智慧小镇同里！15项世界领先能源创新示范项目亮相苏州
发布日期：2018/11/15
白墙黛瓦，流水潺潺，历史底蕴深厚的苏州总让人流连忘返。在古朴的苏州同里古镇旁边，一个崭新的新能源小镇格外引人注目。11月7日，记者实地探访刚落成不久的同里综合能源服务中心，体验了15项世界领先的能源创新示范项目，深入领略了清洁低碳、安全高效、绿色智能、互动共享的未来城市能源系统。同里综合能源服务中心的诞生反映了国家电网有限公司在能源变革上的积极努力，引领着城市能源变革和人们智慧生活的新方向。
清洁电能为古镇注入生机
烟雨蒙蒙，撑一把雨伞，走在苏州同里的弄堂，感受着千年姑苏的神韵。
古语云“上有天堂，下有苏杭”，苏州不但风景秀美、底蕴深厚，而且经济发达、潜力巨大。据了解，2017年，苏州实现地区生产总值1.73万亿元，位居全国城市第七位，在全国地级市中，多年来经济总量稳居第一位。快速发展的经济意味着高能耗。以用电为例，苏州陆地上平均用电负荷密度为5290千瓦/平方千米，超过上海，居全国城市之首。为实现可持续发展，苏州能源变革的需求极其迫切。
在同里古镇附近3公里的地方，出现了一个崭新的小镇——同里综合能源服务中心。10月中旬，同里综合能源服务中心中的微网路由器、“三合一”电子公路等15项世界领先的能源创新示范项目投运，带领人们开启未来城市之旅。
“城市发展需要低能耗、高效率的能源供应，实现多种能源的互补协同供应，构建清洁低碳、安全高效的能源体系是必经之路。”江苏苏州供电公司能效管理与市场拓展技术专职朱明杰站在各种发电装置前介绍说。
在同里综合能源服务中心，楼顶上的光伏板、楼宇窗户上的光伏幕墙、白色的垂直轴发电风机、高温相变光热发电装置等源源不断地将太阳能、风能转化为清洁的电能、热能，供给着中心的正常运行。
“苏州不靠近海边、山脉，风力并不大，因此我们没有选用一般的大风车似的风机，而是选用垂直轴低风速风力发电机，可以最大限度地利用各个方向的风能，转化为清洁的电能。”朱明杰说。同样，苏州的光照资源也不丰富，为了最大限度地利用太阳能，高温相变光热发电装置在这儿应运而生。它就像是一个巨型的太阳灶，将阳光汇聚，然后加热介质液体。“传统的光伏发电对低密度的太阳能转化效率很低，造成资源浪费，高温相变光热发电装置可以用低密度的太阳能加热液体，再通过液体蒸发推动汽轮机进行发电，同时还能将收集的热能储存在介质中，用于供暖，实现了光、电、热的综合利用，大幅提升清洁能源利用效率，比传统能效提高15%。”国网江苏省电力科学研究院黄地博士介绍说。从今年4月开始，黄地寸步不离地守着高温相变光热发电装置，认真地用无人机记录着它的成长，他开心地说：“现在我的光热宝宝终于养成了，以后它还有大发展呢！”
新能源发电具有间歇性大、波动性大的特点，这时储能便显得格外重要。同里综合能源服务中心开发了压缩空气储能技术，在用电低谷时，利用多余的电能压缩空气，将空气液化，将电能转化为空气势能进行存储，在用电高峰时，再将空气势能释放，通过推动汽轮机进行发电，转化为电能。液化和汽化都伴随着放热和吸热，就好比是一个小空调。利用这两种特性，“压缩空气储能”还具有可供冷、供暖以及净化空气的功能。国网江苏省电力科学研究院新能源专职柳丹介绍说：“传统的压缩空气储能需要在矿洞进行，但我们研发的液化空气储能技术对地理选址没有要求，这种方式可以在城市中大规模推广。”
在同里综合能源服务中心，由光、电、热、冷构成的综合能源服务网络，满足了用户多种用能需求，在这里，清洁的能源得到大规模的利用，整个小镇充满朝气与活力。
绿色理念开启宜居生活
在同里综合能源服务中心，一条“不停电的智慧公路”吸引着来客们的目光，深蓝色的无人驾驶游览车载着游人，在这条公路上欢快地奔跑。这条电子公路全长约500米，宽3.5米，集路面光伏发电、动态无线充电、无人驾驶于一体，是世界上最长的电子公路。
11月7日下午4点，记者在同里综合能源服务中心体验无人驾驶游览车，车子平稳舒适，从车内的监控终端上可以看到当前光伏发电功率、当天发电量、本车无线充电功率、车内电磁辐射量、车外电磁辐射量等，当时车内电磁辐射量为0.01微特，远小于国际标准限值27微特。
江苏方天电力技术有限公司技术专职杨庆胜介绍：“电子公路采用新型透明混凝土柔性材料，承重能力达50吨以上。无人驾驶车采取磁场谐振耦合传输技术实现电能无线传输，动态无线充电效率达到85%。”杨庆胜进一步介绍，电子公路还有融雪功能，但融雪的温度以及磁场传输产生的热量都必须及时散掉，否则会影响光伏板的正常运行，这都需要先进技术作支撑。
