基于能源建設(shè)影響智慧城市發(fā)展的研究

曲 銳 萬(wàn)中田 溫紀(jì)營(yíng) 王煥忠 鄭瑞春

1. 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東 佛山 528000

2. 佛山供電局電網(wǎng)規(guī)劃中心，廣東 佛山 528000

3. 廣東南海電力設(shè)計(jì)院工程有限公司，廣東 佛山 528000

2016 年3 月，國(guó)家能源局公布了首批56 個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項(xiàng)目名單，正式開啟我國(guó)智慧能源新時(shí)代。在城市化進(jìn)程中，智慧城市的建設(shè)已迫在眉睫，尤其是面臨越來(lái)越嚴(yán)峻的空氣污染、交通擁堵等城市病，必須要推進(jìn)智慧城市建設(shè)。同時(shí)，加強(qiáng)智慧能源建設(shè)與利用，能夠全面擁抱“大數(shù)據(jù)”“互聯(lián)網(wǎng)+”和“人工智能”等信息技術(shù)，真正將先進(jìn)的信息技術(shù)手段融入能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場(chǎng)中，從而綜合協(xié)調(diào)能源的供給，節(jié)省能源消耗的同時(shí)進(jìn)一步提高能源的利用效率，對(duì)節(jié)能減排、改善城市環(huán)境等方面發(fā)揮著重要的作用。

1 智慧城市的內(nèi)涵

智慧城市是數(shù)字城市、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等技術(shù)有機(jī)融合的產(chǎn)物。從技術(shù)手段上而言，智慧城市主要借助物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線通信網(wǎng)以及IT 支撐等基礎(chǔ)設(shè)施，充分發(fā)揮信息通信技術(shù)（ICT）的集成能力，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)的智慧化發(fā)展環(huán)境，形成基于海量信息和智能過(guò)濾處理的新的生活、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會(huì)管理等模式，構(gòu)建全新的智慧化應(yīng)用環(huán)境，實(shí)現(xiàn)協(xié)同、高效、安全以及低成本的城市環(huán)境[1]。提到智慧城市，給我們的第一印象就是信息化建設(shè)，其中應(yīng)用了大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，但是實(shí)際上智慧城市的目的就是打造宜居、舒適、安全的生活環(huán)境并實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展，以便應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)城市建設(shè)中所帶來(lái)的城市環(huán)境惡化、能源消耗巨大等方面的問(wèn)題，因此通過(guò)智慧城市的建設(shè)可以實(shí)現(xiàn)各種設(shè)施的智能化，真正實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展，這樣人類才能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)入更高階段的社會(huì)生活。

2 建設(shè)智慧型城市區(qū)別于傳統(tǒng)城市的特點(diǎn)

2.1 城市“信息孤島”VS 城市信息深度交互

傳統(tǒng)的城市建設(shè)一般會(huì)存在城市之間很難實(shí)現(xiàn)信息的共享等問(wèn)題，城市的信息缺乏完整的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合收集，就好像是一個(gè)“信息孤島”；智慧城市借助信息技術(shù)讓各個(gè)城市之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互共享，在數(shù)據(jù)分析的過(guò)程中開辟出適合不同城市的發(fā)展道路。

2.2 普通城市設(shè)施VSAI 智能化的城市建設(shè)

傳統(tǒng)的城市建設(shè)理念強(qiáng)調(diào)人與人的傳統(tǒng)關(guān)系發(fā)展，就像鄰里關(guān)系、同事關(guān)系等，但是智慧城市的建設(shè)使得人和人的社交變得更加便利和多元化，比如智能化服務(wù)機(jī)器人可以幫助人們尋找餐廳和衛(wèi)生間等任何你想了解的地點(diǎn)，或者是一些戶外商場(chǎng)的智能機(jī)器等。

3 智慧能源開發(fā)帶來(lái)的社會(huì)變化

3.1 新能源汽車的出現(xiàn)，增加了出行選擇

在國(guó)家優(yōu)惠購(gòu)買政策和不限號(hào)政策的大力鼓勵(lì)和推動(dòng)下，越來(lái)越多的新能源汽車進(jìn)入到社會(huì)的方方面面[2]。新能源汽車主要是以電為驅(qū)動(dòng)力，比傳統(tǒng)的汽油或天然氣等驅(qū)動(dòng)燃料增加的環(huán)保，不會(huì)產(chǎn)生污染氣體，也不會(huì)污染大氣環(huán)境，使得城市環(huán)境得到了較大的改善。當(dāng)前大多數(shù)城市的公共汽車基本已經(jīng)采用了新能源，但是市郊汽車的普及力度還有待提高。

