《電子技術(shù)應(yīng)用》
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綜合能源服務(wù):電網(wǎng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)軔之始

2019-06-13

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  “目前一般工商業(yè)用戶高峰時段在0.7~1元/千瓦時,谷段大約在0.4元/千瓦時左右,峰谷差拉得不算很大,如果相應(yīng)的電價機制給予更高的激勵,僅靠削峰填谷就能夠盈利的話,儲能將會呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長?!?/p>

  津城五月,鶯飛草長。在這個充滿生機的初夏,第三屆世界智能大會在天津梅江會展中心召開。大會主題為“智能新時代:進展、策略和機遇”。毫無疑問,世界已經(jīng)進入全新的時代,智能技術(shù)、信息科技正在以一種前所未有的想象力重構(gòu)人類社會生態(tài),而能源,正是世界變革漩渦之中,最深層的那一片水流。策略與機遇,不僅是本屆智能大會的主題,更是當今時代發(fā)展的最大特征,綜合能源服務(wù),便是屬于能源領(lǐng)域的新策略和新機遇。在大會期間,天津綜合能源服務(wù)中心對外開放,借此機會,本刊記者得以一窺天津智慧城市建設(shè)以及綜合能源服務(wù)發(fā)展。

  天津是典型的能源輸入型工業(yè)城市,用能總量維持高位。2017年能源消費總量為8011.04萬噸標準煤,其中電力占比8.67%,能源自給率以及電力在終端能源的消費占比均有待提高。作為北方沿海工業(yè)城市,天津太陽能資源較為富足,全市經(jīng)營區(qū)內(nèi)10個區(qū)縣均屬于我國二等太陽能輻照地區(qū)。因此,要合理改善天津市用能結(jié)構(gòu)、提升能源利用效率和能源自給率,需要更清潔的資源開發(fā)和更優(yōu)化的能源利用發(fā)展模式。

  早在四年前,國網(wǎng)天津電力綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)便開始醞釀和萌發(fā)。2015年,國網(wǎng)客服中心北方園區(qū)項目投運,是國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)投產(chǎn)運行較早的綜合能源項目。2017年,北辰商務(wù)中心辦公大樓綜合能源示范工程項目投產(chǎn),2017年10月,國網(wǎng)天津市電力公司旗下國網(wǎng)(天津)綜合能源服務(wù)有限公司于濱海中新生態(tài)城注冊成立,是國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)首個綜合能源服務(wù)公司。2018年,天津市下發(fā)“關(guān)于推動天津市電能替代的實施意見”,鼓勵電能替代的推廣,為綜合能源服務(wù)提供了發(fā)展的土壤。

  產(chǎn)城融合起勢綜合能源服務(wù)

  天津市北辰產(chǎn)城融合示范區(qū)位于天津市北辰區(qū),是一座國家級產(chǎn)城融合示范區(qū)。“以產(chǎn)促城,以城興產(chǎn)”,產(chǎn)城融合是我國轉(zhuǎn)型升級背景下的城市發(fā)展思路,也是構(gòu)建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系,推進傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和區(qū)域整體發(fā)展的重要機遇。作為地區(qū)經(jīng)濟的重要驅(qū)動力,供能方式的轉(zhuǎn)型成為實現(xiàn)產(chǎn)城融合這一定位的突破口。作為全國排名前三十強的經(jīng)濟開發(fā)區(qū),北辰經(jīng)濟開發(fā)區(qū)招商引資需求很大,對能源電力需求迫切,用能要求較高。國網(wǎng)天津電力發(fā)展綜合能源服務(wù),擬將北辰產(chǎn)城融合示范區(qū)打造為全國綜合能源發(fā)展示范基地。

  北辰商務(wù)中心辦公大樓綜合能源示范工程服務(wù)于北辰商務(wù)中心大樓,是北辰經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會所在地,綜合能源示范工程包含太陽能光伏發(fā)電、風力發(fā)電、風光儲微網(wǎng)、地源熱泵、電動汽車充電樁五個系統(tǒng)以及綜合能源智慧管控平臺,該工程通過廣泛感知、多種能源互聯(lián)互補、管控平臺優(yōu)化調(diào)控實現(xiàn)節(jié)能提效。從效率來看,傳統(tǒng)供能的能效比僅為2,綜合能源方案利用多種能源互聯(lián)互補、管控平臺優(yōu)化調(diào)控,能效比達到2.38,綜合能源利用效率提升19%。該項目自2017年5月投運以來,為用戶共計節(jié)約電能220萬千瓦時,節(jié)省費用150萬元。

