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广州供电局“面向特大城市电网能源互联网示范项目”被鉴定为国际领先

北极星输配电网  来源:北极星输配电网    2020/6/1 15:48:18  我要投稿  
所属频道: 电网建设  关键词:能源互联网 智慧能源 5G

北极星输配电网讯:4月27日上午,由中国电机工程学会组织的“大型城市能源互联网资源共享协同关键技术与示范工程”科技成果(下称“互联网+”智慧能源项目)鉴定会以网络视频会议形式召开。由清华大学、中国南方电网公司、中国科学院院士等9位专家组成的鉴定委员会一致认为:该项目取得了重大原创性成果,建成了国内外首个大型城市能源互联网示范工程,整体上达到了国际领先水平。

“互联网+”智慧能源项目是什么?

城市发展需要能源。但传统城市各种能源和应用之间是孤立和割裂的:电缆只传输电力,路灯只用于照明,蓄电池退役了只能报废,太阳能、冷气,热电各不相干。这种模式效率低下,大大耗费了自然资源和社会资源。

而“互联网+”智慧能源项目就是以突破传统城市能源生态中的壁垒为目标,构建了大型城市能源互联网资源共享协同机制,并实现工程应用。这个项目打造了1个“互联网+”智慧能源综合服务平台、3个智慧园区和3种创新业态,涵盖了大型城市能源互联网的核心要素,推动了我国城市能源系统从“条块分割”到“共享协同”的跨越,解决了大型城市能源互联网中多主体、多行业能源资源的共享协同难题,对我国能源革命战略具有重要意义。

据悉,“十三五”以来,南方电网公司深化推进创新驱动发展战略,以支撑公司业务转型,为全力服务粤港澳大湾区的发展打下基础。本项目由广州供电局、清华大学等单位共同完成,研究了能源互联网总体规划、关键技术到业态模式探索再到示范工程实施的整个建设过程。

广州供电局“面向特大城市电网能源互联网”项目总体架构:“1+3+3”,涵盖了特大城市能源系统的核心元素。

1个“互联网+”智慧能源综合服务平台:

通过平台整合,满足不断涌现的住宅小区、工业园区、微网、储能、分布式光伏等综合能源智慧管理的多样化需求。为用户提供基于互联网的云端能量管理服务,提供多种能源优化组合方案和综合能源服务,实现智慧用能,提升能源使用效率,推动区域产业转型升级。

3个智慧园区:

从化明珠工业园多元互动示范区

明珠工业园综合能源与智能配用电系统示范工程旨在通过多能流综合规划、多元互动、协调控制与智能调度,提高一次能源综合利用效率,提高可再生能源就地消纳率,峰值符合减少20%。

中新知识城高可靠示范区

建成南方电网首个“互联网+智慧用能综合示范小区”,实现了四网融合、三表集抄全面覆盖,通过信息物理融合有力推动广州智慧城市的建设。

南沙高可靠性低碳微电网

建设低碳高可靠性微电网,抵御自然灾害,在极端天气情况下核心负荷一周以上高可靠性供电。

3个创新业态

电动汽车示范

基于充电设施智能管理平台实现全市车联网,支撑智慧城市建设。电动汽车有序充电示范项目开发了智能充电管控装置,实现了配变削峰填谷和有序充电,提升配变利用率。

通信基站闲散储能示范

项目节约了供电建设所需土地资源,解决城中村重过载问题,提高闲置电池资产利用效率,开创基于能源互联网共享经济模式的数字储能服务。

智慧路灯示范

广州首个智慧路灯项目,协调广州移动、联通运营商,铁塔公司,交通局等实现市政设施共建共享共治,尤其是充电桩和路灯合二为一,对新能源车充电难等问题提供了很好的解决思路。

贴近用户,街坊市民用得上

傍晚,广州天河南二路一批新式路灯缓缓亮起,不仅为附近的街坊提供了照明,还为广州推进5G网络试点城市和智慧城市建设奠定了基础。据悉,该批路灯为广州供电局天河南二路智慧路灯试点项目,是广州市首批试点范围内首个投产的项目。

在这支外形简约的路灯灯杆上,集合了天河南二路原视频监控、基站、道路指示牌等元素,市民还可以在路灯基座的触摸屏上查阅路况、连接WIFI,搜索城市信息,这种“一杆多用”完美诠释了资源共建共享共治发展思维。经整合,天河南二路的道路杆件由原来的52杆缩减至35杆,街道环境的改善效果明显。从长远来看,也可降低社会公共事业成本。