3.2 5G 網(wǎng)絡(luò)基站建設(shè)，促進(jìn)信息資源的傳送

5G 技術(shù)的發(fā)展以及越來(lái)越多5G 網(wǎng)絡(luò)基站的建設(shè)使得人們開始邁入更加快速和便捷的5G 時(shí)代，人們?cè)谏钪羞M(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)乃俣葧?huì)實(shí)現(xiàn)大幅度的提升，而且下載資源所需要的時(shí)間也將大大縮短，提高了工作效率。

3.3 人工智能技術(shù)改變?nèi)祟惿?/h3>

改變?nèi)祟惿畹募夹g(shù)已經(jīng)慢慢浮現(xiàn)，其中人工智能技術(shù)所帶來(lái)的變化更是天翻地覆，比如銀行使用的服務(wù)機(jī)器人，或者是京東使用的送貨機(jī)器人等，還有就是以小米為代表的一些家電，人們只需要手機(jī)就可以進(jìn)行操作，極大地方便了人們的需求。

4 基于智慧能源建設(shè)的智慧城市發(fā)展現(xiàn)狀

4.1 項(xiàng)目概述

十九大報(bào)告中，關(guān)于推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系建設(shè)成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中的重要任務(wù)，因此本地區(qū)開展了高端創(chuàng)新集聚區(qū)創(chuàng)建國(guó)際領(lǐng)先智慧能源互聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)專項(xiàng)規(guī)劃，項(xiàng)目的開展在本地能源結(jié)構(gòu)和布局，建設(shè)清潔、低碳、安全、高效的能源供給體系等方面發(fā)揮著重要的作用[3]。在智慧能源建設(shè)以及智慧城市建設(shè)理念的指導(dǎo)下，本項(xiàng)目主要以打造高端創(chuàng)新集聚區(qū)和高質(zhì)量發(fā)展的生態(tài)宜居創(chuàng)新發(fā)展示范區(qū)為主要目的，并圍繞這個(gè)目的大力發(fā)展該地區(qū)的智能電網(wǎng)建設(shè)、優(yōu)化能源配置，通過(guò)現(xiàn)代能源保障智慧城市的建設(shè)質(zhì)量，從而不斷推進(jìn)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的高質(zhì)量發(fā)展。

4.2 智慧能源建設(shè)

本項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中形成的電力線路方案中利用了原有的線路有85km，除利用綜合管廊通道外，還需新建220kV、110kV 電纜通道25km，新建10kV 電纜通道約120km。此次智慧能源的五大規(guī)劃主題即低碳綠芯、智慧核心、智慧能源園區(qū)、智慧校園以及智慧小區(qū)。低碳綠芯從節(jié)能減排的角度出發(fā)，通過(guò)光充儲(chǔ)一體化電站、光伏發(fā)電設(shè)施、智慧路燈等加大了對(duì)太陽(yáng)能的利用力度，減少了不可再生資源的浪費(fèi)問(wèn)題；智慧核心則是通過(guò)打造可靠性核心區(qū)、促進(jìn)變電站+5G 基站+數(shù)據(jù)中心站+充換電站+儲(chǔ)能站+光伏站等多站融合以及建設(shè)綜合能源管理平臺(tái)的方式，促進(jìn)能源的智能化發(fā)展，使之能夠充分的融入智慧城市建設(shè)過(guò)程當(dāng)中；智慧能源園區(qū)加大了對(duì)供電質(zhì)量、安全等方面的管理工作，比如借助園區(qū)綜合管理平臺(tái)可以降低用戶的綜合用能成本、提高能源的利用效率、提高供電安全性，并且全面對(duì)變電站母線、開關(guān)、分布式電源、電動(dòng)汽車充電設(shè)施、重要用戶等監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)、治理，保證了智慧能源建設(shè)的安全與穩(wěn)定[4]；智慧校園則是以政府主導(dǎo)建設(shè)，其中彰顯出濃濃的科技氛圍，具體包括校園綜合能源管理平臺(tái)、智慧樓宇、低壓交直流微電網(wǎng)等幾部分，實(shí)現(xiàn)了能源的智慧應(yīng)用；智慧小區(qū)是該地區(qū)的重要建設(shè)內(nèi)容，其規(guī)模龐大，覆蓋區(qū)域眾多，幾乎城市的每個(gè)角落都有居民小區(qū)，其在智慧能源的建設(shè)上主要就是推動(dòng)“四網(wǎng)融合、多表集抄”，非侵入式智能裝置監(jiān)測(cè)智能電表的應(yīng)用，家庭電氣化、信息化、智能化，小區(qū)光伏，充電資源共建共治共享等等多方面，同時(shí)為了居民的能源使用方便還開辦了智慧營(yíng)業(yè)廳，業(yè)務(wù)開展高效、便捷，能夠滿足居民的服務(wù)需要。

