“面向特大城市電網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目”是國家能源局公布的首批“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源(能源互聯(lián)網(wǎng))55個示范項目之一,是示范項目中“城市能源互聯(lián)網(wǎng)綜合示范12個項目之一。項目由南方電網(wǎng)廣州供電局有限公司申報,2017年6月正式入選示范項目,旨在全力服務(wù)粵港澳大灣區(qū)發(fā)展,推動南方電網(wǎng)公司向智能電網(wǎng)運(yùn)營商、能源產(chǎn)業(yè)價值鏈整合商、能源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)商轉(zhuǎn)型。項目于2019年5月13日通過國家能源局驗收。
“示范項目是我局承接南方電網(wǎng)公司發(fā)展戰(zhàn)略,結(jié)合廣州能源互聯(lián)網(wǎng)特點開展的。項目以‘1+3+3’為總體架構(gòu),打造了1個‘互聯(lián)網(wǎng)+’智慧能源綜合服務(wù)平臺、3個智慧園區(qū)、3個創(chuàng)新業(yè)態(tài),涵蓋了特大城市能源系統(tǒng)的核心元素?!蹦戏诫娋W(wǎng)廣州供電局有限公司計劃發(fā)展部許苑介紹說道路兩旁30多盞路燈一字排開,有帶信息顯示屏的,有帶廣播的,有帶USB充電設(shè)備的,有帶無線網(wǎng)絡(luò)的,有帶一鍵求助的,有帶環(huán)境監(jiān)測的,還有可以給電動汽車充電的……記者在廣州市天河南二路看到的智慧路燈有些“別出心裁”。一輛行駛在馬路上的電動汽車做個靠邊停的動作,然后用安裝在路燈上的60千瓦直流充電樁充電,大約20分鐘就充好電順利開走了。
智慧路燈是南方電網(wǎng)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,“1+3+3”總體架構(gòu)中3個創(chuàng)新業(yè)態(tài)之一,非常具有實用價值。事實上,這種實用性是記者采訪整個示范項目時最深切的體會。
用“共享經(jīng)濟(jì)”打造“創(chuàng)新業(yè)態(tài)”
與刻意規(guī)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?!耙粭U多用”的設(shè)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燈桿防漏電保護(hù)方面打造領(lǐng)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。
“我們當(dāng)初進(jìn)行‘互聯(lián)網(wǎng)+’智慧能源示范項目建設(shè)的時候,就想要選取城市的一些典型元素作為試點,形成上適應(yīng)電網(wǎng)友好互動要求,下能為用戶提供高效的能源服務(wù)系統(tǒng)?!蹦戏诫娋W(wǎng)廣州供電局有限公司計劃發(fā)展部許苑告訴記者。
據(jù)介紹,廣州城市能源對外依存度非常高,本地能源自給率只有35%。而且作為華南地區(qū)負(fù)荷最密集的城市之一,峰谷差非常大,低谷負(fù)荷只占高峰負(fù)荷的35%。“建設(shè)大量變電站和線路只有在高峰的時候用,非常不經(jīng)濟(jì)。所以我們想要盡可能把存量資產(chǎn)盤活?!痹S苑說。于是,“通信基站閑散儲能示范”創(chuàng)意應(yīng)運(yùn)而生。
廣州供電局與廣東省鐵塔公司進(jìn)行共享經(jīng)濟(jì)模式創(chuàng)新,合作開展通信基站閑散儲能示范項目建設(shè),利用現(xiàn)有閑散的基站儲能資源用于電網(wǎng)調(diào)峰服務(wù)。第一批100個基站點的示范項目正在廣州市白云區(qū)展開,要建設(shè)480千瓦/3.94兆瓦時的電池儲能系統(tǒng),解決城中村供電能力受限問題。
“中國鐵塔有限公司廣州公司有2萬多個通信基站,機(jī)房里配有應(yīng)急用的儲能設(shè)備。這些儲能設(shè)備全壽命周期可以充放電500次,實際上平均只用到4~6次,是極大的浪費(fèi)?!蓖ㄐ呕鹃e散儲能示范通過軟件定義能量交換機(jī)及云平臺進(jìn)行儲能資源的數(shù)字化、虛擬化處理,實現(xiàn)退役電池?zé)o拆解情況下的均衡充電、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動重構(gòu)等。在不影響基站供電可靠性的前提下,優(yōu)化控制儲能系統(tǒng),調(diào)用部分儲能資源用于電網(wǎng)調(diào)峰服務(wù),開創(chuàng)基于能源互聯(lián)網(wǎng)共享經(jīng)濟(jì)模式的數(shù)字儲能服務(wù)。
