探索特大城市能源生态圈：用“共享经济”打造“创新业态”
发布日期：2019/7/19
“面向特大城市电网能源互联网示范项目”是国家能源局公布的首批“互联网+”智慧能源（能源互联网）55个示范项目之一，是示范项目中“城市能源互联网综合示范12个项目之一。项目由南方电网广州供电局有限公司申报，2017年6月正式入选示范项目，旨在全力服务粤港澳大湾区发展，推动南方电网公司向智能电网运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型。项目于2019年5月13日通过国家能源局验收。
“示范项目是我局承接南方电网公司发展战略，结合广州能源互联网特点开展的。项目以‘1+3+3’为总体架构，打造了1个‘互联网+’智慧能源综合服务平台、3个智慧园区、3个创新业态，涵盖了特大城市能源系统的核心元素。”南方电网广州供电局有限公司计划发展部许苑介绍说道路两旁30多盏路灯一字排开，有带信息显示屏的，有带广播的，有带USB充电设备的，有带无线网络的，有带一键求助的，有带环境监测的，还有可以给电动汽车充电的……记者在广州市天河南二路看到的智慧路灯有些“别出心裁”。一辆行驶在马路上的电动汽车做个靠边停的动作，然后用安装在路灯上的60千瓦直流充电桩充电，大约20分钟就充好电顺利开走了。
智慧路灯是南方电网广州供电局面向特大城市电网能源互联网示范项
目，“1+3+3”总体架构中3个创新业态之一，非常具有实用价值。事实上，这种实用性是记者采访整个示范项目时最深切的体会。
用“共享经济”打造“创新业态”
与刻意规划出一块地新建的电动汽车充电站不同，广州天河南二路智慧路灯上的充电桩利用率非常高。“一杆多用”的设计推动天河南二路道路杆件由原来的52杆缩减至35杆，道路环境改善效果明显，并且在大功率直流充电桩整合和灯杆防漏电保护方面打造领先示范。广州市政府已经决定，2019年以后新建道路将全面配置智慧路灯，而广州塔等地重要路段也逐步开始了智慧路灯的改造。
“我们当初进行‘互联网+’智慧能源示范项目建设的时候，就想要选取城市的一些典型元素作为试点，形成上适应电网友好互动要求，下能为用户提供高效的能源服务系统。”南方电网广州供电局有限公司计划发展部许苑告诉记者。
据介绍，广州城市能源对外依存度非常高，本地能源自给率只有35%。而且作为华南地区负荷最密集的城市之一，峰谷差非常大，低谷负荷只占高峰负荷的35%。“建设大量变电站和线路只有在高峰的时候用，非常不经济。所以我们想要尽可能把存量资产盘活。”许苑说。于是，“通信基站闲散储能示范”创意应运而生。
广州供电局与广东省铁塔公司进行共享经济模式创新，合作开展通信基站闲散储能示范项目建设，利用现有闲散的基站储能资源用于电网调峰服务。第一批100个基站点的示范项目正在广州市白云区展开，要建设480千瓦/3.94兆瓦时的电池储能系统，解决城中村供电能力受限问题。
“中国铁塔有限公司广州公司有2万多个通信基站，机房里配有应急用的储能设备。这些储能设备全寿命周期可以充放电500次，实际上平均只用到4~6次，是极大的浪费。”通信基站闲散储能示范通过软件定义能量交换机及云平台进行储能资源的数字化、虚拟化处理，实现退役电池无拆解情况下的均衡充电、拓扑结构自动重构等。在不影响基站供电可靠性的前提下，优化控制储能系统，调用部分储能资源用于电网调峰服务，开创基于能源互联网共享经济模式的数字储能服务。
电动汽车示范这个创新业态是响应广州市2020年底实现公交车100%电动化的要求。广州供电局已建成面向全市的充电设施智能管理平台，支持1万个充电设施的数据终端接入，满足100个客户同时交易的应用需求，同步开发移动App和微信公众号，开发第三方支付接口，为全市6~8万充电客户提供智能便捷服务。截至2019年1月，全市电动汽车充电设施布点建设中，广州供电局建成充电站245座，充电桩9020个，可服务5万辆新能源车，覆盖全市纯电动车充电需求60%。基于充电设施智能管理平台实现全市车联网，建设广州市充电设施运营监控管理平台和羊城充App，共接入运营商82家。
“智慧园区”实现综合能源高效利用
广州的地图是一个从上到下狭长的结构，就像一条上头下尾奋力游动的鲸鱼。从上（北）到下（南），上、中、下（头、身、尾）依次分布着从化明珠工业园多元互动示范区、中新知识城高可靠示范区、南沙高可靠性低碳微电网3个智慧园区。