5 基于智慧能源打造智慧的路徑

智慧能源的建設(shè)發(fā)展是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)，因此在打造智慧型城市的過(guò)程中應(yīng)該重視智慧能源的建設(shè)質(zhì)量，具體包括以下幾個(gè)方面。

5.1 創(chuàng)新光伏利用模式，促進(jìn)光伏技術(shù)的發(fā)展

光伏技術(shù)能夠直接將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)換為電能，近些年來(lái)，光伏發(fā)電的生產(chǎn)能力不斷提高，并廣泛應(yīng)用于交通、建筑、軍事、醫(yī)療等各領(lǐng)域，在智慧能源的建設(shè)中，應(yīng)該進(jìn)一步創(chuàng)新光谷利用模式，全面推進(jìn)分布式光伏工程，一是要大力建設(shè)屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)，其是將太陽(yáng)能光伏發(fā)電方陣安裝在建筑的屋頂以提供電力的一種能源利用方式，實(shí)現(xiàn)了“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)、就近消納、電網(wǎng)調(diào)節(jié)”的運(yùn)營(yíng)模式；二是創(chuàng)新各類“光伏+”綜合利用商業(yè)模式，比如農(nóng)業(yè)種植、漁業(yè)養(yǎng)殖、林業(yè)栽培等，實(shí)現(xiàn)光伏產(chǎn)業(yè)在其他領(lǐng)域的融合應(yīng)用；三是建設(shè)光伏小鎮(zhèn)和光伏新村，通過(guò)開展“人人千瓦光伏”示范工程，逐步推進(jìn)光伏技術(shù)的應(yīng)用范圍；四是要實(shí)施光伏“領(lǐng)跑者”計(jì)劃，促進(jìn)先進(jìn)光伏技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用，加快市場(chǎng)優(yōu)勝劣汰和光伏上網(wǎng)電價(jià)快速下降。

5.2 集中攻關(guān)儲(chǔ)能技術(shù)，鼓勵(lì)建設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)

儲(chǔ)能可以為電網(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、黑啟動(dòng)、需求響應(yīng)支撐等多種服務(wù)，提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和安全性，通過(guò)建設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)還能夠進(jìn)一步提高可再生能源的消納水平，為分布式發(fā)電的發(fā)展提供基礎(chǔ)，使得智能微網(wǎng)的建設(shè)更加完善，因此建設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)形成現(xiàn)代的能源供給體系有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義[5]。在智慧城市的建設(shè)進(jìn)程中，電力能源的穩(wěn)定、高水平供給直接關(guān)系到城市建設(shè)水平，因此政府部門應(yīng)該加強(qiáng)政策扶持與資金支持，集中攻關(guān)儲(chǔ)能技術(shù)，一是要攻關(guān)一批具有關(guān)鍵核心意義的儲(chǔ)能技術(shù)和材料，為儲(chǔ)能系統(tǒng)的建設(shè)提供基礎(chǔ)；二是要試驗(yàn)示范一批具有產(chǎn)業(yè)化潛力的儲(chǔ)能技術(shù)和裝備，推進(jìn)風(fēng)電儲(chǔ)熱、風(fēng)電制氫等試點(diǎn)示范工程的建設(shè)，發(fā)揮其帶頭作用，并以點(diǎn)帶面逐漸擴(kuò)展到整個(gè)智慧城市的建設(shè)環(huán)節(jié)當(dāng)中；三是要支持儲(chǔ)能系統(tǒng)直接接入電網(wǎng)，探索建立儲(chǔ)能容量電費(fèi)和儲(chǔ)能參與容量市場(chǎng)的規(guī)則機(jī)制；四是要鼓勵(lì)居民用戶加強(qiáng)對(duì)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)多能互補(bǔ)、多源互動(dòng)，拓展電動(dòng)汽車等作為分散電池資源的儲(chǔ)能化應(yīng)用。

