浅谈综合能源服务新业态下岛屿供电模式
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摘 要：综合能源服务是新的能源形势下为解决客户多样化能源生产、供应与消费需求而发展出的新型能源服务方式，是加快推进清洁能源发展，实现能源效率利用最大化，降低能耗水平的重要解决路径。这种能源服务方式将给原有岛屿依靠电网或者发电机等供电的模式带来新的思路，是电网企业履行社会责任的有效途径。
关键词：综合能源服务;岛屿;供电
中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）22-0174-02
0 引言
当前，我国能源供应消费方式发生改变，能源结构加速转型，能源系统形态也向着新的方向发展。随着电力体制改革进程加快，能源互联网技术、大数据技术和可再生能源技术快速进步，开展综合能源服务已经成为提高能源利用效率、降低用能成本的重要发展趋势，与此同时综合能源服务也为电网企业履行社会责任提供了另一条路径。
1 综合能源服务概念和特点
1.1 综合能源服务的概念
对于“能源服务”这个词，《能源词典》是这样定义的，“能源服务”是指向消费者提供通过使用能源而得到的相关服务。根据专业之间关联的紧密度和业务发展模式的相近度，可以将能源服务分为三种[1]。
（1）传统的能源销售服务，这中包括售电、售气、售油等基础性服务，以及客户侧管网運维、绿色能源采购、利用低价能源的智慧用能管理（比如在低谷时段储能、蓄冷蓄热、给电动汽车充电）、甚至信贷金融服务等深度服务。（2）分布式的能源服务，这主要包括设计、安装运行分布式光伏、冷热电三联供、生物质锅炉、热泵等基础性服务，还有运营维护多能协同互补区域热站、融资租赁、资产证券化等深度的服务。（3）节能减排和需求响应服务，这包括改造用能设备、建设能效监测平台、建设余热余压回收利用、集成商签订代理需求响应协议等基础性服务，代维、设备租赁、辅助服务市场、可中断负荷项目、以及集成调控空调、电动汽车、蓄冷机组、蓄热式电锅炉等柔性负荷参与容量市场等深度服务。
1.2 综合能源服务特点
以电力系统为核心，借助现代信息通信技术、智能化技术，改变传统管理模式和方法，在规划、设计、建设和运行的全过程中，不再采用过去单独规划、单独设计、单独建设和独立运行供电、供气、供冷、供热等各种能源供应系统的模式，而是对不同种类能源的供应、分配、转化、存储、消费等各环节进行优化，有机协调与管理，打造充分利用可再生能源的新型区域多能协同互补的能源供应系统。这才是综合能源服务最本质的特点。未来，综合能源服务的发展方向和潮流必然是能源供应多元化、能源服务多样化、用能方式智能化。
2 传统服务模式下岛屿供电
岛屿由于其远离陆地的特殊性，相关设施的建设难度较大。传统的岛屿供电模式主要是联网型和离岛型[2]。
2.1 联网型岛屿供电
对于中大型的群岛来说，只有通过海底电缆与大陆联网，才能满足其对电力需求总量和可靠性的较高要求。例如舟山群岛地区的舟山主网通过220kV和110kV海底电缆与大陆电网相连。但对于其他偏远小岛来说，鉴于其最大负荷有限、输送距离较远、岛屿面积狭窄等多种原因，铺设海底电缆与其他供电方式相比在技术与经济方面付出的代价更大。联网型岛屿供电一般是通过海底电缆进行，存在工程总投资大幅增加，海底电缆运行维护困难的缺点。
2.2 离岛型岛屿供电
偏远岛屿如果未与大陆主电网联系起来，通常情况下岛上的用电普遍只能依靠其自备的柴油发电机组，这必然使得岛上居民不能够使用到稳定可靠的电能，且对环境污染较大，对岛屿居民的生产生活和岛屿经济的长远发展造成极大影响。近年来，随着光伏产业的快速发展，光伏发电逐渐成为岛屿供电的主流。光伏发电具有来源稳定、不受地理环境影响、安全可靠、无噪声、无污染排放、建设成本低等特点，很适合于岛屿用电。
3 综合能源模式下新型岛屿供电模式探索
综合能源服务的开展为供电企业向岛屿等偏远地区客户供电提供了另一种较好的方式。下面以洪泽王骆殿岛综合能源服务为例，探索新型岛屿供电模式经验[3]。
3.1 项目概况
王骆殿岛位于淮安市洪泽区岔河镇东侧白马湖湖区内，具有独特的地理位置和秀美的自然风光。2017年淮安市白马湖管委会及岔河镇政府计划将王骆殿岛打造成观光旅游岛屿计划，目前岛上已进行部分开发，岛上目前拥有垂钓中心、游艇基地、烧烤中心、水上娱乐中心、渔家乐饭店2家、民俗4户、船居3户等。另一方面，王骆殿岛位于湖上，岛上夏季多SE风，冬季多NW风，岛上周围分布许多河滩，风光资源丰富，全岛共有住户129户，总人口364人，目前岛上常住户60户，常住人口125人，房屋76座，均匀分布在南北两个岛屿上，岛上电网、水网的铺设与维护困难、成本高，恶劣天气岛上居民用电用水困难。洪泽区供电公司计划建设集光伏、风能、电网侧和居民侧储能等一体的王骆殿岛离岛综合能源示范区。
3.2 技术应用
