廣東金融高新技術(shù)服務(wù)區(qū)智慧能源示范項目建設(shè)的戰(zhàn)略意義及發(fā)展方向分析

廣東南海電力設(shè)計院工程有限公司 孫中興

廣東金融高新技術(shù)服務(wù)區(qū)（金融高新區(qū)）是廣東建設(shè)金融強省戰(zhàn)略七大基礎(chǔ)性平臺之首，是廣東省人民政府批準(zhǔn)的唯一省級金融后臺服務(wù)基地。金融高新區(qū)定位金融后援基地及產(chǎn)業(yè)金融中心雙戰(zhàn)略，致力建設(shè)輻射亞太的現(xiàn)代金融后援服務(wù)基地和國家級產(chǎn)業(yè)金融試驗區(qū)。金融高新區(qū)在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，以智能電網(wǎng)為載體、以“互聯(lián)網(wǎng)+”為手段，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，建設(shè)具有智能可靠、友好互動、綠色高效特征的國際一流配電網(wǎng)。打造以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)、信息化為依托、增強用戶互動及服務(wù)水平的智慧能源互聯(lián)網(wǎng)，形成可實施、可復(fù)制、可推廣的典型經(jīng)驗。

1 智慧能源總體方案

鑒于金融高新區(qū)的定位及入駐用戶對于電網(wǎng)的高可靠、高質(zhì)量的供電需求，與巴黎、新加坡、東京、香港的城市定位和國際影響力相似，因此對這4座城市的配電網(wǎng)情況進行分析，總結(jié)國際一流配電網(wǎng)的主要特征，其一次網(wǎng)架、平均年停電時間、客戶滿意度分別為：巴黎，雙環(huán)網(wǎng)/10分鐘/88；新加坡，“花瓣形”合環(huán)/0.31分鐘/86；東京，多分段多聯(lián)絡(luò)/2分鐘/93；香港，二線合環(huán)/4.48分鐘/79。巴黎、東京互動用戶比例為70%，4城清潔能源消納率均為100%，其智能化水平分別為：巴黎。配電網(wǎng)具備自愈能力，中壓故障后2分鐘內(nèi)恢復(fù)70%的用戶供電。通過需求側(cè)響應(yīng)，使負荷參與配電電網(wǎng)運行調(diào)度。支持分布式能源和新型負荷的自由接入；新加坡。配電網(wǎng)具備自愈能力，實現(xiàn)故障自動隔離和復(fù)電。通過需求側(cè)響應(yīng)，使負荷參與配電電網(wǎng)運行調(diào)度；東京。配電網(wǎng)具備自愈能力，中壓故障后2分鐘內(nèi)恢復(fù)70%的用戶供電。通過需求側(cè)響應(yīng)，實現(xiàn)每個用戶削減15%左右的用電量。支持分布式能源和新型負荷的自由接入；香港。配電網(wǎng)具備自愈能力，能夠?qū)崿F(xiàn)故障自動隔離和轉(zhuǎn)供電。逐步推廣需求側(cè)響應(yīng)及節(jié)能服務(wù)。

巴黎、新加坡、東京、香港等發(fā)達城市均立足于本地區(qū)實際，選擇了與供電可靠、經(jīng)濟效率和客戶滿意相關(guān)的指標(biāo)作為衡量其建設(shè)運營水平的核心指標(biāo)，只是在具體指標(biāo)的選取側(cè)重方面有所不同。為客觀評價金融高新區(qū)電網(wǎng)與國際一流水平的差距，根據(jù)國際一流配電網(wǎng)的核心特質(zhì)，結(jié)合國內(nèi)外先進城市經(jīng)驗，選取了能夠反映國際一流配電網(wǎng)“智能可靠、友好互動、綠色高效”三個維度的特征指標(biāo)[1]。

應(yīng)用智能電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，圍繞智能配電和智能用電開展規(guī)劃設(shè)計工作，以建設(shè)“智能可靠、友好互動、綠色高效”的，具有金融高新區(qū)特色的國際一流配電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)體系，打造“以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)、信息化為依托、增強用戶互動及服務(wù)水平”的智慧能源互聯(lián)網(wǎng)：智能可靠。重點開展高中壓配電網(wǎng)規(guī)劃、自愈配電自動化規(guī)劃、通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、智能運維、電能質(zhì)量的監(jiān)控和優(yōu)化提升；友好互動。重點開展智能用電小區(qū)、智能用電體驗廳、電動汽車充電運營服務(wù)、自動需求響應(yīng)建設(shè)工作；綠色高效。重點開展分布式能源規(guī)劃、分布式儲能規(guī)劃、電動汽車規(guī)劃、微網(wǎng)規(guī)劃、綜合能源管理、環(huán)境融合建設(shè)工作[2]。

