“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源項(xiàng)目以突破傳統(tǒng)城市能源生態(tài)中的壁壘為目標(biāo)，構(gòu)建了大型城市能源互聯(lián)網(wǎng)資源共享協(xié)同機(jī)制，并實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。該項(xiàng)目打造了1個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源綜合服務(wù)平臺(tái)、3個(gè)智慧園區(qū)和3種創(chuàng)新業(yè)態(tài)，涵蓋了大型城市能源互聯(lián)網(wǎng)的核心要素，推動(dòng)了我國城市能源系統(tǒng)從“條塊分割”到“共享協(xié)同”的跨越，解決了大型城市能源互聯(lián)網(wǎng)中多主體、多行業(yè)能源資源的共享協(xié)同難題，對我國能源革命戰(zhàn)略具有重要意義。
“十三五”以來，南方電網(wǎng)公司深化推進(jìn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，為全力服務(wù)粵港澳大灣區(qū)的發(fā)展打下基礎(chǔ)。“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源項(xiàng)目由廣州供電局、清華大學(xué)等單位共同完成，研究了能源互聯(lián)網(wǎng)總體規(guī)劃、關(guān)鍵技術(shù)到業(yè)態(tài)模式探索再到示范工程實(shí)施的整個(gè)建設(shè)過程。
下面是廣東電網(wǎng)公司廣州供電局“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源項(xiàng)目的具體應(yīng)用場景。
“一桿多用”
貼近用戶
傍晚，廣州天河南二路一批新式路燈緩緩亮起，在這些外形簡約的路燈燈桿上，集合了天河南二路原視頻監(jiān)控、基站、道路指示牌等元素，市民還可以在路燈基座的觸摸屏上查閱路況、連接WIFI，搜索城市信息，這種“一桿多用”完美詮釋了資源共建共享共治發(fā)展思維。該批路燈為廣州供電局天河南二路智慧路燈試點(diǎn)項(xiàng)目，是廣州市首批試點(diǎn)范圍內(nèi)首個(gè)投產(chǎn)的項(xiàng)目。
作為首批試點(diǎn)，廣州供電局運(yùn)用了自主創(chuàng)新技術(shù)，將大功率直流充電樁與路燈桿整合，與智慧路燈整合在一起的直流充電樁，具備60千瓦充電功率，遠(yuǎn)高于目前國內(nèi)智慧路燈中普遍采用7kW交流充電樁的功率水平，0.5小時(shí)充電量達(dá)80%，充電快，實(shí)用性強(qiáng)，有效解決新能源車充電難的痛點(diǎn)。智慧路燈還配置了由廣州供電局自主研發(fā)的二級(jí)防漏電保護(hù)裝置，全面確保路燈桿設(shè)施供電安全可靠。
與刻意劃出一塊地新建的電動(dòng)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。“一桿多用”的設(shè)計(jì)推動(dòng)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路燈桿防漏電保護(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。
廣州中新知識(shí)城東安置區(qū)是南方電網(wǎng)公司首個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+智慧用能綜合示范小區(qū)”。在這個(gè)智能小區(qū)中，廣州供電局通過利用低壓電纜復(fù)合光纜代替原電力傳輸電纜，實(shí)現(xiàn)了光纜與電纜同步鋪設(shè)入戶，涵蓋1454戶。同時(shí)，廣州供電局還與廣州三大通信運(yùn)營商合作，為電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的信號(hào)傳輸提供了便捷通道，推動(dòng)了電網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)四網(wǎng)的深度融合。此外，廣州供電局還聯(lián)合廣州市水投集團(tuán)、燃?xì)夤驹谠撔^(qū)內(nèi)示范了三表(電、水、煤氣)集抄業(yè)務(wù)。
力促多種能源綜合利用
廣州的城市能源對外依存度非常高，本地能源自給率只有35%。而作為華南地區(qū)負(fù)荷最密集的城市之一，用電峰谷差非常大，低谷負(fù)荷只占高峰負(fù)荷的35%。在廣州，光是廣州鐵塔公司旗下就有2萬多個(gè)通信基站，機(jī)房里配有超過400MWh的備用電池儲(chǔ)能資源。這些儲(chǔ)能全壽命周期可以充放電500次，實(shí)際上平均只用到4～6次。5G全面普及后，基站功耗、布點(diǎn)密度將為4G的3～4倍，根據(jù)測算，僅廣州可利用的儲(chǔ)能將達(dá)到8000～10000MWh。
