雄安未来之城：智慧管控电、热、冷、水等综合能源服务
发布日期：2019/5/13
面对近10万平方米的园区级综合能源服务项目，要统筹好电、热、冷、水等能源，保障楼宇供能、充电桩运行等安全稳定，不是一件容易事。在规划展览馆南侧停车场上，一个像集装箱的绿色小屋为游客们展示着未来家庭用能模式。这是雄安供电公司打造的低压直流屋——“绿能魔盒”。直流屋是由光伏、储能、低压直流母线以及家用电器负荷构成的用户侧直流生态系统，可为家庭提供绿色、安全、节能的用能体验。
5月7日，坐标河北雄安。虽然五一小长假刚刚结束，依然有大批游客造访雄安新区市民服务中心，一睹“未来之城”的模样。
行走在雄安，“超前”和“智慧”是最直观的感受。京东无人超市购物、凯骊酒店刷脸入住、百度无人巴士载着游客穿行在街道中……在这个未来城市的“样板间”里，电力作为基本支撑，也具备着“超前”和“智慧”的基因。
智慧大脑：可为城市综合能源管控每一个元素
雄安新区市民服务中心综合能源项目于2018年1月18日正式开工，用时两个月，同年3月28日建成。为保障园区可靠供电，国家电网有限公司在外部设置双电源，由4条外线为园区供电，在内部则采用灵活多样的接线方式，在外线失去其中3条的情况下，市民服务中心仍可通过内部调整保证正常用电。前不久，雄安供电公司还增容了主要为市民服务中心供电的110千伏奥威变电站，补强区域电网。
不仅是基础电力设施，雄安供电公司在园区内布局了51口地源热泵、2座能源站、200多个充电桩等，为园区提供综合能源服务。其中，地源热泵、冷热蓄能和污水余温再利用为园区供冷供热，实现园区内能源的绿色、循环使用。
面对近10万平方米的园区级综合能源项目，要统筹好电、热、冷、水等能源，保障楼宇供能、充电桩运行等安全稳定，不是一件容易事。
“市民服务中心的综合能源监测和调控全靠城市智慧能源管控系统（CIEMS）。它就像园区用能的大脑，接入了电表、水表、冷热表等设备，可对园区内配电系统、能源站及建筑用能进行综合监测、智慧调控、分析决策、智能运维。”说起CIEMS，曹晓波透露出一份自信，用他的话说就是“从能源生产到消费末端的每一个元素，CIEMS都能管控到”。
响应雄安数字城市发展要求，未来，CIEMS系统将融入雄安智慧城市系统（CIM），发挥枢纽型、平台型、共享型的特性，为城市智慧、绿色用能发挥更大作用。目前，该系统已经进入“家族式”开发阶段，从家庭级、校园级再到园区级、城市级，雄安供电公司将打造适应多场景的城市综合能源智慧运营管理平台。
直流应用：打造更安全经济的用能生态
5月5日，在规划展览馆南侧停车场上，一个像集装箱的绿色小屋为游客们展示着未来家庭用能模式。这是雄安供电公司打造的低压直流屋——“绿能魔盒”。直流屋是由光伏、储能、低压直流母线以及家用电器负荷构成的用户侧直流生态系统，可为家庭提供绿色、安全、节能的用能体验。
“绿能魔盒”里，冰箱、电视、空调等家电一应俱全，看上去和普通家庭住房别无二致。不同的是，整个屋子的电器皆为低压直流电器，屋内供电的不是220伏交流电，而是375伏和48伏直流电。其中，从屋外进入的蓝色375伏直流线路一分为二，一路降压至48伏，沿地面布线，而另一路则沿顶部行走，为空调等大功率设备供电。
“这么做是为了防止触电事故。48伏电压不仅能满足日常小功率电器，而且即使人体碰触也没有危险，而375伏直流电布在顶部，可以防止老人和小孩因误碰触电。”讲解员陶珺函说。果然，用手轻触一旁的48伏插孔，没有丝毫感觉。
解决了电压等级不同的疑问，另一疑问摆在眼前：多年来我们用惯了的交流电，为什么要改成直流电呢？
百余年前，爱迪生与特斯拉发生过一场著名的交直流之争。彼时，由于火力发电为主要发电方式，且缺少远距离输电技术，以爱迪生为代表的交流电派获得了胜利。时光流转至今，随着特高压技术成熟，远距离输电不再是难题，而光伏等新能源发电为直流电，可直接为直流电器供电，免去了发电到输电再到用电的两次转换，减少电量损耗。直流电的应用又获得关注。直流屋优先使用屋顶光伏板所发电量，多余电量存储在储能装置中，当储能装置储满，还可以将电量反向卖给电网。
管控着屋内用能情况的依然是“智慧大脑”——CIEMS。它实时采集、监测、控制着直流屋的用能情况，实现对电源、储能、家电的一体化智慧管理。此时，系统界面显示着“今日光伏发电量19.48千瓦时，节省电费15元”。
科技创新若只停留在概念展示，价值则大打折扣。低压直流生态系统的概念也绝不仅仅停留在样板。在4千米外的盈家长租公寓，它已经落地。
公寓内，温度适宜，清爽舒适。与市民服务中心的CIMES系统相比，家庭级终端界面简单明了，不仅能查看水、电、气用能数据，一键切换“在家、外出、睡眠”模式，还能实现物业费在线缴纳和物业报修在线完成。
根据《河北雄安新区规划纲要》，雄安将建立租购并举的住房制度。国家电网公司与阿里巴巴集团、雄安盈家等公司组建放心公寓联盟，使家庭用电更安全、更经济。
低压直流技术的应用也并不仅限于家庭，在市民服务中心长约6千米的景观大道上，436盏直流路灯点亮了新区的夜晚。
“直流智慧路灯与交流路灯相比首先是安全，直流路灯采用375伏直流浮地供电，大幅降低了安全隐患。”雄安供电公司供电管理中心副主任张龙海说。此外，直流智慧照明控制系统可实现分时段自动调节路灯亮度，让前半夜亮度达到100%，后半夜降为50%，达到节能效果。
雄安的创新应用不止于此。未来的雄安什么样？这是一个让人期待的问题。在这座“未来之城”，看得见的是科技，看不见的是理念。未来，它将给人们带来更多惊喜。
来源:国家电网报 作者:张献方