2 智能電網(wǎng)及智能用電規(guī)劃

堅強電網(wǎng)網(wǎng)架。按照“分層分區(qū)、互援互聯(lián)”的組網(wǎng)思路和目標(biāo)網(wǎng)架方向，進一步完善配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，確保充分滿足用電需求，提高供電可靠性。高壓配電網(wǎng)：加快220千伏電源布點建設(shè)，進一步完善高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，110千伏高壓配電網(wǎng)按標(biāo)準(zhǔn)三T 接線組網(wǎng)，每個變電站主變都有來自不同線路的電源，從上級主網(wǎng)電源上保證可靠供電要求；中壓配電網(wǎng)：10千伏中壓網(wǎng)架實現(xiàn)N 供一備的標(biāo)準(zhǔn)接線方式，主干線分支線設(shè)置合理，配合配網(wǎng)自動化的配置合理進行分段。加強配電網(wǎng)的站間聯(lián)絡(luò)，提高變電站母線甚至全站停電時配網(wǎng)轉(zhuǎn)供電能力。對部分高可靠性要求的用戶探索10千伏合環(huán)供電方式的應(yīng)用，給用戶提供更高質(zhì)量的用電體驗；低壓配電網(wǎng)：堅持網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡單清晰的大原則，配電房低壓母線投入自投，對部分重要負荷根據(jù)需要建設(shè)低壓環(huán)網(wǎng)。

配電自動化及通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。全范圍推廣應(yīng)用國家863科技項目“配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)研究”成果，采用就地與集中控制相結(jié)合的智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)。通過就地網(wǎng)絡(luò)式保護技術(shù)應(yīng)用，在滿足配網(wǎng)自動化“三遙”基礎(chǔ)上，實現(xiàn)故障最小范圍內(nèi)就地切除和非故障區(qū)域的自動轉(zhuǎn)供電，有效保證故障響應(yīng)和處理能力。在主站方面，通過集中控制方式實現(xiàn)配電網(wǎng)轉(zhuǎn)供電操作等運行方式的調(diào)整。統(tǒng)一采用光纖專網(wǎng)，支持光纖以太網(wǎng)閉環(huán)自愈功能，以及主環(huán)和分支環(huán)交叉組網(wǎng)功能，保證可靠通信。整合電網(wǎng)資源，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的“共建共享”，在一條線上傳輸多種業(yè)務(wù)，電力服務(wù)、信息服務(wù)、社區(qū)服務(wù)等和諧地融為一體，各運營商可通過購買、共建或租賃獲得電力光纖通道[3]。

智能運維規(guī)劃方案。搭建一體化監(jiān)控平臺，充分利用生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)、計量自動化系統(tǒng)、配網(wǎng)GIS 系統(tǒng)等數(shù)據(jù)資源，通過大數(shù)據(jù)處理及展示實現(xiàn)配電網(wǎng)停電管理、故障管理、負荷管理、設(shè)備管理、作業(yè)管理等方面的可觀可控，有效指導(dǎo)和支撐配網(wǎng)安全生產(chǎn)管理。充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建傳感測控網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了設(shè)備溫度、環(huán)境溫濕度、SF6濃度、可見光和紅外圖像監(jiān)視、安全警衛(wèi)、火災(zāi)報警、消防火災(zāi)、采暖通風(fēng)等輔助子系統(tǒng)的集成，聯(lián)合自動化系統(tǒng)共同支撐并實現(xiàn)配電房的可觀測、可控制、實時分析和決策，實現(xiàn)配電房的信息化、自動化、互動化。

智能小區(qū)規(guī)劃。在原有傳統(tǒng)用電業(yè)務(wù)辦理的基礎(chǔ)上，利用分布式清潔能源、電動汽車、配電自動化、電力光纖通信等智能電網(wǎng)技術(shù)成果構(gòu)建新一代智能小區(qū)，開拓新型智能用電業(yè)務(wù)，為用戶提供智能家居、電動汽車充/換電管理、分布式電源管理、能效管理等智能互動用電服務(wù)，引導(dǎo)客戶積極和主動參與需求響應(yīng)，從而達到電網(wǎng)與用戶之間的智能交互，實現(xiàn)節(jié)能減排，提升服務(wù)質(zhì)量和客戶滿意度。在金融高新區(qū)域內(nèi)擴大智能用電互動試點范圍，規(guī)劃期完成萬科湖岸小區(qū)（44戶），保利花園2期小區(qū)（456戶），時代廊橋小區(qū)（650戶）的安裝和接入，實現(xiàn)“多表集抄”及數(shù)據(jù)分析。通過擴大化試點建設(shè)的成果分析，探索并實行一套針對用電互動能產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益的商業(yè)模式，建立起對應(yīng)的運營機制和管理辦法，提高客戶綜合能效水平。

