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上海三星鎮(zhèn)打造出了全部采用可再生能源發(fā)電的智能微電網(wǎng)

2019-04-22

  上海憑借大量高端制造與高技術產(chǎn)業(yè),工業(yè)產(chǎn)值居全國首位,單位GDP能耗已達到同類城市最優(yōu)水平,而蘇州也正走在從傳統(tǒng)工業(yè)向高端制造與高技術產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的路上。上海在節(jié)能降耗上有哪些經(jīng)驗值得借鑒?蘇州又采取了什么措施來提升能源利用效率?記者將以企業(yè)與項目為例,展現(xiàn)兩座城市在轉(zhuǎn)型發(fā)展中的片段剪影,雖難窺其全貌,也可略見一斑。

  上海:能源方案,“智慧”當先

  提起上海,人們首先想到的往往是“金融”“商貿(mào)”“運輸”等服務行業(yè),但根據(jù)上海統(tǒng)計局的數(shù)據(jù),2017年,上海市生產(chǎn)總值30632.99億元,其中有8392.84億元來自工業(yè)。在服務業(yè)成為新的社會經(jīng)濟增長點的今天,工業(yè)對上海經(jīng)濟產(chǎn)值的貢獻率仍近三成。

  上海這個老牌工業(yè)城市的支柱產(chǎn)業(yè)從未改變,真正發(fā)生改變的,是工業(yè)的生產(chǎn)方式、能源的利用形式。智慧化的能源利用方案,是上海實現(xiàn)單位GDP能耗不斷降低、城市高質(zhì)量發(fā)展的重要一環(huán)。

  建設智能微網(wǎng)構建定制化能源系統(tǒng)

  不到40分鐘的車程,就能從上海市中心人民廣場到達北邊的崇明島。位于崇明島西側(cè)的三星鎮(zhèn)正在打造“田園綜合體”“世界生態(tài)島”,清潔、智能的能源利用解決方案不能缺席。

  三星鎮(zhèn)以構建“零碳社區(qū)”為目標,打造了全部采用可再生能源發(fā)電的智能微電網(wǎng):居民樓的屋頂和道路旁的路燈,根據(jù)光照條件不同,安裝各種型號的光伏板,風機、充電樁、儲能電池系統(tǒng)一應俱全,建成了“風光儲充”一體化的智慧能源項目。2018年12月24日,該項目正式并網(wǎng)。

  上海電氣電站集團儲能及燃料電池事業(yè)部項目經(jīng)理王敬紅作為三星微電網(wǎng)項目的負責人,深感這一項目與以往不同:在傳統(tǒng)電力行業(yè)耕耘多年的上海電氣,經(jīng)歷了許多長周期的大型電力工程,但智慧能源項目從設計理念到運維管理,都充滿著新鮮感,“節(jié)奏快、思路新,對于能源轉(zhuǎn)型發(fā)展是一種突破?!?/p>

  三星微電網(wǎng)項目主要包括三層架構,一是發(fā)電層,由光伏、風電等組成;二是配電層,增加儲能電池系統(tǒng),平滑光伏功率,實現(xiàn)削峰填谷,保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行;三是用電層,通過能源管理系統(tǒng),管控用電端配備照明系統(tǒng)、充電樁等公共設施。

  遍布小鎮(zhèn)的設備,通過微電網(wǎng)的“智慧大腦”——“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源系統(tǒng)進行監(jiān)控管理。集控屏幕上,各類電源和儲能設備被分為并網(wǎng)、離網(wǎng)兩個系統(tǒng),并網(wǎng)系統(tǒng)采用“自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”模式運行,生產(chǎn)清潔能源電力的同時,還能增加額外收入,離網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的薄膜光伏與小型風機靈活組合,滿足小鎮(zhèn)居民的用電需求。集控室外,運維人員打開手機APP,就能實時看到微電網(wǎng)的運行情況,可以方便快捷地查詢、響應設備故障報警。

  三星鎮(zhèn)處于電網(wǎng)末端,在項目實施前,電能質(zhì)量相對較差,電氣化水平較低。上海電氣通過自主研發(fā)的電能質(zhì)量綜合治理系統(tǒng),針對電網(wǎng)特點采用無功補償?shù)燃夹g,優(yōu)化電網(wǎng)末端電能質(zhì)量,滿足高可靠性供電需求,實現(xiàn)微網(wǎng)最優(yōu)運行。受益于微電網(wǎng)項目,崇明三星鎮(zhèn)用能水平大幅改善,上海電氣也通過項目的實施,為提供智慧能源解決方案積累了經(jīng)驗。

  擁抱前沿技術服務智慧城市建設

  崇明三星鎮(zhèn)項目不僅提升了居民用電質(zhì)量,還實現(xiàn)了清潔能源電力就地生產(chǎn)、消納,將能源“生產(chǎn)者”與“消費者”兩種身份合二為一。在上海電氣電站集團副總裁袁毅看來,這種電力生產(chǎn)與使用的“兩端融合”,正是智慧能源系統(tǒng)的表現(xiàn)。