此外某些灯杆还配备了电动汽车直流充电桩。“这在国内尚属首例。”该负责人介绍说。作为首批试点,广州供电局运用了自主创新技术,将大功率直流充电桩与路灯杆整合,与智慧路灯整合在一起的直流充电桩,具备60千瓦充电功率,远高于目前国内智慧路灯中普遍采用7kW交流充电桩的功率水平,0.5小时充电量达80%,充电快,实用性强,有效解决新能源车充电难的痛点。智慧路灯还配置了由广州供电局自主研发二级防漏电保护装置,全面确保路灯杆设施供电安全可靠。

“这个项目值得政府大力支持与推广!”广州市政府常务副市长陈志英在参观完智慧路灯项目后给予了高度评价。

与刻意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路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服务能源系统。”南方电网广东广州供电局计划发展部岑海凤对记者这样说。

在广州中心知识城东安置区,是南方电网公司首个“互联网+智慧用能综合示范小区”。在这个智能小区中,广州供电局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。

在这个小区中,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、广电网和互联网四网的深度融合。此外,广州供电局还联合广州市水投集团、燃气公司在该小区内示范了三表(电、水、煤气)集抄业务。

助推城市,多种能源综合利用

据悉,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,用电峰谷差非常大,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起来。”南方电网广东广州供电局规划发展部许苑说。于是,“通信基站闲散储能示范”创意应运而生。

在广州,光是广州铁塔公司旗下就有2万多个通信基站,机房里配有超过400 MWh的备用电池储能资源。这些储能全寿命周期可以充放电500次,实际上平均只用到4-6次。5G到来后,基站功耗、布点密度将为4G的3-4倍,根据测算,仅广州可利用的储能将可达到8000-10000MWh。

在这样的背景下,广州供电局和广州铁塔公司合作“通信基站闲散储能示范”项目建设。在保证基站应急用电和安全的基础上,利用电池剩余容量30-50%开展电网调峰服务。现在这一项目以白云区供电形势严峻的城中村区域为建设范围,选取100个基站点,利用基站退役电池建设480kW/3.94MWh的电池储能系统。“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。

“我们现在仍然在优化这一示范项目,做更好的模型设计,最大范围为电网削峰填谷,提高社会资源利用率。这一部分资源也会通过数字能量交换系统转化为新型网络资产,依托云储能管控平台开展大规模分布式电池能量管控服务。到时可以调度云储能系统参与调峰、调频、备用等辅助服务市场。”

电动汽车示范这个创新业态是响应广州市“绿色交通”的要求。广州市2020年底要全面实现公交车100%电动化。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个客户同时交易的并发应用需求,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,通过信息物理融合支撑智慧城市建设,建设广州市充电设施运营监控运营管理平台和羊城充APP,共接入运营商82家。

服务湾区,形成协同互补的能源生态

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。从北到南,鲸鱼的头、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,分别代表了传统园区升级、智慧新城和南沙自贸区的鲜明特点。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。

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。

南沙是国家新区、自贸试验区和粤港澳大湾区综合服务功能核心区,同时处于台风等自然灾害多发区域,对供电可靠性和供电质量要求很高。

“我们选址南沙就是为了探索如何在自然灾害等极端天气情况下仍能保障重要用户的不间断供电,并在灾后通过黑启动快速恢复重要负荷供电。”广州供电局计划发展部王珂副主任说。

据介绍,南沙高可靠性智能低碳微电网有一套强大的自动控制系统,当检测到外电网发生故障,就会自动由外电网切换为微电网供电。作为典型的并网型新能源微电网,它能够实现50毫秒内非计划性并网转孤网无缝切换、四种并网/孤网运行方式(并网模式、孤网模式、并转孤、孤转并)智能切换、孤网运行一周、黑启动等核心目标。

通过该试点示范建设,可确保该区域面对灾害时迅速与大电网解列,形成孤网,保障重要用户不间断供电,并在灾后快速恢复重要负荷供电,具有黑启动能力。同时,该项目可满足用户个性化、定制化的能源消费需求,提炼可推广的商业模式,将使智能电网的建设深度和内涵更进一步。

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