智能用電體驗廳規(guī)劃。應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)信息等技術(shù)，結(jié)合智能家電設(shè)施和未來電能科技，建設(shè)智能用電體驗廳。以客戶為中心，實現(xiàn)電網(wǎng)與用電客戶之間的交互響應(yīng)，為客戶提供一個方便、快捷、科學(xué)、高效、人性化的互動平臺，實現(xiàn)快捷、高效的超值服務(wù)。以金融高新區(qū)業(yè)務(wù)及服務(wù)需求為導(dǎo)向，建設(shè)金融高新區(qū)智能營業(yè)體驗廳，在營業(yè)廳里面部署一體化服務(wù)渠道，融合95598、網(wǎng)上營業(yè)廳、微信渠道、自助終端等功能，建立無人值班營業(yè)服務(wù)模式，簡化業(yè)務(wù)辦理程序，縮短客戶辦理業(yè)務(wù)時間。

自動需求響應(yīng)建設(shè)方案。金融高新區(qū)用戶以高檔居住、商業(yè)、數(shù)據(jù)中心為主，需求響應(yīng)主要以空調(diào)負荷為主。結(jié)合金融高新區(qū)分布式光伏發(fā)電和儲能建設(shè)，各用戶參與需求響應(yīng)帶來的負荷優(yōu)化成為微網(wǎng)建設(shè)運行中不可忽視的因素。因此，需求響應(yīng)對光伏微網(wǎng)儲能配置的影響對光伏微網(wǎng)建設(shè)有著重要的意義。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源規(guī)劃

3.1 分布式能源規(guī)劃

金融高新區(qū)劃分為A、B、C、D 四個區(qū)域，其中C 區(qū)的定位功能為綠色高效智慧型產(chǎn)業(yè)區(qū)，且存在大量工業(yè)用地，可一定程度避免遮擋情況，減少項目落地的難度。考慮到光伏布置后的檢修通道、走線位置、間隔排布等情況，一般多晶硅組件可按照每1kW 光伏組件占地約10平方米進行估算，光伏組件所需場地約需50公頃以上，而C 區(qū)的工業(yè)用地僅為41.55公頃。即除工業(yè)用地外，也需采用商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地、居住用地、公共管理與公共服務(wù)用地等地塊的部分低層房屋進行項目落點。

金融高新區(qū)采用典型方案的形式提出光伏發(fā)電的組建方案，形成500kW 和1MW 兩種典型方案。其中500kW 可根據(jù)場地情況進行容量調(diào)減，適用于100kW～500kW 的分布式光伏系統(tǒng)建設(shè)；1MW 可根據(jù)場地情況進行容量調(diào)增，適用于1MW～5MW的分布式光伏系統(tǒng)建設(shè)?？紤]到一般房屋的結(jié)構(gòu)情況，適用于1000～5000平方米和10000～50000平方米的不同場地情況，基本可滿足不同場地情況需求。

3.2 分布式儲能規(guī)劃

廣東金融高新區(qū)作為廣東省兩個A+供電區(qū)域之一，更是佛山的核心區(qū)域，要求供電可靠性達99.999%，年均停電時間小于5分鐘。金融高新區(qū)A 區(qū)重點布局商務(wù)辦公、金融業(yè)用地，規(guī)劃辦公用地36.92公頃，占規(guī)劃區(qū)總用地面積的59.56%，且負荷多為金融業(yè)和商業(yè)用戶，并規(guī)劃建設(shè)喜來登酒店，對于佛山市的城市形象提升具有名片效應(yīng)。因此考慮在金融高新區(qū)A 區(qū)通過分布式儲能的建設(shè)，進一步提升可靠性水平。按金融高新區(qū)總負荷12萬kW、單次停電0.5h 計算，則相當(dāng)于2萬kW 負荷停電0.5h。按其中A 區(qū)的重要負荷為25%考慮，需為5MW 負荷提供至少0.5h 以上的電源保障。此外分布式儲能應(yīng)預(yù)留接入微網(wǎng)系統(tǒng)的軟硬件接口，以便未來的發(fā)展中充分調(diào)用此類分布式儲能資源。