  “目前該大樓能源自給率能達到40%,市電占比60%,大樓的制冷和制熱主要通過地源熱泵系統(tǒng)。是一個以電為中心,多能互補的平臺。光伏裝機280千瓦,采取自發(fā)自用余電上網(wǎng)的模式,一年發(fā)電量是30多萬千瓦時,由于大樓年用電量遠遠大于光伏系統(tǒng)的發(fā)電量,因此絕大部分是自發(fā)自用?!碧旖虺菛|供電公司營銷部專員楊朝國介紹道。

  在該項目中,截至4月底,光伏系統(tǒng)總發(fā)電量47.36萬千瓦時,總節(jié)約費用約45萬元;風力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量約1.86萬千瓦時,節(jié)能費用約8.2萬元;儲能系統(tǒng)節(jié)能費用約2.1萬元;地源熱泵供熱(冷)系統(tǒng)較傳統(tǒng)的供冷、供熱運行費用,節(jié)約運行費用約74萬元。綜合能源智慧管控平臺通過系統(tǒng)整體多能互補、優(yōu)化調(diào)控,節(jié)約用能成本22萬元。(風電系統(tǒng)投運時間為2017年9月30日,其余部分均為2017年5月8日)。

  從以上數(shù)據(jù)可看出,在該系統(tǒng)工程中,有三個部分節(jié)能效果顯著。其一是地源熱泵,當?shù)氐叵滤磕旰銣?2攝氏度,且不用遠距離輸送熱量,能效比可達到4甚至6,具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢;由于地源熱泵利用的是地球表面淺層的地熱資源,無需燃燒,環(huán)境效益也較為顯著。

  其二是光伏發(fā)電系統(tǒng)。北辰區(qū)有效年光照小時約為1100小時,夏季光照強度佳,光伏發(fā)電出力較大,同時光伏發(fā)電系統(tǒng)建成之后,除了一部分運維費用以外,發(fā)電幾乎是零成本。

  其三是綜合能源智慧管控平臺。系統(tǒng)管控平臺具有廣泛感知功能,可以對整個大樓的用能情況、房間溫度進行優(yōu)化調(diào)控?!霸谖覈照{(diào)能耗占比特別高,綜合能源智慧管控平臺可以實現(xiàn)對每個辦公室的溫度進行各自調(diào)控,比如冬天北側(cè)溫度低,南側(cè)溫度高,平臺可以感知每個房間的溫度然后自動調(diào)節(jié),也能夠記憶每個辦公室的常態(tài)溫度設(shè)定,可一鍵啟動一鍵關(guān)停,不需要人為進行二次調(diào)控。通過管控平臺對大樓用能進行實時自驅(qū)控制,從而有效降低能耗,”楊朝國說,“工程投運兩年來,大樓用電量逐年下降,而啟用的辦公室數(shù)量和辦公人數(shù)不斷增加,從這里也能看出該平臺的節(jié)能效果和發(fā)揮的經(jīng)濟效益?!?/p>

  由于北辰商務(wù)中心辦公大樓綜合能源示范工程投運時間較早,在兩年的運行過程中,在管理節(jié)能和技術(shù)節(jié)能方面還有進一步的提升空間,如提高用能管理平臺的人機識別成功率和人機友好互動界面,讓所有在商務(wù)中心辦公的人員親身體會到智慧能源的技術(shù)優(yōu)勢;地源熱泵的冷熱源供應(yīng)效率逐漸下降,需結(jié)合新一代的能效提升技術(shù),針對性診斷和識別原因,提升地源熱泵的新能源節(jié)能效率。

  但從北辰項目的節(jié)能數(shù)據(jù)中也可看出,儲能在其中發(fā)揮的作用較為有限。在供電“變綠變智”的過程中,價格機制對于綜合能源的經(jīng)濟性具有重要影響。

  國網(wǎng)天津電力綜合能源服務(wù)有限公司技術(shù)工程部項目經(jīng)理于波認為,在現(xiàn)有電價機制下開展綜合能源服務(wù)仍然是具有經(jīng)濟性的,但目前儲能尚未體現(xiàn)出足夠的經(jīng)濟效益,主要原因是峰谷電價差還不夠大,削峰填谷的激勵政策不夠明顯,“目前一般工商業(yè)用戶高峰時段在0.7~1元/千瓦時,谷段大約在0.4元/千瓦時左右,峰谷差拉得不算很大,如果相應(yīng)的電價機制給予更高的激勵,僅靠削峰填谷就能夠盈利的話,儲能將會呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長。要提升電能在綜合能源中的競爭力,應(yīng)協(xié)同政府推廣可中斷電價、高可靠性電價等機制,提高企業(yè)用能質(zhì)量。”于波說。此外,市場化機制建設(shè)的不足,也使得目前尚未形成適應(yīng)市場化業(yè)務(wù)開展的管理機制,不能更好地吸引和儲備綜合能源專業(yè)人才。