電動汽車示范這個創(chuàng)新業(yè)態(tài)是響應(yīng)廣州市2020年底實現(xiàn)公交車100%電動化的要求。廣州供電局已建成面向全市的充電設(shè)施智能管理平臺,支持1萬個充電設(shè)施的數(shù)據(jù)終端接入,滿足100個客戶同時交易的應(yīng)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(wù)。截至2019年1月,全市電動汽車充電設(shè)施布點建設(shè)中,廣州供電局建成充電站245座,充電樁9020個,可服務(wù)5萬輛新能源車,覆蓋全市純電動車充電需求60%?;诔潆娫O(shè)施智能管理平臺實現(xiàn)全市車聯(lián)網(wǎng),建設(shè)廣州市充電設(shè)施運(yùn)營監(jiān)控管理平臺和羊城充App,共接入運(yùn)營商82家。
“智慧園區(qū)”實現(xiàn)綜合能源高效利用
廣州的地圖是一個從上到下狹長的結(jié)構(gòu),就像一條上頭下尾奮力游動的鯨魚。從上(北)到下(南),上、中、下(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)。
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)分別代表了傳統(tǒng)園區(qū)升級、智慧新城、自貿(mào)區(qū)的特點。通過差異化方案的提出,形成具有引領(lǐng)性、示范性、可復(fù)制、可推廣的規(guī)劃范例。
在珠江入??诟浇哪仙澄㈦娋W(wǎng)示范項目包含260千瓦光伏發(fā)電子系統(tǒng)、0.15萬千瓦時新舊電池儲能子系統(tǒng)、350千瓦柴油發(fā)電機(jī)子系統(tǒng)(一期)、500千瓦天然氣發(fā)電三聯(lián)供子系統(tǒng)(二期)、車用和船用充電樁系統(tǒng)等,能實現(xiàn)50毫秒內(nèi)非計劃性并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤網(wǎng)無縫切換、四種并網(wǎng)或孤網(wǎng)運(yùn)行方式智能切換,可保證在孤網(wǎng)運(yùn)行情況下,連續(xù)一周不間斷供電。
“南沙區(qū)靠海,臺風(fēng)等極端天氣多發(fā),通過建設(shè)微電網(wǎng),可確保該區(qū)域面對自然災(zāi)害時,迅速與大電網(wǎng)解列,形成孤網(wǎng),保證重要用戶不間斷供電,并在災(zāi)后迅速恢復(fù)重要負(fù)荷供電,具有黑啟動能力?!睆V州供電局計劃發(fā)展部能源互聯(lián)網(wǎng)項目管理部陳坤介紹說。
南沙微電網(wǎng)示范項目的儲能系統(tǒng)大膽采用了電動汽車退役電池的梯級利用。電動汽車電池容量衰減到初始容量的70%~80%就要退役,把退役電池通過相關(guān)技術(shù)集成起來,通過電池拓?fù)渲貥?gòu)技術(shù),使儲能系統(tǒng)的電池循環(huán)壽命和系統(tǒng)效率得到保證。
在中新知識城高可靠示范區(qū)這個智慧園區(qū),云平站、知識城站的20千伏花瓣接線網(wǎng)架結(jié)構(gòu)已成型,年平均停電時間少于2分鐘;小區(qū)中通過利用低壓電纜復(fù)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(shè)入戶,涵蓋1454戶。同時,廣州供電局與廣州電信、移動、聯(lián)通三大運(yùn)營商合作,在滿足用戶智能用電需求的同時,還為電信網(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)4網(wǎng)的深度融合。目前小區(qū)內(nèi)已實現(xiàn)了三表(電、水、煤氣)集抄業(yè)務(wù)。
從化明珠工業(yè)園多元互動示范區(qū)選在一個傳統(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(diào)控制與智能調(diào)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(zhì)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(fù)荷監(jiān)控終端和用戶能量管理子站。項目可再生能源裝機(jī)容量大于等于46兆瓦,一次能源綜合利用效率大于80%。
