淺談綜合能源服務新業態下島嶼供電模式

李大銀 劉浩

摘 要：綜合能源服務是新的能源形勢下為解決客戶多樣化能源生產、供應與消費需求而發展出的新型能源服務方式，是加快推進清潔能源發展，實現能源效率利用最大化，降低能耗水平的重要解決路徑。這種能源服務方式將給原有島嶼依靠電網或者發電機等供電的模式帶來新的思路，是電網企業履行社會責任的有效途徑。

關鍵詞：綜合能源服務;島嶼;供電

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）22-0174-02

0 引言

當前，我國能源供應消費方式發生改變，能源結構加速轉型，能源系統形態也向著新的方向發展。隨著電力體制改革進程加快，能源互聯網技術、大數據技術和可再生能源技術快速進步，開展綜合能源服務已經成為提高能源利用效率、降低用能成本的重要發展趨勢，與此同時綜合能源服務也為電網企業履行社會責任提供了另一條路徑。

1 綜合能源服務概念和特點

1.1 綜合能源服務的概念

對于“能源服務”這個詞，《能源詞典》是這樣定義的，“能源服務”是指向消費者提供通過使用能源而得到的相關服務。根據專業之間關聯的緊密度和業務發展模式的相近度，可以將能源服務分為三種[1]。

（1）傳統的能源銷售服務，這中包括售電、售氣、售油等基礎性服務，以及客戶側管網運維、綠色能源采購、利用低價能源的智慧用能管理（比如在低谷時段儲能、蓄冷蓄熱、給電動汽車充電）、甚至信貸金融服務等深度服務。（2）分布式的能源服務，這主要包括設計、安裝運行分布式光伏、冷熱電三聯供、生物質鍋爐、熱泵等基礎性服務，還有運營維護多能協同互補區域熱站、融資租賃、資產證券化等深度的服務。（3）節能減排和需求響應服務，這包括改造用能設備、建設能效監測平臺、建設余熱余壓回收利用、集成商簽訂代理需求響應協議等基礎性服務，代維、設備租賃、輔助服務市場、可中斷負荷項目、以及集成調控空調、電動汽車、蓄冷機組、蓄熱式電鍋爐等柔性負荷參與容量市場等深度服務。

1.2 綜合能源服務特點

以電力系統為核心，借助現代信息通信技術、智能化技術，改變傳統管理模式和方法，在規劃、設計、建設和運行的全過程中，不再采用過去單獨規劃、單獨設計、單獨建設和獨立運行供電、供氣、供冷、供熱等各種能源供應系統的模式，而是對不同種類能源的供應、分配、轉化、存儲、消費等各環節進行優化，有機協調與管理，打造充分利用可再生能源的新型區域多能協同互補的能源供應系統。這才是綜合能源服務最本質的特點。未來，綜合能源服務的發展方向和潮流必然是能源供應多元化、能源服務多樣化、用能方式智能化。

2 傳統服務模式下島嶼供電

島嶼由于其遠離陸地的特殊性，相關設施的建設難度較大。傳統的島嶼供電模式主要是聯網型和離島型[2]。

2.1 聯網型島嶼供電

對于中大型的群島來說，只有通過海底電纜與大陸聯網，才能滿足其對電力需求總量和可靠性的較高要求。例如舟山群島地區的舟山主網通過220kV和110kV海底電纜與大陸電網相連。但對于其他偏遠小島來說，鑒于其最大負荷有限、輸送距離較遠、島嶼面積狹窄等多種原因，鋪設海底電纜與其他供電方式相比在技術與經濟方面付出的代價更大。聯網型島嶼供電一般是通過海底電纜進行，存在工程總投資大幅增加，海底電纜運行維護困難的缺點。

2.2 離島型島嶼供電

偏遠島嶼如果未與大陸主電網聯系起來，通常情況下島上的用電普遍只能依靠其自備的柴油發電機組，這必然使得島上居民不能夠使用到穩定可靠的電能，且對環境污染較大，對島嶼居民的生產生活和島嶼經濟的長遠發展造成極大影響。近年來，隨著光伏產業的快速發展，光伏發電逐漸成為島嶼供電的主流。光伏發電具有來源穩定、不受地理環境影響、安全可靠、無噪聲、無污染排放、建設成本低等特點，很適合于島嶼用電。

3 綜合能源模式下新型島嶼供電模式探索

綜合能源服務的開展為供電企業向島嶼等偏遠地區客戶供電提供了另一種較好的方式。下面以洪澤王駱殿島綜合能源服務為例，探索新型島嶼供電模式經驗[3]。

3.1 項目概況

王駱殿島位于淮安市洪澤區岔河鎮東側白馬湖湖區內，具有獨特的地理位置和秀美的自然風光。2017年淮安市白馬湖管委會及岔河鎮政府計劃將王駱殿島打造成觀光旅游島嶼計劃，目前島上已進行部分開發，島上目前擁有垂釣中心、游艇基地、燒烤中心、水上娛樂中心、漁家樂飯店2家、民俗4戶、船居3戶等。另一方面，王駱殿島位于湖上，島上夏季多SE風，冬季多NW風，島上周圍分布許多河灘，風光資源豐富，全島共有住戶129戶，總人口364人，目前島上常住戶60戶，常住人口125人，房屋76座，均勻分布在南北兩個島嶼上，島上電網、水網的鋪設與維護困難、成本高，惡劣天氣島上居民用電用水困難。洪澤區供電公司計劃建設集光伏、風能、電網側和居民側儲能等一體的王駱殿島離島綜合能源示范區。