目前儲能系統(tǒng)受制造水平和材料技術(shù)水平所限，削峰填谷的運行經(jīng)濟收益較為一般，峰谷電價差達到0.8元/kW 以上時才有投資成本回收的可能。因此在目前的電價體制下，利用儲能系統(tǒng)進行削峰填谷的作用有限。建議探討儲能在削峰填谷方面的成本、電價、補貼等經(jīng)濟性。一旦未來電價改革或儲能補貼放開或制造成本下降后，儲能將迎來蓬勃發(fā)展。如希望推動儲能在特定區(qū)域發(fā)展，也可以考慮在特定地區(qū)配置儲能補貼或給予夜間優(yōu)惠充電電價等方式，對儲能的發(fā)展進行鼓勵。

3.3 綜合能源管理

發(fā)掘電能替代潛力：通過分析企業(yè)的用能結(jié)構(gòu)，結(jié)合用戶行業(yè)特征建立評價模型，分析電能替代的機會。以能源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為支撐判斷節(jié)能改造的方向和空間，為企業(yè)提供節(jié)能改造的增值服務(wù)；冰（水）蓄冷：利用階梯電價差在金融高新區(qū)推廣冰蓄冷項目，夜間制冷白天使用，把白天的高峰用電轉(zhuǎn)移到夜間，節(jié)省電網(wǎng)供電容量，提高電網(wǎng)的可靠性，節(jié)省電網(wǎng)供電容量；中央空調(diào)、制冰機余熱回收：以制冷機冷卻循環(huán)水余熱結(jié)合水源熱泵系統(tǒng)回收熱能，制出熱水供生活使用。

能效電廠：引導(dǎo)金融高新區(qū)內(nèi)企業(yè)利用中央空調(diào)主機的運行特征參與需求響應(yīng)，向金融高新區(qū)內(nèi)企業(yè)與居民推廣節(jié)能綠色照明與節(jié)能產(chǎn)品，減少電能浪費。能效電廠建設(shè)改造方向是永久性節(jié)約電力：供配電節(jié)能類。變壓器更換項目，無功補償項目，自動三相不平衡負荷調(diào)節(jié)項目，諧波治理；建筑節(jié)約電力類。綠色照明項；能源綜合利用項目。余熱/余壓利用、可再生能源等分布式發(fā)電項目，余熱/余壓利用、可再生能源替代電能項目，能量回饋應(yīng)用項目；其他節(jié)電改造項目如管理節(jié)能等。

節(jié)能綜合服務(wù)：為金融高新區(qū)內(nèi)企業(yè)提供節(jié)能診斷、節(jié)能咨詢、能源審計、節(jié)能技術(shù)與項目、能效評價等綜合服務(wù)，為居民提供智能家居整套服務(wù)（用戶能效服務(wù)試點。選取2戶客戶開展客戶用能診斷服務(wù)，為客戶提供能耗分析建議；蓄冷試點建設(shè)。開展客戶需求調(diào)研，推動能源服務(wù)公司蓄冷項目實施）。

3.4 環(huán)境融合

新建變電站及配電房均按照與周邊環(huán)境相融合進行設(shè)計；完成金融高新區(qū)所有戶外配電房外觀改造，與周邊環(huán)境融合；積極應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備、新材料和新工藝，將智能、高效、可靠、綠色等理念融入到電網(wǎng)工程建設(shè)中，促進3C 綠色電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，做好綠色變電站建設(shè)，其中綠色一級變電站建設(shè)達到100%。

3.5 智能運營綜合信息監(jiān)控平臺建設(shè)方案

通過“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源規(guī)劃及創(chuàng)新、清潔能源的接入與利用、電能替代、智能運營綜合信息監(jiān)控平臺、區(qū)域多微網(wǎng)、綜合能源管理、電動汽車等最新理念與重點項目的展示，配合多點觸摸交互、三維投影沙盤、藝術(shù)模型、投影幕墻與球形投影等大量國際先進的多媒體技術(shù)，直觀生動的詮釋了“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源理念，讓參觀者體會到全“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源對人類可持續(xù)發(fā)展所帶來的巨大推動作用，從而讓更多單位和社會各界人士能夠主動參與到能源變革的行動中來，為我國乃至世界能源的永續(xù)發(fā)展做出貢獻。

綜上，通過金融高新區(qū)智慧能源示范項目的建設(shè)，為區(qū)域企業(yè)提供可靠的電力保障與優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量，滿足區(qū)域居民用戶提供個性化電力需求與能源一體化服務(wù)，推動金融高新區(qū)可持續(xù)發(fā)展與佛山城市智慧建設(shè)；同時在南方電網(wǎng)公司體系內(nèi)率先建設(shè)出國際一流智能配電網(wǎng)工程，成為公司傳播企業(yè)價值觀念、展現(xiàn)智能配電網(wǎng)建設(shè)成果、推廣新技術(shù)工程應(yīng)用、推進企業(yè)管理與服務(wù)模式變革的先進示范基地。