从化明珠工业园多元互动示范区、中新知识城高可靠示范区、南沙高可靠性低碳微电网分别代表了传统园区升级、智慧新城、自贸区的特点。通过差异化方案的提出，形成具有引领性、示范性、可复制、可推广的规划范例。
在珠江入海口附近的南沙微电网示范项目包含260千瓦光伏发电子系统、0.15万千瓦时新旧电池储能子系统、350千瓦柴油发电机子系统（一期）、500千瓦天然气发电三联供子系统（二期）、车用和船用充电桩系统等，能实现50毫秒内非计划性并网转孤网无缝切换、四种并网或孤网运行方式智能切换，可保证在孤网运行情况下，连续一周不间断供电。
“南沙区靠海，台风等极端天气多发，通过建设微电网，可确保该区域面对自然灾害时，迅速与大电网解列，形成孤网，保证重要用户不间断供电，并在灾后迅速恢复重要负荷供电，具有黑启动能力。”广州供电局计划发展部能源互联网项目管理部陈坤介绍说。
南沙微电网示范项目的储能系统大胆采用了电动汽车退役电池的梯级利用。电动汽车电池容量衰减到初始容量的70%~80%就要退役，把退役电池通过相关技术集成起来，通过电池拓扑重构技术，使储能系统的电池循环寿命和系统效率得到保证。
在中新知识城高可靠示范区这个智慧园区，云平站、知识城站的20千伏花瓣接线网架结构已成型，年平均停电时间少于2分钟；小区中通过利用低压电缆复合光缆代替原电力传输电缆，实现了光缆与电缆同步铺设入户，涵盖1454户。同时，广州供电局与广州电信、移动、联通三大运营商合作，在满足用户智能用电需求的同时，还为电信网、广播电视网、互联网的信号传输提供了便捷通道，推动了电网、电信网、广电网和互联网4网的深度融合。目前小区内已实现了三表（电、水、煤气）集抄业务。
从化明珠工业园多元互动示范区选在一个传统园区。在这个园区，通过多能流综合规划、多元互动、协调控制与智能调度，提高了一次能源综合利用效率和可再生能源就地消纳率。示范项目包括屋面分布式光伏发电、冷热电三联供分布式电源、生物质发电、储能系统、园区综合能量管理系统及分布式用户负荷监控终端和用户能量管理子站。项目可再生能源装机容量大于等于46兆瓦，一次能源综合利用效率大于80%。
“ 园区内部是一个可靠、清洁、高效的综合能源系统。我们充分挖掘园区现有资源，利用负荷资源参与系统的优化运行，让用户响应电网的需求，增强负荷调节能力。”广州供电局系统运行部曾顺奇解释说，传统的需求响应是当电网产生削峰需求的时候，用户停掉一台空调或一台机器，而在这个系统中关一台传统电制冷空调的同时，会开一台溴化铝制冷（用热蒸汽制冷）的空调，用户的用冷需求并没有减少，只是换了一种能源供应形式。
万力轮胎是园区用电量最大的企业，其中密炼工艺用电量占万力轮胎总用电量的50%以上。原来生产1小时，最大功率6200千瓦，负荷波动明显。采用有序生产控制，开机时间平移50秒，就可使最大功率降低到4000千瓦，削峰35%。
“一个平台”串起能源产业生态圈
“1+3+3”总体架构，“1”是指“互联网+”智慧能源综合服务平台。平台整合、集成内部资源并将各类分布式资源纳入调度平台管控，拉动上下游产业，为电网及园区、用户等提供并发式的能量管理服务，打造了能源产业生态圈。
“示范项目是分成两条线的，一个是技术的创新，一个是模式的创新。我们做‘互联网+’智慧能源示范项目时不是电网自己一家在做，而是和许多上下游企业一起做，在商业模式创新和上下游整合方面做了大量工作。我们策划了一个方案之后，有些项目我们自己建的，也有些项目是别人建的，使各方都获得自己的收益。”许苑说。
“面向特大城市电网能源互联网示范项目”通过互联网与能源产业深度融合，营造开发包容的能源互联网生态环境，鼓励大众广泛参与，激发万众创新活力，带动能源互联网新技术、新模式和新业态发展。优化协调、充分调动互联网生态圈内可用资源，发挥各方价值，打造新的价值链和生态圈，刺激经济增长，为解决特大城市“城市病”提供思路，为其他城市综合能源供给系统建设提供范本。
据介绍，示范项目投资和运营模式，充分考虑综合效益，确保多方受益共赢。对于储能项目实现投资主体和用户，通过向电网提供需求响应手段实现经济收益；对于电网公司，通过分布式自治控制系统（有序生产）项目实现用户用能优化，为电网提供互动能力，延缓电网建设投资；对于政府方面，通过能效提升项目，可带来能源成本下降的经济利益和减少碳排放的社会效益等。
“给我的感觉很震撼。项目在综合能源高效利用、可再生能源利用、模式推广、多方共赢方面的引领性和创新性都非常好，非常有特点。”验收评审专家、中国科学院院士、西安交通大学教授何雅玲院士表示。
来源：中国电力新闻网 作者:. 赵冉