  綜合能源發(fā)展示范基地建設(shè)分三步走

  提煉項目運營模式,深化“平臺”思維,是國網(wǎng)天津電力發(fā)展綜合能源服務(wù)的主要思路。

  北辰商務(wù)中心辦公大樓綜合能源示范工程項目建設(shè)之初定位為企業(yè)級,但隨著智慧城市概念和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,國網(wǎng)天津電力計劃該項目從單體推廣到小鎮(zhèn)、到區(qū)域、到園區(qū),逐漸擴大智慧能源管理平臺的應(yīng)用規(guī)模,推動智慧能源管理平臺的應(yīng)用向更加實用化、規(guī)?;l(fā)展,可以提高整體經(jīng)濟效益?!昂笃陔S著規(guī)模的擴大,除了北辰商務(wù)中心辦公大樓,附近的酒店、企業(yè)、公寓等都可以接入該綜合能源智慧管控平臺,接入數(shù)量越多,節(jié)能效益越大,后期的推廣價值就越高?!睏畛瘒f,“我們現(xiàn)在已經(jīng)開始建設(shè)的小鎮(zhèn)管理平臺,預(yù)計今年年底或者2020年上半年可以正式投運,針對的是整個開發(fā)區(qū)的智慧能源小鎮(zhèn),包括智慧能源工廠,智慧能源小區(qū)以及智慧能源建筑,通過智慧能源小鎮(zhèn)管理平臺對這一片區(qū)用能進行優(yōu)化調(diào)控?!?/p>

  北辰項目由北辰經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會投資,國網(wǎng)天津電力負責頂層設(shè)計和項目建設(shè),并在后期實施代運行,參與運維的是天津綜合能源服務(wù)公司的技術(shù)人員。目前,北辰經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會向供電方支付運行維護費用。但實際上,運行維護的成本遠遠超出了業(yè)主支付的費用。對此,楊國朝表示,國網(wǎng)提出建設(shè)“三型兩網(wǎng)”戰(zhàn)略目標,目前國網(wǎng)天津電力所做的正是探路平臺建設(shè),盡管當前這一平臺的運維成本超出了業(yè)主支付的費用,但當未來打造更多平臺之后,將采取集中委托代理運行的模式,降低單位成本,從而減少用戶的費用支出。

  從北辰商務(wù)中心辦公大樓綜合能源示范項目的建設(shè)運行思路可以看出,國網(wǎng)天津電力將北辰產(chǎn)城融合示范區(qū)打造為全國綜合能源發(fā)展示范基地的建設(shè)構(gòu)想分三步走。第一步先期建成典型示范項目,即北辰商務(wù)中心大樓綜合能源示范項目,建設(shè)“5+1”項目內(nèi)容,實現(xiàn)單體綜合能源管理,通過平臺給出最優(yōu)控制策略,使儲能系統(tǒng)與光伏、風電密切配合,提高接入電能質(zhì)量;利用儲能系統(tǒng)與市電互動,實現(xiàn)削峰填谷,減少電費支出;利用溫度自趨優(yōu)控制,實現(xiàn)辦公舒適與節(jié)能降耗的最優(yōu)平衡。

  第二步實現(xiàn)區(qū)域綜合能源供能,深度推動產(chǎn)城融合示范區(qū)綜合能源示范區(qū),計劃由綜合能源服務(wù)公司與北辰開發(fā)區(qū)管委會共同出資建設(shè)綜合能源站滿足區(qū)域終端能源一體化供應(yīng),使區(qū)域綜合能源結(jié)合更緊密,優(yōu)化能源綜合供應(yīng)策略,進一步提升能源供應(yīng)效率。

  第三步建成綜合能源服務(wù)示范區(qū),目前國網(wǎng)天津電力已經(jīng)完成北辰產(chǎn)城融合示范區(qū)68平方公里綜合能源規(guī)劃編制,通過建設(shè)智慧能源小鎮(zhèn)推動綜合能源服務(wù)深度融入園區(qū)發(fā)展規(guī)劃,包括智慧能源建筑、智慧能源工廠、柔性交直流混合配電網(wǎng)、能源物聯(lián)網(wǎng)和小鎮(zhèn)能源管理平臺等,實現(xiàn)多能互補、廣泛互聯(lián)、供需互動,達到能效提高、能耗降低、用能成本降低的效果。通過“三步走”戰(zhàn)略完成綜合能能源發(fā)展示范基地建設(shè),為解決北方地區(qū)能耗總量大、效率低、排放高等問題,提升示范區(qū)清潔能源利用比例和綜合能效。

