源网荷储一体化虚拟电厂 在高耗能工业领域的智慧能源应用 连接 + 洞察 + 优化 助力智慧能源数字化转型 【以数据智能为核心的工业互联网平台服务智慧能源】 寄云科技 娄勇刚 2024.04 1- 寄云工业互联网平台的能源数字化行动路径 2- 能源和工业深度融合的综合能源服务应用案 例 ( 煤化工 石化 化工 ) 目 录 数字化 姓 " 工 " 不姓 " 互 "

武汉大学电气与自动化学院 廖思阳 副教授、博士生导师 2024年7月11日 高耗能工业参与电网供需互动符合国家战略 国家政府 电网公司 工业企业 六部门发布《工业能效提 升行动计划》，推进重点 行业绿色低碳发展 南方电网发布《新型电力系 统建设行动(2021-2030年) 白皮书》 云南钢铁企业正在实 现从传统生产向低碳 绿色智慧制造转型 ◼ 中央深改委2023年7月强调：清洁低碳、供需协同是 充电 放电 可再生能源 常规机组出力 网负荷 电 功功率 有 时间t 负荷侧控制 ⚫高耗能负荷发挥与储能类似的调节作用 ⚫很多负荷通过改造可以具备负荷侧响应能力 可再生能源 常规机组出力 网负荷 电 功功率 有 时间t 高耗能负荷 负荷降 出力 可再生能源波动控制——工业高耗能负荷 大容量工业负荷参与电网互动调节，是国家重大战略需求 2017年 六部委 《电力需求侧管理办法》（2017年） Wind:7% Wind:4% （a）我国电解铝产量分布 (b)我国主要省市弃风弃光率统计 全国电解铝产量分布与主要省市弃风弃光率 ◼电解铝分布在风电消纳问题突出的三北、云南地区 ，从地理条件上，高耗能负 荷平抑集中式新能源功率波动具备可行性 工业负荷调控可行性——区位契合 ➢ 电解负荷、电弧炉负荷的用电占全社会用电量的比例约18%，如果参与调节能够大幅提升电网灵活性 工艺类型 小行业 年产量

12%、5%。 3. 重点部门 传统耗能产业占比大。江西省能源消费主要集中于传统高耗能部门和行业。其中，高耗能部门主要包括能源 生产及加工转换、工业和建筑业等，合计约占全省能源消费总量的 63%。从行业维度来看，能源消耗高度集中于 电力、热力生产和供应业，黑色金属冶炼及压延加工业，以及非金属矿物制品业等三个高耗能行业。 3.1 电力部门 2020 年江西省电力生产领域产生的能源相关二氧化碳排放占全省排放总量的 注：不包含原料用煤 来源：江西 EPS 模型结果 位居江西省工业部门碳排放首位的水泥行业，其排放总量超过其他所有行业的总和，钢铁、化工、焦化及有 色金属等高耗能行业依次构成主要排放源。模型预测表明，在政策情景和双碳情景下，高耗能行业均于 2025 年 前达到峰值，其中双碳情景下的排放下降趋势更为显著。 江西作为全国重要的水泥生产基地，其水泥行业二氧化碳排放已达峰。峰值后的快速下降对推动江西省工 万吨 CO2。 20 江西低碳转型中长期展望——基于 EPS 模型构建“双碳”路径 图 21 三个情景下江西省重点高耗能行业碳排放 注：仅包括二氧化碳直接排放 来源：江西 EPS 模型结果 图 22 三个情景下江西省有色金属行业碳排放 来源：江西 EPS 模型结果 高耗能行业电气化是江西省实现碳中和的重要抓手，尤其体现在利用电力和氢能替代化石燃料，为工业生 产提供中高温热需求。在双

业 快速发展。在碳中和目标的约束下，高耗能产业发展空间 将进一步压缩，中国经济增长将从资源依赖向创新驱动模 式转变。新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高 端装备、新能源汽车、绿色环保以及航空航天、海洋装备 等战略性新兴产业将得到加快发展；钢铁、有色金属、石化 化工、建材、交通、建筑等高耗能行业需要加快技术改造 并进入碳达峰平台期，高耗能高排放项目的上马也将受到 严格遏制；产业结构的转型升级将带动社会生活方式和消 除收益之外，绿色金融的另一大核心关切在于降低两 种与气候变化相关的风险，即企业的低碳转型风险和物理 上的气候风险。低碳转型风险一般指政府设定的低碳目 标、民众对气候变化的关注等对企业发展造成的影响，例 如高耗能企业在气候法规日益缩紧的大背景下会面临更大 的合规压力和降本压力。物理上的气候风险则是指气候 变化带来的诸多负面影响有可能直接降低企业的营收，例 如极端天气会破坏企业的供应链、打乱生产计划、农业减 等方面的作用，优化资源配置、规避交通拥堵，有效降低车 辆运输排放量。 3.6 美欣达智慧能源管理 ii 工业是能源消费和碳排放的大户，因此工业绿色低碳 转型是实现碳中和目标的重点领域。在此背景下，作为传统 高耗能产业之一，纺织印染行业面临着“双控”制度下限产 限电、落后产能淘汰的严峻挑战25。为此，浙江美欣达纺织 印染科技有限公司携手百度智能云，成功建立了智慧能源 管理系统，在有效实现能耗管控的基础上力求降本增效，

