近日，在中國電機工程學會組織的“大型城市能源互聯(lián)網(wǎng)資源共享協(xié)同關鍵技術與示范工程”科技成果(以下簡稱“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源項目)鑒定會上，由清華大學、中國南方電網(wǎng)公司、中國科學院院士等9位專家組成的鑒定委員會一致認為：廣東電網(wǎng)公司廣州供電局“面向特大城市電網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目”建成了國內外首個大型城市能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程，整體上達到了國際領先水平。
“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源項目以突破傳統(tǒng)城市能源生態(tài)中的壁壘為目標，構建了大型城市能源互聯(lián)網(wǎng)資源共享協(xié)同機制，并實現(xiàn)工程應用。該項目打造了1個“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源綜合服務平臺、3個智慧園區(qū)和3種創(chuàng)新業(yè)態(tài)，涵蓋了大型城市能源互聯(lián)網(wǎng)的核心要素，推動了我國城市能源系統(tǒng)從“條塊分割”到“共享協(xié)同”的跨越，解決了大型城市能源互聯(lián)網(wǎng)中多主體、多行業(yè)能源資源的共享協(xié)同難題，對我國能源革命戰(zhàn)略具有重要意義。
“十三五”以來，南方電網(wǎng)公司深化推進創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，為全力服務粵港澳大灣區(qū)的發(fā)展打下基礎。“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源項目由廣州供電局、清華大學等單位共同完成，研究了能源互聯(lián)網(wǎng)總體規(guī)劃、關鍵技術到業(yè)態(tài)模式探索再到示范工程實施的整個建設過程。
下面是廣東電網(wǎng)公司廣州供電局“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源項目的具體應用場景。
“一桿多用” 貼近用戶
傍晚，廣州天河南二路一批新式路燈緩緩亮起，在這些外形簡約的路燈燈桿上，集合了天河南二路原視頻監(jiān)控、基站、道路指示牌等元素，市民還可以在路燈基座的觸摸屏上查閱路況、連接WIFI，搜索城市信息，這種“一桿多用”完美詮釋了資源共建共享共治發(fā)展思維。該批路燈為廣州供電局天河南二路智慧路燈試點項目，是廣州市首批試點范圍內首個投產(chǎn)的項目。
作為首批試點，廣州供電局運用了自主創(chuàng)新技術，將大功率直流充電樁與路燈桿整合，與智慧路燈整合在一起的直流充電樁，具備60千瓦充電功率，遠高于目前國內智慧路燈中普遍采用7kW交流充電樁的功率水平，0.5小時充電量達80%，充電快，實用性強，有效解決新能源車充電難的痛點。智慧路燈還配置了由廣州供電局自主研發(fā)的二級防漏電保護裝置，全面確保路燈桿設施供電安全可靠。
與刻意劃出一塊地新建的電動汽車充電站不同，廣州天河南二路智慧路燈上的充電樁利用率非常高。“一桿多用”的設計推動天河南二路道路桿件由原來的52桿縮減至35桿，道路環(huán)境改善效果明顯，并且在大功率直流充電樁整合和路燈桿防漏電保護方面打造領先示范。廣州市政府已經(jīng)決定，2019年以后新建道路將全面配置智慧路燈，而廣州塔等地重要路段也逐步開始了智慧路燈的改造。
廣州中新知識城東安置區(qū)是南方電網(wǎng)公司首個“互聯(lián)網(wǎng)+智慧用能綜合示范小區(qū)”。在這個智能小區(qū)中，廣州供電局通過利用低壓電纜復合光纜代替原電力傳輸電纜，實現(xiàn)了光纜與電纜同步鋪設入戶，涵蓋1454戶。同時，廣州供電局還與廣州三大通信運營商合作，為電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的信號傳輸提供了便捷通道，推動了電網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)四網(wǎng)的深度融合。此外，廣州供電局還聯(lián)合廣州市水投集團、燃氣公司在該小區(qū)內示范了三表(電、水、煤氣)集抄業(yè)務。