  電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級的突破口

  在國網(wǎng)提出建設(shè)“三型兩網(wǎng)”的戰(zhàn)略目標下,綜合能源服務(wù)商在保障能源安全、促進能源生產(chǎn)和消費革命、引領(lǐng)能源行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展方面的價值作用與樞紐型企業(yè)建設(shè)相契合;在匯聚各類資源,促進供需對接、要素重組、融通創(chuàng)新方面的價值作用與平臺型企業(yè)建設(shè)相契合;在樹立開放、合作、共贏的理念方面與共享型企業(yè)建設(shè)相契合。通過深入研究電網(wǎng)側(cè)儲能及配網(wǎng)節(jié)能化改造,提升能源資源配置能力和智能化水平,支撐公司打造堅強智能電網(wǎng);通過建立綜合能源服務(wù)平臺, 充分應(yīng)用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù),促進各方能源數(shù)據(jù)、市場數(shù)據(jù)的深度融合與緊密互動,支撐公司打造泛在電力物聯(lián)網(wǎng)??梢哉f,綜合能源服務(wù)在方方面面都與“三型兩網(wǎng)”建設(shè)有所契合,不僅是電網(wǎng)公司新的業(yè)務(wù)增長點,更是在電力市場化改革背景下,電網(wǎng)企業(yè)謀求轉(zhuǎn)型發(fā)展的抓手與契機。

  經(jīng)過兩年的探索實踐,國網(wǎng)天津電力提煉出了幾種主要發(fā)展模式:通過國網(wǎng)客服中心北方園區(qū)項目和北辰商務(wù)中心辦公大樓綜合能源示范工程等典型項目,提煉出管家式綜合能源服務(wù),提供一整套的能源供應(yīng)解決方案。

  通過薊州區(qū)302家集群攻堅式煤改電項目,提煉出建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和生態(tài)圈的平臺型共贏發(fā)展模式。薊州區(qū)煤改電項目包含學校、醫(yī)院和政府辦公場所,規(guī)模大,體量大,在平臺型企業(yè)理念的指導下,國網(wǎng)天津電力依托電網(wǎng)公司的品牌和資金技術(shù)優(yōu)勢,與供應(yīng)商,產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟一起開發(fā),發(fā)揮電網(wǎng)企業(yè)資金技術(shù)方面的優(yōu)勢,和供應(yīng)商設(shè)備方面的優(yōu)勢,實現(xiàn)互利共贏。

  通過武清高村科技創(chuàng)新園項目建設(shè),提煉出示范園區(qū)能源一體化模式。結(jié)合電能清潔、可靠、安全、穩(wěn)定等優(yōu)勢,充分利用園區(qū)低溫余熱資源,以余熱利用+電能替代為手段,優(yōu)化管網(wǎng)效率與末端負荷,做好能源綜合梯級利用,探索綜合能源服務(wù)支撐園區(qū)產(chǎn)業(yè)升級。

  同時,依托國網(wǎng)天津電力與天津市政府簽訂共建美麗天津合作協(xié)議,在新型政企合作大背景下開展智慧能源小鎮(zhèn)建設(shè),以新的示范項目帶動整個天津智慧能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,重點在儲能、虛擬電廠、智能終端建筑、區(qū)域能源互聯(lián)、多能信息融合等方面積累核心技術(shù)與工程經(jīng)驗。通過示范項目進行先期示范驗證,一旦驗證通過,提煉出可復制可推廣的商業(yè)模式之后,便以綜合能源公司平臺進行商業(yè)化的推廣。

  對于國網(wǎng)天津電力而言,以上綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)模式的成功推廣,可能是公司未來轉(zhuǎn)型升級的發(fā)軔之始?!半S著綜合能源服務(wù)的發(fā)展,未來天津的電力營業(yè)廳也將轉(zhuǎn)型成為綜合能源營業(yè)廳,除了傳統(tǒng)的售電、業(yè)擴報裝等業(yè)務(wù),冷熱電一體化供應(yīng)、綜合能效提升、電動汽車專屬服務(wù)、清潔能源分布式業(yè)務(wù)等都可以在營業(yè)廳進行辦理?!庇诓ㄕf。電網(wǎng)企業(yè)在綜合能源服務(wù)上的發(fā)力將是能源送售端的一次重大商業(yè)模式、服務(wù)方式的重塑,在新的技術(shù)革命浪潮以及綠色發(fā)展的推動下,綜合能源服務(wù)已成為叩開能源未來新世界的一把密鑰。如何細細打磨這把密鑰,讓其精準契合現(xiàn)實需求和未來趨勢的鎖孔,是目前能源界各方從業(yè)者所謀求的。馬云說,因為相信,所以看見。十五年前的馬云,正是因為相信互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟大勢,才看見阿里巴巴的商業(yè)模式。如今,綜合能源服務(wù)是能源界的“相信”和“看見”,電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)乃至所有業(yè)界實踐者都在新型商業(yè)模式探尋之路上下求索,耕耘不息,以期成為下一個十年的崛起者。


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