  根據(jù)上海電氣的戰(zhàn)略規(guī)劃,“智慧”和“綠色”是未來能源發(fā)展的趨勢。袁毅認為,智慧能源應該讓能源網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)“兩網(wǎng)合一”,讓能源信息可以互聯(lián)互通;大數(shù)據(jù)和人工智能技術將廣泛用于能源綜合服務并創(chuàng)造價值;儲能技術的發(fā)展和應用是可再生能源支持發(fā)展和電網(wǎng)穩(wěn)定運行的核心,實現(xiàn)智慧能源的收放自如。

  “綠色”首先是資源的高效利用,包括發(fā)展分布式能源、能源就地消納、冷熱電三聯(lián)供以及多能互補等;其次是對環(huán)境的保護,在固廢、廢水、廢氣等方面實現(xiàn)“零排放”;最后,未來能源增量將由太陽能、風能等清潔可再生能源主導。

  類似的能源發(fā)展新思路、新理念,正逐漸被眾多傳統(tǒng)機械工業(yè)企業(yè)所接受。作為能源裝備領域的傳統(tǒng)品牌,上海電氣2014年達成的煤電、氣電等傳統(tǒng)能源訂單占到8成以上,而到了2018年,新能源訂單占比已近7成。能源結(jié)構轉(zhuǎn)型升級的大背景,推動著企業(yè)必須轉(zhuǎn)型升級,滿足城市發(fā)展的新需要。

  在智慧能源管理領域,上海電氣自主開發(fā)了規(guī)劃設計、能源管理、遠程運維平臺,憑借成熟的系統(tǒng)集成能力,為智慧能源提供安全、可靠的綠色電力;電能質(zhì)量管理領域,上海電氣能夠提供有源電力濾波器、靜止無功補償裝飾,混合式動態(tài)無功補償裝置,幫助用戶進行電能質(zhì)量治理?!吧虾k姎饽壳霸趦δ芗爸腔勰茉捶矫嬉矂倓偲鸩剑瑢⒗^續(xù)通過示范項目的建設來加深對智慧能源的理解,同時推動上海電氣在智慧能源技術上的發(fā)展?!痹阏f。

  能源技術的發(fā)展,生產(chǎn)方式的進步,為城市能源利用帶來了實實在在的變化,能源企業(yè)為用戶提供的能源解決方案也日益精細。除了上海電氣的崇明三星鎮(zhèn)項目外,形式各異的智慧能源項目在上海扎根落地:上海世博園建設了囊括智能變電站、配網(wǎng)自動化、儲能系統(tǒng)、新能源汽車、分布式能源接入的智能電網(wǎng)示范工程;上海虹橋商務核心區(qū)將燃氣分布式系統(tǒng)、水蓄冷系統(tǒng)、電制冷、鍋爐等能源供應方式相結(jié)合,建立了區(qū)域供能系統(tǒng);上海電力大學臨港校區(qū)將校園建成上海首個新能源微電網(wǎng)示范項目,用清潔能源電力為學校降低能耗、提供保障……永遠走在時代前沿的上海,在城市能源利用智慧化之路上,依然保持領先。

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  由“制造”到“智造”——

  人工智能助蘇州工業(yè)再升級

  作為國際合作的典范和我國改革開放的“試驗田”,蘇州工業(yè)園區(qū)在2018年國家級經(jīng)濟開發(fā)區(qū)綜合排名中名列首位。在智能浪潮席卷各行各業(yè)的當下,蘇州工業(yè)園區(qū)如何撕下傳統(tǒng)標簽走向“智造”?蘇州工業(yè)園區(qū)巧妙破題,以人工智能為抓手,充分運用大數(shù)據(jù)和云計算,實現(xiàn)了傳統(tǒng)制造業(yè)的科學改造升級與產(chǎn)業(yè)結(jié)構的調(diào)整,打贏了轉(zhuǎn)型發(fā)展、提質(zhì)增效的主動仗。

  人工智能成園區(qū)經(jīng)濟增長極

  3月28日,在2019騰訊云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高峰論壇上,蘇州市工業(yè)和信息化局副局長金曉虎提出,將通過實施“建平臺”和“促應用”兩輪驅(qū)動,強化網(wǎng)絡、產(chǎn)業(yè)、安全三大支撐,明確示范、創(chuàng)新、融合、體系四個引領等措施,加快推動全市工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

  作為國內(nèi)首個明確提出“聚焦人工智能”并出臺專門政策予以鼓勵發(fā)展的開發(fā)區(qū),蘇州工業(yè)園區(qū)不斷出臺新政策,支持、鼓勵園區(qū)企業(yè)與人工智能進行高效對接。2017年年初,蘇州工業(yè)園區(qū)正式發(fā)布了《人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2017-2020)》和相關政策,吹響了人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的集結(jié)號。今年,又制定出臺了《科技創(chuàng)新三年行動計劃》及相關配套政策,將全面提升園區(qū)科技創(chuàng)新整體效能。

