停车场顶棚能为电动汽车充电，汽车退役电池“摇身一变”成工业园区储能设备……近日，一个集“风、光、储、充、控”为一体的“能源魔盒”在上海市闵行工业园区正式亮相，为工业园区用能节能降耗提供了创新方案。
该“能源魔盒”是由国网上海市电力公司与上海电气集团股份有限公司联手打造的智慧能源项目，项目主要包含2.2兆瓦晶硅屋顶光伏和CIGS薄膜车棚光伏发电系统、10千瓦风力发电系统、4.02兆瓦/12.6兆瓦时的集装箱储能系统和一套70千瓦/307千瓦时梯次利用储能系统。项目一期已于今年7月投产运行。
“目前看来，‘能源魔盒’可在优化企业用能结构、降低企业用电成本方面发挥巨大作用。”国网上海综合能源服务有限公司技术总监窦真兰向记者表示，项目被认为是实现园区多能协同互补、能源综合梯级利用的重要抓手，也是上海工业园区综合能源服务的典型示范。
风、光、储、充、控多元合一
“能源魔盒”成效初显
走进上海闵行工业区，一排排湛蓝色“光伏停车场棚”格外引人注目。“这是由薄膜光伏所覆盖的停车场顶棚，既能遮阳避雨、方便停车，又可为新能源车充电，大大节约了工业区的电耗。”国网上海综合能源服务有限公司营销总监张宇说。
记者进一步了解到，该工业园区内的厂房屋顶基本都安装了光伏设备，装机容量总计达到2.2兆瓦，加上10千瓦的风电装机，预计运营期内风光系统年平均发电量为215.2万千瓦时，自发自用之外，还能实现余电上网，较原先年平均发电量预计高出8.2%。
▲ 位于闵行工业区上海电机厂内的薄膜光伏车棚
“光伏停车场棚、园内屋顶光伏系统就是‘能源魔盒’的子系统。”窦真兰指出，“能源魔盒”其实就是风力发电系统、光伏发电系统、储能系统、梯次利用电池系统与充电桩设施的整合，其可通过智慧能源管理平台，对园区内的能源系统进行统一管控。
“梯次利用储能电池系统”也是“能源魔盒”应用的一大亮点。
“一般电动汽车的动力电池使用年限在5—8年，其容量随着充电次数增加而衰减。当电池容量衰减到额定容量的80%，这些电池就不再适用于电动汽车。但是，退役的电池经过检测、维护和重组，可以在储能领域进行梯次利用。我们采用了梯次利用储能电池系统利用退役动力电池，目的就是要将园区内多余风电、光伏储存起来，为园区提供备用应急电源，确保用电安全可靠。” 张宇表示。
据了解，截至7月23日，“能源魔盒”风光共计发电约13.6万千瓦时，储能系统参与能源调配、吸收新能源电量约1.45万千瓦时，放出电量约1.208万千瓦时（园区总储能系统参与能源调配、吸收新能源电量约100.7万千瓦时，放出电量约88.4万千瓦时），成效显著。
“魔盒大脑”全面协调源网荷储用
大幅降低园区用能成本
光伏、风电、储能设备的接入，离不开能源管理系统的统一协调调度。记者了解到，区别于传统工业园区接入的单一新能源发电系统，上海闵行工业园区智慧能源项目可通过能源管理系统实现对发电侧、配电侧及用电侧的统一管控，通过运行数据实时跟踪、逻辑优化等手段，实现园区源—网—荷—储—用的全面协调。
能源管理系统的统一调度，在保证园区供电稳定、绿色、高效的同时，亦提升了园区运行效率，降低了设备运维成本，破解了原先园区用电能耗高、用电结构不合理、充电桩等设备接入成本及运维费用高等问题。
“能源管理系统好比‘能源魔盒’的‘大脑’，通过实时监测‘能源魔盒’系统内新能源发电侧功率、储能电池容量及各用电负荷，结合本地峰谷平电价时段，合理安排各系统最优化的运行路线，保证项目收益的同时，还能最大化新能源消纳水平。这也是上海闵行工业园区智慧能源项目最大的亮点。”窦真兰表示。
记者了解到，在“魔盒大脑”的统一调度下，上海闵行工业园的智慧能源项目可实现光伏发电的高峰时段刚好可与用电负荷峰值时段完美对应，从而大大降低了园区用电的峰值，削减了变压器投资；而储能系统也能充分利用现有峰谷平电价结构、峰谷电差价套利等方式降低企业用能成本，同时，峰电阶段的储能放电行为，也将进一步降低变压器投资。
园区成城市节能主力
综合智慧能源服务是必由之路
记者从国网上海市电力公司和国网上海综合能源有限公司了解到，该公司正计划将“能源魔盒”进一步推广复制至上海其他工业园区，项目暂设计为由光伏系统、储能系统和充电桩构建的智慧能源系统，进一步助力闵行工业基地实现智慧低碳绿色发展。
▲位于闵行工业区上海电机厂内的大型储能系统
相关数据显示，工业园区是能源消耗聚集区，占全国总能耗接近70%，节能减排任务艰巨。“对于城市工业园区而言，以‘能源魔盒’为代表的综合智慧能源服务不失为一项节能降耗的有效举措。”窦真兰表示。
据张宇介绍，上海闵行工业园区目前投产的“能源魔盒”项目一期预计年平均发电量可达215.2万千瓦时，年节约标煤约665吨，减少二氧化碳排放约1760吨，减少有害气体排放约1.8吨。
▲上海电机厂薄膜光伏车棚鸟瞰图
在窦真兰看来，参考上海闵行工业园区“能源魔盒”实践经验，充分利用当地能源资源禀赋做好综合智慧能源管理，是工业园区未来发展的必由之路。而融入5G基站、数据中心等“新基建”重点技术的园区综合能源服务手段，也将是未来工业园区节能降耗、实现绿色低碳转型的重要实施方向。