生产总值 能耗比 2020 年 下降 13.5% 到 2030 年 到 2025 年 到 2060 年 2020 年中国能源消 费 总量占比 % 煤炭 石油 天然气 其他能源 高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平（ 2021 年版） 节选 序 号 国民经济行业分类及代码 重点领域 指标名称 指标单位 标杆水平 基准水平 参考标准 大类 中类 小类 1 石油、煤炭 中去 能源管理以事后管理为主， 缺乏事前、过程管理， 影响节能效果 能源管理偏重指标、 数字管理， 对节能项目管理没有具体、 专有的推进流程 能源管理工作与能源成本、能源行业效益结合不够 高耗能产业，能源消耗的重点行业 5. 能源管理现状和需求分析 - 能源管理痛 点 3 2 4 1 5 6 能耗数据难以 在线监控 • 耗能设备计量 仪表配备率低 • 现场

等负 荷的闲时能耗。 能耗异常检测 闲时能耗分析 大系统（车间级） 例如 ：暖通的生产不知道车间生产任务的变化 ，暖通的制 冷控制存在调节的滞后性 ，这个过程导致主机高功率运行 带来高耗能 ，温湿度调节波动性也给生产带来影响。 2 公辅系统（暖通为例） 中系统（系统级） 小系统（设备级） 3 例如 ：不同类型冷水机 组最佳负载效率下能耗 不同 ，调节出水温度或 启停组合 ，离心泵最佳

排放量增加 让 工 业 充 满 智 慧 切圆燃烧 - 火球是否居中从此得到验 证 一个理想的火球应该是平衡、居中的！ 影像覆盖整个炉膛 火球偏离中心 火球居中 微型电网控制 -- 舰船、海岛和高耗能企业自备电 厂 1# 锅炉 2# 锅炉 3# 锅炉 4# 锅炉 5# 锅炉 6# 锅炉

调度与优化、能源设备运行与管理等方面发挥着重要的作用。 能源管理平台对电、水、气、煤、油、热 ( 冷 ) 量等集中采集、统计、分析，以直观的数据和图表向管理 人员或者决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点和不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用 户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑，有效节约能源。 能源需求分析 能源需求分析 企业能源现状 目前，很多企业单位具有工业监控系统，可以监

年一季度，吨原油加工量综合能耗同比下降 1.7% ，吨乙烯产量综 合能耗同比下降 1.3% ，但其总体能耗水平约为世界先进水平的 1.5 倍。 “原油加工”和“化工原料及化学制品”的生产过程被列入六大高耗能行业。 我国石油、天然气资源严重不足。 2015 年上半年石油表观消费量 2.69 亿 吨，对外依存度 60.4% ；天然气表观消费量 920 亿立方米，对外依存度 31.5% 。 年份 2010 年一季度，吨原油加工量综合能耗同比下降 1.7% ，吨乙烯产量综 合能耗同比下降 1.3% ，但其总体能耗水平约为世界先进水平的 1.5 倍。 “原油加工”和“化工原料及化学制品”的生产过程被列入六大高耗能行业。 我国石油、天然气资源严重不足。 2015 年上半年石油表观消费量 2.69 亿 吨，对外依存度 60.4% ；天然气表观消费量 920 亿立方米，对外依存度 31.5% 。 我国石油

机物流经的设备与管线组件 进行泄漏检测与控制，根据组件类型采取不同的检测周期，确保公司 VOCs 管控 体系能够准确、高效地运转。 1.3.3 经营创效方面 （1）能源供给侧进行改革，控制高耗能装置负荷。 炼油工艺的难点在于重质油馏分的转化，所消耗能源占全厂的 2/3 左右，因此 重质油的加工方案对全厂能耗的影响非常关键。公司抓住云南综合交通运输建设 “突飞猛进”市场机遇，配合中燃油 单耗 30Nm3/h，催化烧焦 率减少 0.5%；在满足市场产品质量要求和产量需求的前提下，根据月度产品计划 控制汽油增量、增产航煤、稳产柴油，尽量降低催化裂化、加氢裂化、连续重整 及制氢等高耗能装置加工负荷；提高关键产品转化率及收率，如重整纯氢产率达 到 3.92%以上，尽量提高重整负荷，增加氢气产量从而降低制氢负荷，同时增产苯、 混芳等高附加值产品。 （2）减少或控制产品质量富余。 的转动设备工艺运行参数、设备故障率、负荷率、有效运行时间和偏离设计工况 情况，分析低效率原因，综合开展大机组、离心泵、风机等主要设备能效诊断评 价工作，依据工业和信息化部《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一、 二、三批）》，排查高耗能落后转动设备，依据能效摸底分析结果形成重点转动设 备能效提升项目。通过长时间的能效对标摸底，准确掌握了各装置机泵在不同工 23 况下的能效水平，积累运行数据近 20000