在這樣的背景下，廣州供電局和廣州鐵塔公司合作“通信基站閑散儲(chǔ)能示范”項(xiàng)目建設(shè)。在保證基站應(yīng)急用電和安全的基礎(chǔ)上，利用電池剩余容量的30～50%開展電網(wǎng)調(diào)峰服務(wù)。目前這一項(xiàng)目以白云區(qū)供電形勢嚴(yán)峻的城中村區(qū)域?yàn)榻ㄔO(shè)范圍，選取100個(gè)基站點(diǎn)，利用基站退役電池建設(shè)480kW/3.94MWh的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。“通信基站閑散儲(chǔ)能示范”通過軟件定義能量交換機(jī)及云平臺(tái)進(jìn)行儲(chǔ)能資源的數(shù)字化、虛擬化處理，實(shí)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(dòng)重構(gòu)等。
為響應(yīng)廣州市2020年底全面實(shí)現(xiàn)公交車100%電動(dòng)化的要求，電動(dòng)汽車示范的創(chuàng)新業(yè)態(tài)應(yīng)運(yùn)而生。廣州供電局已建成面向全市的充電設(shè)施智能管理平臺(tái)，支持1萬個(gè)充電設(shè)施的數(shù)據(jù)終端接入，滿足100個(gè)客戶同時(shí)交易的并發(fā)應(yīng)用需求，同步開發(fā)移動(dòng)APP和微信公眾號(hào)，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(dòng)汽車充電設(shè)施布點(diǎn)建設(shè)中，廣州供電局建成充電站245座，充電樁9020個(gè)，可服務(wù)5萬輛新能源車，覆蓋全市純電動(dòng)車充電需求60%。基于充電設(shè)施智能管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全市車聯(lián)網(wǎng)，通過信息物理融合支撐智慧城市建設(shè)，建設(shè)廣州市充電設(shè)施運(yùn)營監(jiān)控運(yùn)營管理平臺(tái)和羊城充APP，共接入運(yùn)營商82家。
形成協(xié)同互補(bǔ)的能源生態(tài)
廣州的地圖是一個(gè)從上到下狹長的結(jié)構(gòu)，就像一條上頭下尾奮力游動(dòng)的鯨魚。從北到南，鯨魚的頭、身、尾依次分布著從化明珠工業(yè)園多元互動(dòng)示范區(qū)、中新知識(shí)城高可靠示范區(qū)、南沙高可靠性低碳微電網(wǎng)3個(gè)智慧園區(qū)，分別代表了傳統(tǒng)園區(qū)升級(jí)、智慧新城和南沙自貿(mào)區(qū)的鮮明特點(diǎn)。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。
從化明珠工業(yè)園多元互動(dòng)示范區(qū)選址在一個(gè)傳統(tǒng)園區(qū)。在這個(gè)園區(qū)，通過多能流綜合規(guī)劃、多元互動(dòng)、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(xiàng)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(chǔ)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(xiàng)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%。
南沙是國家新區(qū)、自貿(mào)試驗(yàn)區(qū)和粵港澳大灣區(qū)綜合服務(wù)功能核心區(qū)，同時(shí)處于臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害多發(fā)區(qū)域，對供電可靠性和供電質(zhì)量要求很高。南沙高可靠性智能低碳微電網(wǎng)有一套強(qiáng)大的自動(dòng)控制系統(tǒng)，當(dāng)檢測到外電網(wǎng)發(fā)生故障，就會(huì)自動(dòng)由外電網(wǎng)切換為微電網(wǎng)供電。作為典型的并網(wǎng)型新能源微電網(wǎng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)50毫秒內(nèi)非計(jì)劃性并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤網(wǎng)無縫切換、四種并網(wǎng)/孤網(wǎng)運(yùn)行方式(并網(wǎng)模式、孤網(wǎng)模式、并轉(zhuǎn)孤、孤轉(zhuǎn)并)智能切換、孤網(wǎng)運(yùn)行一周、黑啟動(dòng)等核心目標(biāo)。
通過該試點(diǎn)示范建設(shè)，可確保該區(qū)域面對災(zāi)害時(shí)迅速與大電網(wǎng)解列，形成孤網(wǎng)，保障重要用戶不間斷供電，并在災(zāi)后快速恢復(fù)重要負(fù)荷供電，具有黑啟動(dòng)能力。同時(shí)，該項(xiàng)目可滿足用戶個(gè)性化、定制化的能源消費(fèi)需求，提煉可推廣的商業(yè)模式，將使智能電網(wǎng)的建設(shè)深度和內(nèi)涵更進(jìn)一步。
