由清華大學(xué)和國家能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟共同主辦的“2018國家能源互聯(lián)網(wǎng)大會”于11月6日在北京西郊賓館召開。大會以“推示范、求共贏、促發(fā)展”為主題，總結(jié)2018年能源互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，明確2019年行業(yè)重點攻關(guān)任務(wù)和目標(biāo)，為相關(guān)企事業(yè)推進能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進程指引方向。
演講全文：
趙志剛：非常榮幸參加2018國家能源互聯(lián)網(wǎng)大會，我是格力電器的趙志剛。能源互聯(lián)網(wǎng)是一個新興的被定義和賦能的概念，開啟了新的生態(tài)。從用電側(cè)來講，能源變革，技術(shù)的發(fā)展不僅是能源的供給的問題，必然將影響到消費合消費的形態(tài)。當(dāng)然信息的分享已經(jīng)無成本，但是物理實體包括能源一直徘徊在節(jié)能、提效，以及還得成本。
今天我?guī)斫脩魝?cè)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究，GMS系統(tǒng)，用電側(cè)設(shè)備這些年的推薦和實施。我分享兩個，一個是光伏空調(diào)系統(tǒng)與新能源直流電器，此外是用戶側(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
光伏空調(diào)系統(tǒng)。這個詞已經(jīng)做廣告好多年了，2013年我們在中央電視臺打了廣告，那個時候大家講，光伏空調(diào)是個啥?既不是用電設(shè)備，也不像發(fā)電設(shè)備，是一個發(fā)用一體化的設(shè)備，光伏空調(diào)系統(tǒng)，它應(yīng)該說跨出了原來用電設(shè)備純功能性電器的定義，把光伏這種新型能源和清潔能源的消納集成進了用戶側(cè)。那么電器的發(fā)展是從電被發(fā)現(xiàn)以來一直成為人們改善生活，改善各個方面的一個功能性設(shè)備。新能源發(fā)生變革之后，實際上在電器里面產(chǎn)生了不一樣的影響。其中它的紐帶是直流，電器設(shè)備從電到交流電，到后來內(nèi)部直流化，到后來跟新能源的對接，一直是電器裝備領(lǐng)域追求和關(guān)注的變革點。那么新能源的普及和新能源的繁榮是加快了這個進程，所以第一個主題想通過光伏空調(diào)系統(tǒng)和新能源直流匯報一下研究情況和關(guān)注的痛點和焦點。
可以看到，在建筑和人生活里面，有接近一半的電費是交給了空調(diào)，比重非常大，空調(diào)也是家里耗電最重的，也是夏天導(dǎo)致供電產(chǎn)生峰谷不平衡的一個最關(guān)鍵的支撐點。怎么選取節(jié)流之后的開源對電器產(chǎn)業(yè)來講，是一個發(fā)展的關(guān)鍵。這是光伏系統(tǒng)的一個主題的架構(gòu)圖，我們可以看到，有光伏能源供給的建筑來講，它的新能源的電，光伏的電，會經(jīng)過空調(diào)直去直用，給家里的電器，用不完才給電網(wǎng)。光伏的電不再通過上網(wǎng)，轉(zhuǎn)一圈之后再回來，才給空調(diào)用。因為空調(diào)在變頻后之后已經(jīng)可以直接消納這個電了，這是光伏空調(diào)系統(tǒng)最初的一個設(shè)想。讓自發(fā)自用先縮小到自己的范圍，再從家庭到社區(qū)，以及通過儲能來在家庭里做自我的平衡。也就是自發(fā)自用、自我愈合的一個思想。
這是基于這個框架和目標(biāo)，我們所定義的一個在家居的一個發(fā)儲用系統(tǒng)的架構(gòu)。它是以直流母線為支撐，我們期望這樣的能源更加直接和簡單，設(shè)備也更加簡單高效可靠，通過一級的裂變就轉(zhuǎn)給電器設(shè)備，轉(zhuǎn)化為能，轉(zhuǎn)化為熱，轉(zhuǎn)化為其他的視頻、音樂等等。它通過這種直流直驅(qū)的架構(gòu)實現(xiàn)了限暖、變流器的供采和簡化，也實現(xiàn)了直流直驅(qū)的高效，更加可靠，也讓變換能得到聯(lián)合的調(diào)配，打造一個更加安全的系統(tǒng)。
