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

汤奕教授博士生导师东南大学溧阳研究院 农村能源革命试点县通知大纲分析 01 农村能源革命需求与矛盾分析 0 建筑能源互联网 03 交通能源互联网 0204 农业能源互联网 0205 0206 旅游能源互联网 指导思想 工作原则 试点先行逐步推广 因地制宜多元创新 多能互补追求实效01 生态优先绿色发展 重点任务 推动农村能源供给革命建立可再生能源多元供能体系 01 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 推动农村能源消费革命实现县域清洁高效用能 02 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 推动农村能源技术革命提升农村智慧用能水平 03 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 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 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 农业能源建设供需不平衡 01 02 03 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 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 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 传统农村能源创新及效益有待提升 农村能源革命缺乏整体规划 传统农村能源形式不清洁 05 04 06 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 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 电碳协同的能源互联网优势分析 电探协同的能源互联网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 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 电探协同的能源互联网解决方案 建筑能源互联网-南山居示范工程 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 建筑能源互联网-零碳建筑 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 系统架构系统架构 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 建筑能源互联网-风力发电 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 建筑能源互联网-光伏发电 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 建筑能源互联网-南山居建筑舒适模式 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 建筑能源互联网-南山居建筑零碳孤岛模式 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 建筑能源互联网-智慧低碳运营 智慧低碳运营智慧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 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 农业能源互联网-新能源农业相结合 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 农业能源互联网-智慧大棚 农业能源互联网-智慧灌溉 农业能源互联网-智慧水产养殖 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 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 旅游能源互联网-零碳乡村 旅游能源互联网-多元化零碳景区 通过增加智慧路灯光伏步道光伏星空伞等零碳元素将低碳智能化管理清洁能源利用特色旅游亮点打造等相结合构建低碳环保的新概念旅游产业 零碳元素 客流监测 智慧路灯 智能监控5G基站及无线信息发布智能广播一键呼叫…… 光伏星空伞光伏向日葵垂直轴风机光伏座椅光伏地板…… 红外识别客流统计客流预估客流分析游客画像……