  如今,蘇州工業(yè)園區(qū)基于大數(shù)據(jù)和云計算的人工智能產(chǎn)業(yè)已積累了堅實的基礎,成為園區(qū)重要經(jīng)濟增長極。特別是近兩年來,園區(qū)積極引進國際優(yōu)勢項目,大力培育本土企業(yè),推進人工智能在智能制造、軟硬件終端和服務業(yè)上的應用,加速實現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展,產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢已經(jīng)顯現(xiàn)。官方統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至2018年底,園區(qū)已集聚人工智能相關企業(yè)600余家,從業(yè)人員超2萬人。其中人工智能核心企業(yè)(不含科研院所)超200家,實現(xiàn)產(chǎn)值250億元,繼續(xù)保持30%左右增速。

  給生產(chǎn)線裝上智能“大腦”

  為什么蘇州工業(yè)園區(qū)能取得如此成績?在企業(yè)里又是如何應用大數(shù)據(jù)和云技術的?

  “到車間里去寫代碼”在園區(qū)已是司空見慣的一件事。無論是在生產(chǎn)、供應鏈、物流中,還是在數(shù)字化的過程中,都能看到互聯(lián)網(wǎng)工程師的身影。他們只有深入一線,了解真實的生產(chǎn)制造場景,才能幫助企業(yè)應用大數(shù)據(jù)優(yōu)化生產(chǎn)、管理。

  在一家光伏生產(chǎn)車間,互聯(lián)網(wǎng)工程師先將車間所有端口的數(shù)據(jù)標準化上傳到云端,隨后通過人工智能算法,對所有關聯(lián)的1800多個參數(shù)進行深度學習計算,精準分析出與良品率最相關的60個關鍵參數(shù),并搭建參數(shù)曲線,在生產(chǎn)過程中實時監(jiān)測和控制變量。之前,被清晰分析出來的與良品率有關的60個參數(shù),經(jīng)過不斷迭代后,最終剩下20個。工程師們通過大數(shù)據(jù)多變量分析,最終找到了提升良品率生產(chǎn)的最優(yōu)解。

  對光伏行業(yè)稍有了解的人都知道,切片生產(chǎn)車間的濕度、溫度,砂漿上下部溫度,導輪上下部溫度等上千個參數(shù),都在實時影響著產(chǎn)品質(zhì)量。一根僅0.1mm粗細的鋼線不斷摩擦硅錠,最終切出一片只有0.2mm厚的硅片,在如此復雜的生產(chǎn)環(huán)境下,再資深的專家團隊,僅憑人工經(jīng)驗,也很難100%保障產(chǎn)品質(zhì)量。阿里云相關負責人介紹說,借助阿里云的人工智能技術,蘇州這家光伏企業(yè)生產(chǎn)出來的硅片,在原有高良品率的基礎上,整體又提升了1個百分點?!翱刹灰】催@1個百分點,對于年產(chǎn)值上百億的光伏企業(yè)來說,這將為企業(yè)節(jié)省上億元的成本?!?/p>

  據(jù)了解,阿里云通過對大數(shù)據(jù)分析,在其打造的“ET工業(yè)大腦”上,給工業(yè)生產(chǎn)線的鋼鐵身軀裝上了智能大腦。目前,這一項目已在流程制造的數(shù)據(jù)化控制、生產(chǎn)線的升級換代、工藝改良、設備故障預測等方面開展工作。該平臺可以幫助企業(yè)實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的采集、分析、挖掘、建模,快速構建智能分析應用,并為多個行業(yè)提供工業(yè)數(shù)據(jù)架構、數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)應用、數(shù)據(jù)生命周期管理等應用功能。

  將人工智能與實體經(jīng)濟相融合

  當前,人工智能浪潮洶涌迭起,阿里、騰訊、百度等在內(nèi)的多家互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)不斷加大技術研發(fā)力度,幫助中國傳統(tǒng)制造企業(yè)挖掘自身潛能,提高生產(chǎn)效率,向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型,增強國際競爭力。目前,蘇州工業(yè)園區(qū)已經(jīng)成為國內(nèi)人工智能的學術資本、人才創(chuàng)新要素集聚交流的熱門區(qū)域之一,吸引了麻省理工學院人工智能實驗室、上海交通大學人工智能研究院等10多家國內(nèi)外著名高校在園區(qū)設立了人工智能產(chǎn)業(yè)相關的專業(yè)或?qū)嶒炇摇?/p>

  今年是蘇州工業(yè)園區(qū)開發(fā)建設25周年,根據(jù)園區(qū)《人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2017-2020)》,未來將加快推進人工智能技術與機器人技術的深度融合,提升工業(yè)機器人、特種機器人、服務機器人等智能機器人的技術與應用水平;全面推進人工智能在軟硬件終端的應用,建設基于人工智能的智慧園區(qū),鼓勵相關企業(yè)在政府、學校、醫(yī)院、商場等公共服務場所開展人工智能技術應用,實現(xiàn)人工智能技術的規(guī)?;瘧茫粚@區(qū)建設成為國內(nèi)外知名的人工智能創(chuàng)新策源地、應用示范地和產(chǎn)業(yè)集聚地,為實體經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級提供新動能。


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