這是一個示范?；谶@個設(shè)想和架構(gòu)，通過技術(shù)實現(xiàn)，我們做了一個示范的對比。可以非常明確看到這種光伏電直流直驅(qū)的系統(tǒng)，在效率，能量損失，系統(tǒng)造價成本上以及變網(wǎng)的友好性都有非常大的提升，甚至效率達到7%，這是當(dāng)年住建部的一個光伏一體化建筑立面做的光伏離心的系統(tǒng)，是一個0.8兆瓦的系統(tǒng)。我們采用能源連接的紐帶實現(xiàn)添加能源供給和結(jié)合用電，并且具備產(chǎn)業(yè)化實踐可行。
這個項目基于光伏和用電側(cè)結(jié)合的技術(shù)，團隊已經(jīng)做了兩年攻關(guān)。2013年和2018分別都取得了進展。2018年也獲得了一個國際成就大獎，對未來的發(fā)展做了一個探索。相關(guān)的產(chǎn)品經(jīng)過五年的研究和發(fā)展，已經(jīng)是八大類產(chǎn)品64個型號，覆蓋了23個國家和地區(qū)，是縮減版的發(fā)儲用管，這個系統(tǒng)也已經(jīng)在不斷的進行實踐，其中用的最多的是中東，陽光非常好，有內(nèi)在的工序須知平衡和自己的需求特性。
基于光伏空調(diào)研發(fā)，相關(guān)的技術(shù)已經(jīng)不停在往前發(fā)展。我們希望通過供需平衡和清潔能源直區(qū)直供的技術(shù)來覆蓋到家庭。
為什么推進光伏空調(diào)?電器產(chǎn)業(yè)從交流到未來的直流電器，這個在國際上競爭非常激烈，相關(guān)的技術(shù)儲備和技術(shù)的準(zhǔn)備和示范都在推進。電器的直流化有內(nèi)在的訴求，當(dāng)傳統(tǒng)的電器在推進提質(zhì)提效完成用能精細化的過程中，通過變頻技術(shù)，電力電子技術(shù)實現(xiàn)精細化利用的時候，普通常規(guī)的220伏已經(jīng)不能滿足，功能調(diào)節(jié)需求，智能控制需求還是節(jié)能的需求，這時候會有一個ACDC的裝置，當(dāng)然信息電子的早就實行了內(nèi)部的直流化。我們認(rèn)為直流化的推進可以分成三步。第一是內(nèi)部的直流化，第二是光伏空調(diào)這種自系統(tǒng)的直流化來避開全生態(tài)同步走的問題，不是不愿意的問題，而是一個同步節(jié)奏的問題，所以第二步可以通過大功率設(shè)備，通過光伏直流或者是通過變網(wǎng)的適配計劃來實現(xiàn)過渡，最終協(xié)調(diào)各方實現(xiàn)全直流生態(tài)。現(xiàn)在的直流化有自己的訴求，在這個進程中，新能源和儲能起到了非常好促進作用，有經(jīng)濟性。
這是我們對新能源直流電器在功率特性的分析。因為推進整個直流化，達成局域能源系統(tǒng)化的過程中，對相關(guān)接口，對供需平衡的這個功率限制是多少，實際上一直是一個非常關(guān)鍵的焦點也是一個決策點。我們對從用電側(cè)的角度對工業(yè)做了分析。把它分成了功率，能量特性，用電的使用特性，人跟它接觸的頻繁還是非頻繁進行了相應(yīng)的研究和分析。這是用電側(cè)的分析，有助于我們對架構(gòu)的定義，以及未來到底該選擇什么樣的布局，什么樣的輸配的長度，范圍，以及相關(guān)的接口，有助于我們實體得到實踐。
此外，器件支撐上，空調(diào)的變頻化同步推進了高反化，器件支撐具備了一定的基礎(chǔ)，包括便民化所產(chǎn)生的大規(guī)模的電力電子器件和薄膜器件等。此外，線路的輸配電性能和絕緣水平也是影響能源互聯(lián)網(wǎng)直流方面的因素。從用電側(cè)的角度提出一個概念，在家庭和社區(qū)搭建兩條母線，一是安全的母線，就是頻繁跟人可以接觸到的，比如說臥室、客廳、書房、商務(wù)辦公和會議室，追求安全，使用低壓。特外高壓追求效力，這是初步按這個思路來定義我們的母線。這是一個直流分區(qū)安全用電的，怎么考慮里面的布線的安全防護。
從新能源電器的角度來反過來看設(shè)備的系統(tǒng)，在能源主通道上怎么達到標(biāo)準(zhǔn)和接口。還有一些技術(shù)在進行中，接口技術(shù)，即插即用的技術(shù)，在線絕緣監(jiān)測的。這個已經(jīng)在不斷的實踐了，實際上很多的焦點問題，它從很多的角度還有不同的觀點和意見，我們認(rèn)為更多的時候通過更多的試驗和工程發(fā)現(xiàn)問題和瓶頸在哪里，這樣才能使它更加完整，也積累更多的數(shù)據(jù)樣本。