记者了解到，无人驾驶车还实现了APP叫车功能，根据传输数据，无人驾驶车可以自动抵达乘客所在地并打开车门等候。可以预见，智慧交通解决了电动汽车续航的后顾之忧，未来将让人们出行越来越便捷。
在电子公路旁边，绿色充换电站可以为公交车、家庭乘用车随时充电。当车辆进入充换电站，站内机器人会迅速地提供换电服务，通常公交车需要6~8分钟，家庭乘用车仅需不到3分钟。如此方便的充换电技术，为未来城市的绿色出行提供了有力支持。
除了绿色出行，能源消费也围绕绿色理念，开启人们的宜居生活。在同里湖嘉苑小区，中国首个被动式建筑改造完成。之所以称为“被动式建筑”，是因为通过对建筑本身的高科技改造，可以最大限度地降低建筑对主动式机械采暖和制冷系统的依赖。从外观上看，这座建筑并没有什么不同，然而进门之后，便不禁眼前一亮。11月8日的苏州阴雨绵绵，空气阴冷，而被动式建筑室内却保持着20摄氏度的恒温，空气清新，丝毫没有让人感觉到它是刚刚完成装修的房子。智能语音音响、能控制电器的镜子、能控制厨房电器的冰箱等都让人感觉科技感十足。
苏州天气多变，梅雨天气、夏季高温、冬季湿冷都让人体极其不适，被动式建筑圆满解决了这些问题。江苏苏州新丰综合能源服务有限公司总经理龚海华说：“被动式建筑采用了外保温、装配式建材装修、光伏瓦与建筑一体化安装等多项技术，改造之后的住宅通过高效新风系统和低功率供暖制冷设备相配合，满足室内恒温恒湿的要求，综合能效较改造前提升40%，建筑节能率达到90%以上，实现了建筑自发自用发电的‘零能耗’效果。”龚海华介绍，现在建筑顶上采用光伏瓦发电，每天可以发电30千瓦时，而屋内每天用电不到10千瓦时，光伏发电不仅满足了房屋的正常生活，余下的电量还可以卖给电网或者做充电桩储能，最大限度地提高了能源的利用率。
这样低能耗的建筑改造成本是不是很高呢？龚海华解除了记者的顾虑，他说：“被动式建筑每平方米改造成本为1500元，特别适合学校、养老院等集中推广，有利于为人们打造舒适智能的生活。”
智慧能源互联网实现能源高效利用
未来社会将是低能耗的电气化社会，这需要智慧的能源互联网系统作支撑。在同里综合能源服务中心的能源互联网“指挥部”，源网荷储协调控制系统实现了冷热电多种能源资源的协调配置，通过对电网端、电网运输端和用户负荷端三方的监测、分析、智能判断，让电网运行得更聪明、更安全。
据了解，在发生电网预警时，源网荷储协调控制系统可以按需调节可中断负荷，减少对工商业运行、居民生活的不利影响，并及时处理故障，完美解决电力故障，大幅度提高供电可靠性。
而作为整个同里综合能源服务中心的核心部件，微网路由器是国家重点研发计划项目，负责中心全部电能的中转。柳丹说：“微网路由器就像能源‘立交桥’，实现多种电压等级与交直流电源之间的自由变换。微网路由器有四个双向可控端口，10千伏为并网端口，±750伏直流、±375伏直流和380伏交流3个端口构建起整个中心的交直流配电网。比如光伏发电是直流电，在传统模式下，需要经过交直流多次转换才能被家用电器使用，而通过微网路由器，可以实现分布式电源与家用电器直接连接，降低能源转化消耗，提高能源利用率。”
谈起微网路由器对整个同里综合能源服务中心综合能效的影响，柳丹自豪地说：“我们构建的以微网路由器为核心的交直流配电网，实现了中心清洁能源消纳100%，综合能效提升6%。”
江苏苏州供电公司基建部土建工程管理专职黄晓晖负责此次同里综合能源服务中心的基建工程，黄晓晖从业20多年，大大小小的变电站建过100多个，但此次同里综合能源服务中心的建设任务是他多年来遇到的最大挑战。“看着这么多高科技从实验室搬到地面上，我感觉非常自豪，也相信同里的经验可以推广到更多城市中去。”黄晓晖感慨道。
在同里综合能源服务中心的展示中心，记者通过大屏幕看到了未来能源互联网与人们生活的密切联系。未来，每个人都可以与电网产生友好互动，电动汽车可以为电网补电，工业生产、家庭用能、储能等可以根据电网负荷来调节，以电为核心、电网为平台的多能互补能源利用模式让人充满期待。
同里综合能源服务中心是国家电网有限公司推动能源变革，构建清洁低碳、安全高效能源体系的重要实践，它建成后，整体构成了“电网为平台、再电气化为核心、多能协同互补”的新型区域能源互联网。可以预见，未来以同里综合能源服务中心为样板，更多的智慧小镇将在中国各地扎根，打造中国引领国际能源变革的创新示范。
来源:亮报 作者:许天骄 黄蕾