5.3 借助信息技術(shù)，發(fā)展智慧能源

5.3.1 推進(jìn)能源生產(chǎn)智能化

能源生產(chǎn)智能化是提高能源利用率、減少能源浪費(fèi)并滿足市場(chǎng)能源需求的中重要舉措，一是應(yīng)該就能源的生產(chǎn)實(shí)際建立起能源生產(chǎn)運(yùn)行的監(jiān)測(cè)、管理和調(diào)度信息公共服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，并利用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系能源產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的信息，保證對(duì)接信息的及時(shí)、準(zhǔn)確，同時(shí)還要以此支撐電廠和電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行，促進(jìn)非化石能源與化石能源協(xié)同發(fā)電，逐步建成開放共享的能源網(wǎng)絡(luò)；二是應(yīng)積極使用大數(shù)據(jù)技術(shù)，分析、挖掘與預(yù)測(cè)電力設(shè)備的狀態(tài)、電能負(fù)載數(shù)據(jù)等，從而開展精準(zhǔn)調(diào)度、故障判斷和預(yù)測(cè)性維護(hù)，提高能源利用效率和安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

5.3.2 建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)

能源互聯(lián)網(wǎng)即以可再生能源為主體的“源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)—用”協(xié)調(diào)發(fā)展、集成互補(bǔ)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，以此為目標(biāo)不斷發(fā)展分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、智能微網(wǎng)、主動(dòng)配電網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)，并建立起智能化電力運(yùn)行監(jiān)測(cè)管理技術(shù)平臺(tái)，全面確保能源互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用效果。

5.3.3 建造信息資源庫(kù)，在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息共享

數(shù)據(jù)也是一種資源，其能夠?yàn)槌鞘械陌l(fā)展指引方向，尤其是在智慧城市的建設(shè)過(guò)程中，必須要建立起信息資源庫(kù)，并且保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性與安全性，以便應(yīng)用的時(shí)候方便調(diào)取。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也為信息共享提供了便利，因此在信息共享的情況下也更利于按照社會(huì)需要以及人們的要求打造智能化設(shè)施，從而建設(shè)起更加符合人們生活需要的智慧化應(yīng)用，不斷完善智慧城市的建設(shè)水平。

5.3.4 推廣智慧化生活方式，實(shí)現(xiàn)生活的便利性

從生活方式進(jìn)行轉(zhuǎn)型也是智慧城市發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，推廣智慧化生活方式，要深入人民的生活當(dāng)中，讓人們逐漸適應(yīng)智能的生活環(huán)境和方式，在生活的方方面面都能實(shí)現(xiàn)便利性，比如自動(dòng)的灑水車、清潔掃地車等，代替了本來(lái)繁雜勞累的人工作業(yè)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單勞動(dòng)力的智能化替代。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智慧城市的建設(shè)是現(xiàn)代社會(huì)建設(shè)的重要任務(wù)，通過(guò)智慧能源的建設(shè)能夠充分利用其現(xiàn)代信息技術(shù)以及光伏技術(shù)來(lái)完善智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施，提高城市的智能化水平，讓人們的出行、生活、工作都更加的便捷。在未來(lái)的城市化建設(shè)中，各地應(yīng)該積極響應(yīng)國(guó)家能源局推進(jìn)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程,加快太陽(yáng)能、風(fēng)能、水電、生物質(zhì)能等可再生能源的分布式開發(fā)利用，打造符合現(xiàn)代發(fā)展實(shí)際的智慧城市，不斷提高人們的生活質(zhì)量。