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迈向“碳达峰、碳中和”目标的“天津方案”

北极星输配电网  来源:中国青年报    2021/3/18 8:38:15  我要投稿  
所属频道: 电网建设  关键词:智慧能源 源网荷储 天津

北极星输配电网讯:天津智慧能源小镇创新示范工程是国网天津电力党委的领导下,公司各级团组织创新机制体制,在广大年轻人中植入创新“催化剂”,使得青年团队迸发出强大的创新能量,为行业和城市发展注入的智慧动能。

智慧能源工厂建成、服务型智慧充电站投入使用、移动储能电源车实现多场景应用……国网天津城东公司大张庄智慧能源小镇在天津市的产城融合区亮相了。

这里有风机、光伏、地源热泵构成的综合能源系统,实现可再生能源就地消纳,既降低企业用能成本又助力电网削峰填谷。楼宇用能智慧控制系统(CPS),可以根据建筑冷热需求的变化,智能调控设备工况和建筑内环境温度,实现建筑用能自趋优运行,达到园区范围内多种能源互联互补和优化调度。

这些创新技术,出自由全国劳模黄旭带领的平均年龄32岁的青年创客团队。为了攻坚能源小镇项目,国网天津城东公司创新人才机制,在青年中遴选技术骨干与国网天津经研院、国网天津电科院联合组建青年柔性科技创新攻关团队,采用“集中研讨、分组开展、柔性管理”的工作模式,以实战为平台培养了一支新型人才队伍,也让创新带来实实在在的效益。

以创新之智推进业务转型

智慧能源小镇建设,既是技术的创新突破,更是电网规划设计的重大转型升级。与众不同之处在于,在这里供电、供热、建筑、暖通甚至汽车制造的行业界限逐渐模糊。这些变化对于国网天津电力青年规划专家徐晶、马聪智而言,无疑是职业生涯面临的最大考验。

国网天津经研院的青年规划团队来自配网规划、配电、土建、通信、信息、技经等多个专业。

“当时,工业、商业、居民等用户用能需求各异,小镇落地综合能源商业模式尚属空白,建设运营经济性无前例可鉴。”国网天津电科院科技创新团队负责人马世乾博士说。

其中,综合能源建设运营的经济性分析就是一项跨学科、多维度的综合课题,既要考虑投资方的投资模式,又要考虑多种利益主体的收益方式,这其中的每种组合方式都需要经过细致严谨论证。

经过长达两个月的现场调研走访和技术攻关,团队终于完成建设方案中全部21个项目的建设方案材料编制任务,为智慧能源小镇建设提供了可复制、可推广的建设框架。

以智慧能源支撑产城融合

在北辰经济技术开发区的北辰商务中心外,7台风机迎风而,大楼上的光伏板在晨光的照射下发出耀眼的光芒。在这幢8层的弧形建筑中,800多个空调自动控制面板传递着每个房间的温度信息,红外感应系统使楼宇照明实现“人到灯亮”;3台地源热泵机组不间断地将地热能转换成大楼的冷热供给。这种“以电为中心,多种新能源互联互补”的综合能源服务方式,可再生能源占比达40%,新能源自发自用、储能系统、地源热泵以及综合能源管控平台的智能控制成效明显,使商务中心整体能效比达到2.38,综合能源利用效率提升19%。

小镇能源管控平台是北辰产城融合区(大张庄)智慧能源小镇的智慧中枢,通过广泛应用“大云物移智”及综合能源等领域先进技术,为用户提供能源托管、用能检测和能效分析等服务。青年突击队队员刘宇行每天都要通过后台的智慧能源管理平台监控各个企业用能情况,“目前实现了地热能、风力、光伏等多种能源的综合利用和智慧调控,使能源结构进一步向清洁化迈进,创造更大价值。”

从2017年5月投运至今,北辰商务中心楼宇共节约电能459万千瓦时,减排二氧化碳4548吨,节省能源成本404万元。

以智慧能源助力精密制造

在一汽富维本特勒汽车零部件(天津)有限公司的厂房内,79台汽车配件自动焊接作业智能机器人同时操作,一批批高精密度的汽车配件通过智能化的流程生产出来,焊接精准度较之前提高5%,成品率大大提升。这些成效得益于基于负荷敏感度分级供电的智慧能源工厂项目的投用。国网天津城东公司年仅31岁的青年队员杨国朝全程负责该项目。2020年6月份,智慧能源工厂——一汽富维本特勒汽车零部件(天津)有限公司在北辰区大张庄镇如期竣工。公司主要生产汽车结构强度和碰撞强度较高的精密部件,部分生产设备对电能质量敏感度高,供电电压暂降等情况极易引起生产设备和产品损坏。根据设备负荷特性、电压敏感度、影响损失三个维度,国网天津电力实施设备敏感度分级,按需配备治理设备,实现高品质分级供电。

