网控制器，内嵌在微网里一个很小的控制单元，主要是针对一些小的及成本比较低的，可以把储能、光伏逆变器连接，和网电及CHP自带的控制系统连接，和园区及楼宇的可控负荷，连接，从而根据需求去调控微网内的这些元素。SICAM微网控制器有经济、可靠和绿色三种模式可选择。西门子有一个Spectrum Power分布式能源，微网运行优化系统，分布式能源/微网管理系统不仅是监控，完善的控制最优算法可以为本地微网带来更多的好处。