力促多種能源綜合利用
廣州的城市能源對外依存度非常高，本地能源自給率只有35%。而作為華南地區(qū)負荷最密集的城市之一，用電峰谷差非常大，低谷負荷只占高峰負荷的35%。在廣州，光是廣州鐵塔公司旗下就有2萬多個通信基站，機房里配有超過400MWh的備用電池儲能資源。這些儲能全壽命周期可以充放電500次，實際上平均只用到4～6次。5G全面普及后，基站功耗、布點密度將為4G的3～4倍，根據(jù)測算，僅廣州可利用的儲能將達到8000～10000MWh。
在這樣的背景下，廣州供電局和廣州鐵塔公司合作“通信基站閑散儲能示范”項目建設。在保證基站應急用電和安全的基礎上，利用電池剩余容量的30～50%開展電網(wǎng)調峰服務。目前這一項目以白云區(qū)供電形勢嚴峻的城中村區(qū)域為建設范圍，選取100個基站點，利用基站退役電池建設480kW/3.94MWh的電池儲能系統(tǒng)。“通信基站閑散儲能示范”通過軟件定義能量交換機及云平臺進行儲能資源的數(shù)字化、虛擬化處理，實現(xiàn)退役電池無拆解情況下的均衡充電、拓撲結構自動重構等。
為響應廣州市2020年底全面實現(xiàn)公交車100%電動化的要求，電動汽車示范的創(chuàng)新業(yè)態(tài)應運而生。廣州供電局已建成面向全市的充電設施智能管理平臺，支持1萬個充電設施的數(shù)據(jù)終端接入，滿足100個客戶同時交易的并發(fā)應用需求，同步開發(fā)移動APP和微信公眾號，開發(fā)第三方支付接口，為全市6～8萬充電客戶提供智能便捷服務。截至2019年1月，全市電動汽車充電設施布點建設中，廣州供電局建成充電站245座，充電樁9020個，可服務5萬輛新能源車，覆蓋全市純電動車充電需求60%?；诔潆娫O施智能管理平臺實現(xiàn)全市車聯(lián)網(wǎng)，通過信息物理融合支撐智慧城市建設，建設廣州市充電設施運營監(jiān)控運營管理平臺和羊城充APP，共接入運營商82家。
形成協(xié)同互補的能源生態(tài)
廣州的地圖是一個從上到下狹長的結構，就像一條上頭下尾奮力游動的鯨魚。從北到南，鯨魚的頭、身、尾依次分布著從化明珠工業(yè)園多元互動示范區(qū)、中新知識城高可靠示范區(qū)、南沙高可靠性低碳微電網(wǎng)3個智慧園區(qū)，分別代表了傳統(tǒng)園區(qū)升級、智慧新城和南沙自貿區(qū)的鮮明特點。通過差異化方案的提出，形成具有引領性、示范性、可復制、可推廣的規(guī)劃范例。
從化明珠工業(yè)園多元互動示范區(qū)選址在一個傳統(tǒng)園區(qū)。在這個園區(qū)，通過多能流綜合規(guī)劃、多元互動、協(xié)調控制與智能調度，提高了一次能源綜合利用效率和可再生能源就地消納率。示范項目包括屋面分布式光伏發(fā)電、冷熱電三聯(lián)供分布式電源、生物質發(fā)電、儲能系統(tǒng)、園區(qū)綜合能量管理系統(tǒng)及分布式用戶負荷監(jiān)控終端和用戶能量管理子站。項目可再生能源裝機容量大于等于46兆瓦，一次能源綜合利用效率大于80%。
南沙是國家新區(qū)、自貿試驗區(qū)和粵港澳大灣區(qū)綜合服務功能核心區(qū)，同時處于臺風等自然災害多發(fā)區(qū)域，對供電可靠性和供電質量要求很高。南沙高可靠性智能低碳微電網(wǎng)有一套強大的自動控制系統(tǒng)，當檢測到外電網(wǎng)發(fā)生故障，就會自動由外電網(wǎng)切換為微電網(wǎng)供電。作為典型的并網(wǎng)型新能源微電網(wǎng)，它能夠實現(xiàn)50毫秒內非計劃性并網(wǎng)轉孤網(wǎng)無縫切換、四種并網(wǎng)/孤網(wǎng)運行方式(并網(wǎng)模式、孤網(wǎng)模式、并轉孤、孤轉并)智能切換、孤網(wǎng)運行一周、黑啟動等核心目標。
通過該試點示范建設，可確保該區(qū)域面對災害時迅速與大電網(wǎng)解列，形成孤網(wǎng)，保障重要用戶不間斷供電，并在災后快速恢復重要負荷供電，具有黑啟動能力。同時，該項目可滿足用戶個性化、定制化的能源消費需求，提煉可推廣的商業(yè)模式，將使智能電網(wǎng)的建設深度和內涵更進一步。
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