杨国朝说,公司内部负荷十分复杂,其中最敏感的负荷是生产机器人,当电压低于额定电压90%就会停止工作,且需要长时间的调试来恢复。而点(弧)焊机在工作时会产生短时冲击电流,造成母线电压波动,进而影响到其他设备的正常生产。为了准确“把脉”工厂电能质量问题,国网天津电力经研院青年设计突击队负责人范须露深入现场,仔细分析厂区各类生产设备的负荷特性和拓扑关系,针对性提出三级负荷的分级策略,并采用不间断电源、动态电压补偿器、静止同步无功补偿器等设备进行分级治理,最终取得了良好的技术经济效益。

为更好管控“智慧能源工厂”智能供电系统,国网天津电力打造了智慧能源工厂在线监测平台,实时在线采集检测分级供电系统电能质量,助力工厂提高用能质量和生产效率。

“之前遇到生产线电压波动,老是出产残次品,通过加装智慧用能控制系统升级为智慧厂房,预期每年可以避免损失100多万元”,一汽富维本特勒汽车零部件(天津)有限公司设备部部长王伟说,工厂应用高品质分级供电技术保障各层级精密设备正常用电需求,实现了电网企业与高端装备制造用户双赢。

以智慧能源引领美好生活

在北辰区博威动力充电站,移动储能电源车缓缓驶入,青年突击队员范朕宁和同事对接入流程进行了优化调整,为在智慧能源小镇打造不停电检修新模式积累经验。

移动储能电源车项目属于国家重点研发计划专项《面向新型城镇的能源互联网关键技术与应用》的配套工程项目之一,是国网天津电力推进国家电网战略落地的一项重点工作。该车采用新型磷酸铁锂电池组,能够实现“零闪动”保供电快速切换,具备并网或离网多种运行模式,以及配网电压主动支撑、出力波动主动平抑、离网黑启动供电、按计划出力等多种控制策略,并配备现场灵活即插即用接入接口,可广泛用于各类保电、应急救援等应用场景。

“该车相当于一个大型的移动充电宝,能够实现‘零闪动’,电缆即插即用,接入退出方式灵活,还具有噪音小、功率高、清洁环保等特点,非常契合智慧能源小镇的建设理念,它的应用可以更好地为人民的美好生活服务。”范朕宁说。

随着夜幕降临,华灯初上,位于智慧能源小镇的“智慧+充电站”也闪亮登场,时不时有车辆进出充电。该充电站是国家重点研发项目“智能电网技术与装备”专项《面向新型城镇的能源互联网关键技术及应用》研发的交直流变换器首次面向社会应用,建设了V2G有序充放电桩、交直流双向变换器、智慧路灯、储能、光伏共5大系统,以电力电子技术和信息技术为基础的柔性设备,构成750伏特交直流混合微电网,具备电动汽车快速充电、车网互动、新能源汽车识别、5G上网、手机无线充电、气象播报、休息放松、影音播放等13大功能。

青年突击队员白辛雨说,该充电站造型优美、功能多样,使人们能感受到智慧用能的惬意,此外该充电站识别系统能针对车辆车牌颜色、位数等信息进行多维度精准辨识,有效解决公共充电站“油车占位”问题,保证充电站设施物尽其用。

以创新之志赋能智慧发展

近年来,国网天津城东公司以大张庄智慧能源小镇创新示范工程为突破口,围绕“终端建筑智慧化、区域供能互联化、多能信息融合化、产城管控集约化”四个方面,开展了智慧能源建筑、智慧能源工厂、直流智能楼宇、相变蓄热站、交直流混合配电网、分布式储能系统、分布式能源站群互联、综合能源标准化采集、智慧园区能源物联网、小镇能源管理平台等10个项目的开发建设,有效提升可再生能源消纳能力,为促进清洁能源高效利用,构建智慧能源体系,助力实现“碳达峰、碳中和”目标提供了“天津经验”。

站在“两个一百年”奋斗目标历史交汇点上,国网天津市电力公司广大青年牢记习近平总书记的谆谆嘱托,践行“四个革命、一个合作”能源安全新战略,积极落实国家电网公司“碳达峰、碳中和”行动方案,加快实施滨海能源互联网综合示范区、津门湖城市综合充电服务中心等重点任务,助力天津打造能源革命先锋城市,以“青年之为”点亮城市的智慧之光,在全面建设社会主义现代化国家新征程中绘就动人的青春画卷。


原标题:迈向“碳达峰、碳中和”目标的“天津方案”

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