3.2 技術應用

直流微電網技術代表了未來分布式的能源供應系統發展方向，是未來智能化配用電系統的重要組成部分，對于推動節能減排戰略和實現可持續能源發展具有重要價值。微電網內光伏、風機、燃料電池、儲能電池單元等所產生的電能主要為直流電或非工頻交流電;我們生活中常用的電氣設備，如筆記本電腦、手機、空調和電動汽車等，都是利用相應適配器將交流電變成直流電來驅動的。如果將這些發電單元或者負荷接入交流微電網中，則需要通過包含著相應DC-DC，DC-AC和AC-DC等電力電子變流器的多級能量轉換裝置，但是若把這些發電單元或負荷接入到與其電壓等級相匹配的直流微電網中，將省去部分交直流變換裝置，大大減少成本、降低損耗。

衡量直流微電網系統內有功功率平衡的唯一標準就是直流母線電壓，這個系統內不存在交流系統里會出現的頻率穩定、功率穩定等問題。直流微電網系統還可以經由雙向DC-AC變流器與現有交流微電網或配電網進行并聯，并能有效地將交流側擾動或故障隔離，從而保證直流微電網系統內負荷的供電可靠性。正是如此，國內外工業界和學術界都關注著直流微電網系統的研究和發展。

3.3 水、風、光伏等綜合能源建設

（1）風光路燈。風光路燈主要由風機、太陽能電板、光源，燈桿，控制器，蓄電池組成。根據地方政府對王絡殿島的主體規劃內容，計劃60盞風光互補路燈，在電能不足的情況下由大電網供電運行。豐海提供風光路燈的供貨，經過環境現場考查，選用LED光源，6米的燈桿高，可以自己設定每天照明的時間，遇到本地儲能不足，可接入大電網照明、儲能。

（2）風力發電系統。風力發電系統由風機本體、風機基礎、風機變流器組成。王駱殿島位于湖上，風資源豐富，夏季多SE風;冬季多NW風，島上周圍分布許多河灘。根據現場考察，結合島嶼地理環境、負載與儲能的情況，并考慮大型施工器械無法上島，綜合考慮技術成熟性、結合各種設備的優缺點，本工程選擇河道旁較大的河灘上設置3臺10KW的風機，島嶼上合適位置2臺10KW風機。

（3）岸電箱建設。在島上、對岸碼頭設置3個岸電箱，三輛客房船設置3個岸電箱，岸電箱的總裝容量用60kW，留有380V插口兩個，220V插口2個，不銹鋼材質。

（4）充電樁建設。在對岸碼頭預設置3個充電樁，額定功率30kW直流快速充電樁，進線是三相四線制，最終配置需要確認觀光車的充電參數。

（5）淡水的凈化處理裝置及直飲水裝置。擬在島上建設一套以“洪澤王駱殿島”內的湖泊水為水源的日產50噸的淡水裝置（以下簡稱“本裝置”）。裝置的供貨范圍包括：取水裝置、日產50噸淡水裝置（含取水泵、機械過濾器、介質過濾器、超濾裝置和殺菌裝置）、產品水箱、穩壓供水系統、管路、閥門、儀表、電氣及配套的控制系統。同時，在島上對岸碼頭、游客集中點等處設置9套戶外直飲水設備。裝置采用模塊化設計，可以實現快速組裝和制水;采用PLC邏輯程序控制，可以實現一鍵啟動，配備大尺寸觸摸屏，操作界面友好、易懂;適應能力強，可在1～40℃水溫范圍內滿負荷運行。

3.4 王駱殿島管理平臺

管理平臺是上述能源供應、消費系統的主心骨;實現對島內能源供應、消費實現常態化監控，為泛在電力物聯網建設試點提供寶貴經驗。平臺是多個系統數據碰撞的融合點;平臺是大數據分析后提供決策的大腦;平臺是終端設備管理運維的介質;平臺是島內調度分配的依據。

4 結語

本文探索內湖偏遠島嶼綜合能源模式電網供電、運維新模式，主動回應利益相關方訴求，積極整合資源，聯合利益相關方共同研發、建設、運維內湖島嶼綜合能源泛在電力物聯網，破解綠電上島技術難題，解決了島上居民用電困難，成功打造綠電上島科研基地，為泛在電力物聯網建設提供有益經驗。

解決了島上居民的用電難題，國網洪澤供電公司通過設計獨立的用電解決方案，因地制宜解決島上居民的用電需求，有效提高了電網覆蓋率，優化電網結構，推進電力普遍服務。王駱殿島風光儲一體化發電項目的投運，使島上居民用上了穩定、綠色的電能，切實解決了生活用電困擾。引領綠電使用新風尚，為同類用電難地區提供解決方案。與大型清潔能源基地受地域因素、成本投入、技術成熟度等因素制約不同，小型分布式清潔能源，往往可在成本可控的前提下有效地解決迫切的民生用電問題。

近年來綜合能源服務在國內能源市場被廣泛提起，但其在國內的發展才剛剛起步。但以其現有的業務模式來看，綜合能源服務將會成為能源供給消費的主流模式。電網企業作為傳統能源企業，在電力體制改革的環境下，將會加快綜合能源服務業務的開展，尋找其企業新的利益增長點，同時也會將其應用到民生領域，履行其應負的社會責任。

參考文獻

[1] 封紅麗.國內外綜合能源服務發展現狀及商業模式研究[J].電器工業，2017（6）：34-42.

[2] 封紅麗.綜合能源服務轉型探析[J].能源，2018（6）：77-83.

[3] 阿克.采用可再生能源系統為偏遠島嶼供電[J].水利水電快報，2009（2）：40-41.