第三個是對供需聯(lián)動的研究。光伏跟空調(diào)結(jié)合起來，以及新能源跟用電需求結(jié)合之后，社區(qū)還存在著跟外部交互的問題。像我們這樣在推進煤改電。實際上在河北和天津都有推進光伏煤改電的工作，想解決的就是當(dāng)電負荷突然增加之后，電網(wǎng)的承受能力以及跟電網(wǎng)互動響應(yīng)的問題?；谶@方面我們也在開展供需聯(lián)動和研究，來解決并且應(yīng)用特別是空調(diào)和熱水機非敏感性實時負載，它的一些優(yōu)勢。因為空調(diào)和熱水器是可以緩變的，時間長度在半小時以后，這些特性可以在多能混合調(diào)度里面其互補互通和互進的作用。
這是一個河北的電力調(diào)風(fēng)系統(tǒng)。當(dāng)然，整個能滿足未來能源互聯(lián)網(wǎng)的電器還有很多研究的工作，團隊也梳理，希望有機會跟伙伴一起交流，讓系統(tǒng)更加親和和友好。
下面我再匯報一下局域能源互聯(lián)網(wǎng)的IEMS系統(tǒng)。2012年的時候，空調(diào)和電器通過變頻化之后，推進兩事情，一個是智能化，家庭是智能化，樓宇是群控。跟我們能源對接的時候，或者是AI出來之前，基本上有時候像個玩具，不能產(chǎn)生實際的效果，這也是行業(yè)的同點。IEMS希望跟功能性控制結(jié)合起來，最終實現(xiàn)家庭的能源信息的呼叫互通互用。這是我們定義的一個社區(qū)級架構(gòu)。采用源儲荷網(wǎng)的架構(gòu)，包括集中式儲能和光伏，也包含分布式儲能和光伏，利用直流配電系統(tǒng)的自愈能力實現(xiàn)安全運行，此外是友好的，像一個生命細胞一樣具備特征屬性，可以自由累加和擴展。
這是開展的一些IEMS的研究，包括用電側(cè)的響應(yīng)和通信的技術(shù)，希望設(shè)備具備能源信息化之后，更好的跟其他的系統(tǒng)進行互動。這是已經(jīng)開展的一些規(guī)范性的工作，像空調(diào)已經(jīng)形成了團標(biāo)和行標(biāo)4份左右，已經(jīng)在完成相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的輸出。
未來能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和IEMS系統(tǒng)希望以變網(wǎng)側(cè)的路由器或者是單元，自由跟外界交互，內(nèi)在發(fā)出自我平衡和調(diào)度，這是在信息解決方案上，實現(xiàn)從APP端到服務(wù)端到本地端能互相支持協(xié)同。
這是實際搭建的一個系統(tǒng)，這是樓宇級、工廠級和區(qū)域級的。此外，我們這套系統(tǒng)也搭建了一個示范屋，通過七個集裝箱組成，整個負荷100千瓦左右，實現(xiàn)了交直流雙環(huán)網(wǎng)，做直流計量的工作。這也是我們建立以直流為基礎(chǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)的基石，它能促進整個產(chǎn)業(yè)交易的反應(yīng)。
這是在長沙搭建的一個工廠級應(yīng)用，大概1.44兆瓦，發(fā)現(xiàn)不少的問題，包括跟網(wǎng)的問題，內(nèi)部環(huán)流，包括一些策略的問題。這是相關(guān)的網(wǎng)架和系統(tǒng)。在工廠里面的應(yīng)用不只是提供功能和舒適型，能跟工廠的可靠的運行、調(diào)度，甚至單品能耗結(jié)合，實現(xiàn)更加智能、安全的工廠。
最后，想用這個詞來總結(jié)我的報告。能源互聯(lián)網(wǎng)在2013年以前，我們基本上找不到名詞來定義它，但是再后來的過程中，我們用能源互聯(lián)網(wǎng)定義了，相信未來通過大家的努力，通過供需網(wǎng)，源網(wǎng)荷儲和產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動，攜手共建一個清潔安全、可靠、高效的人機互動環(huán)境。謝謝大家。
(本文根據(jù)發(fā)言嘉賓演講速記整理，未經(jīng)本人審核)