“園區(qū)內(nèi)部是一個可靠、清潔、高效的綜合能源系統(tǒng)。我們充分挖掘園區(qū)現(xiàn)有資源,利用負(fù)荷資源參與系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行,讓用戶響應(yīng)電網(wǎng)的需求,增強(qiáng)負(fù)荷調(diào)節(jié)能力?!睆V州供電局系統(tǒng)運(yùn)行部曾順奇解釋說,傳統(tǒng)的需求響應(yīng)是當(dāng)電網(wǎng)產(chǎn)生削峰需求的時候,用戶停掉一臺空調(diào)或一臺機(jī)器,而在這個系統(tǒng)中關(guān)一臺傳統(tǒng)電制冷空調(diào)的同時,會開一臺溴化鋁制冷(用熱蒸汽制冷)的空調(diào),用戶的用冷需求并沒有減少,只是換了一種能源供應(yīng)形式。
萬力輪胎是園區(qū)用電量最大的企業(yè),其中密煉工藝用電量占萬力輪胎總用電量的50%以上。原來生產(chǎn)1小時,最大功率6200千瓦,負(fù)荷波動明顯。采用有序生產(chǎn)控制,開機(jī)時間平移50秒,就可使最大功率降低到4000千瓦,削峰35%。
“一個平臺”串起能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈
“1+3+3”總體架構(gòu),“1”是指“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源綜合服務(wù)平臺。平臺整合、集成內(nèi)部資源并將各類分布式資源納入調(diào)度平臺管控,拉動上下游產(chǎn)業(yè),為電網(wǎng)及園區(qū)、用戶等提供并發(fā)式的能量管理服務(wù),打造了能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。
“示范項目是分成兩條線的,一個是技術(shù)的創(chuàng)新,一個是模式的創(chuàng)新。我們做‘互聯(lián)網(wǎng)+’智慧能源示范項目時不是電網(wǎng)自己一家在做,而是和許多上下游企業(yè)一起做,在商業(yè)模式創(chuàng)新和上下游整合方面做了大量工作。我們策劃了一個方案之后,有些項目我們自己建的,也有些項目是別人建的,使各方都獲得自己的收益?!痹S苑說。
“面向特大城市電網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目”通過互聯(lián)網(wǎng)與能源產(chǎn)業(yè)深度融合,營造開發(fā)包容的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境,鼓勵大眾廣泛參與,激發(fā)萬眾創(chuàng)新活力,帶動能源互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)、新模式和新業(yè)態(tài)發(fā)展。優(yōu)化協(xié)調(diào)、充分調(diào)動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈內(nèi)可用資源,發(fā)揮各方價值,打造新的價值鏈和生態(tài)圈,刺激經(jīng)濟(jì)增長,為解決特大城市“城市病”提供思路,為其他城市綜合能源供給系統(tǒng)建設(shè)提供范本。
據(jù)介紹,示范項目投資和運(yùn)營模式,充分考慮綜合效益,確保多方受益共贏。對于儲能項目實現(xiàn)投資主體和用戶,通過向電網(wǎng)提供需求響應(yīng)手段實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益;對于電網(wǎng)公司,通過分布式自治控制系統(tǒng)(有序生產(chǎn))項目實現(xiàn)用戶用能優(yōu)化,為電網(wǎng)提供互動能力,延緩電網(wǎng)建設(shè)投資;對于政府方面,通過能效提升項目,可帶來能源成本下降的經(jīng)濟(jì)利益和減少碳排放的社會效益等。
“給我的感覺很震撼。項目在綜合能源高效利用、可再生能源利用、模式推廣、多方共贏方面的引領(lǐng)性和創(chuàng)新性都非常好,非常有特點?!彬炇赵u審專家、中國科學(xué)院院士、西安交通大學(xué)教授何雅玲院士表示。