直流微电网技术代表了未来分布式的能源供应系统发展方向，是未来智能化配用电系统的重要组成部分，对于推动节能减排战略和实现可持续能源发展具有重要价值。微电网内光伏、风机、燃料电池、储能电池单元等所产生的电能主要为直流电或非工频交流电;我们生活中常用的电气设备，如笔记本电脑、手机、空调和电动汽车等，都是利用相应适配器将交流电变成直流电来驱动的。如果将这些发电单元或者负荷接入交流微电网中，则需要通过包含着相应DC-DC，DC-AC和AC-DC等电力电子变流器的多级能量转换装置，但是若把这些发电单元或负荷接入到与其电压等级相匹配的直流微电网中，将省去部分交直流变换装置，大大减少成本、降低损耗。
衡量直流微电网系统内有功功率平衡的唯一标准就是直流母线电压，这个系统内不存在交流系统里会出现的频率稳定、功率稳定等问题。直流微电网系统还可以经由双向DC-AC变流器与现有交流微电网或配电网进行并联，并能有效地将交流侧扰动或故障隔离，从而保证直流微电网系统内负荷的供电可靠性。正是如此，国内外工业界和学术界都关注着直流微电网系统的研究和发展。 3.3 水、风、光伏等综合能源建设
（1）风光路灯。风光路灯主要由风机、太阳能电板、光源，灯杆，控制器，蓄电池组成。根据地方政府对王络殿岛的主体规划内容，计划60盏风光互补路灯，在电能不足的情况下由大电网供电运行。丰海提供风光路灯的供货，经过环境现场考查，选用LED光源，6米的灯杆高，可以自己设定每天照明的时间，遇到本地储能不足，可接入大电网照明、储能。
（2）风力发电系统。风力发电系统由风机本体、风机基础、风机变流器组成。王骆殿岛位于湖上，风资源丰富，夏季多SE风;冬季多NW风，岛上周围分布许多河滩。根据现场考察，结合岛屿地理环境、负载与储能的情况，并考虑大型施工器械无法上岛，综合考虑技术成熟性、结合各种设备的优缺点，本工程选择河道旁较大的河滩上设置3台10KW的风机，岛屿上合适位置2台10KW风机。
（3）岸電箱建设。在岛上、对岸码头设置3个岸电箱，三辆客房船设置3个岸电箱，岸电箱的总装容量用60kW，留有380V插口两个，220V插口2个，不锈钢材质。
（4）充电桩建设。在对岸码头预设置3个充电桩，额定功率30kW直流快速充电桩，进线是三相四线制，最终配置需要确认观光车的充电参数。
（5）淡水的净化处理装置及直饮水装置。拟在岛上建设一套以“洪泽王骆殿岛”内的湖泊水为水源的日产50吨的淡水装置（以下简称“本装置”）。装置的供货范围包括：取水装置、日产50吨淡水装置（含取水泵、机械过滤器、介质过滤器、超滤装置和杀菌装置）、产品水箱、稳压供水系统、管路、阀门、仪表、电气及配套的控制系统。同时，在岛上对岸码头、游客集中点等处设置9套户外直饮水设备。装置采用模块化设计，可以实现快速组装和制水;采用PLC逻辑程序控制，可以实现一键启动，配备大尺寸触摸屏，操作界面友好、易懂;适应能力强，可在1～40℃水温范围内满负荷运行。
3.4 王骆殿岛管理平台
管理平台是上述能源供应、消费系统的主心骨;实现对岛内能源供应、消费实现常态化监控，为泛在电力物联网建设试点提供宝贵经验。平台是多个系统数据碰撞的融合点;平台是大数据分析后提供决策的大脑;平台是终端设备管理运维的介质;平台是岛内调度分配的依据。
4 结语
本文探索内湖偏远岛屿综合能源模式电网供电、运维新模式，主动回应利益相关方诉求，积极整合资源，联合利益相关方共同研发、建设、运维内湖岛屿综合能源泛在电力物联网，破解绿电上岛技术难题，解决了岛上居民用电困难，成功打造绿电上岛科研基地，为泛在电力物联网建设提供有益经验。
解决了岛上居民的用电难题，国网洪泽供电公司通过设计独立的用电解决方案，因地制宜解决岛上居民的用电需求，有效提高了电网覆盖率，优化电网结构，推进电力普遍服务。王骆殿岛风光储一体化发电项目的投运，使岛上居民用上了稳定、绿色的电能，切实解决了生活用电困扰。引领绿电使用新风尚，为同类用电难地区提供解决方案。与大型清洁能源基地受地域因素、成本投入、技术成熟度等因素制约不同，小型分布式清洁能源，往往可在成本可控的前提下有效地解决迫切的民生用电问题。
近年来综合能源服务在国内能源市场被广泛提起，但其在国内的发展才刚刚起步。但以其现有的业务模式来看，综合能源服务将会成为能源供给消费的主流模式。电网企业作为传统能源企业，在电力体制改革的环境下，将会加快综合能源服务业务的开展，寻找其企业新的利益增长点，同时也会将其应用到民生领域，履行其应负的社会责任。
参考文献
[1] 封红丽.国内外综合能源服务发展现状及商业模式研究[J].电器工业，2017（6）：34-42.
[2] 封红丽.综合能源服务转型探析[J].能源，2018（6）：77-83.
[3] 阿克.采用可再生能源系统为偏远岛屿供电[J].水利水电快报，2009（2）：40-41.
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