前景之城,泛在电力物联网

来源:http://www.queremosLibertad.com 作者:企业新闻 人气:165 发布时间:2019-11-30
摘要:泛在电力物联网+坚强智能电网 点亮雄安新区“未来之城” 摘要:在第十五届国际绿色建筑与建筑节能大会绿色生态城区分论坛上,国网雄安新区供电公司总经理王罡所作题为“雄安新区

泛在电力物联网+坚强智能电网 点亮雄安新区“未来之城”

摘要:在第十五届国际绿色建筑与建筑节能大会绿色生态城区分论坛上,国网雄安新区供电公司总经理王罡所作题为“雄安新区智慧能源赋能绿色生态城市”的主题报告,引起与会专家对能源互联网、新一代智能电网和泛在电力物联网的更多关注。

2019年7月3日

长城网讯“新区城市电网将采用世界最先进的网架结构和技术,供电可靠率将达到99.999%,起步区重点区域供电可靠率可达到99.9999%”

今年年初,《国务院关于河北雄安新区总体规划(2018~2035年)的批复》《中共中央国务院关于支持河北雄安新区全面深化改革和扩大开放的指导意见》相继公布。这标志着雄安新区蓝图和“施工图”已经绘就,承载着“千年大计、国家大事”重托的“未来之城”,从顶层设计阶段转入实质性建设阶段。

“雄安电网数字化工程管理平台可实现电网信息模型与新区城市信息模型的无缝对接,满足雄安新区数字雄安、智慧雄安的建设要求。”

能源,尤其是电能,是城市的动力之源,须臾不可或缺。两年来,国家电网有限公司始终按照习近平总书记“高起点规划、高标准建设”的要求,统筹推进坚强智能电网和泛在电力物联网建设,创新打造能源流、业务流、数据流“三流合一”的世界一流能源互联网,为雄安新区提供清洁低碳、安全高效的电力供应保障和理念先进、技术过硬的综合能源服务。

不久前,在第十五届国际绿色建筑与建筑节能大会绿色生态城区分论坛上,国网雄安新区供电公司总经理王罡所作题为“雄安新区智慧能源赋能绿色生态城市”的主题报告,引起与会专家对能源互联网、新一代智能电网和泛在电力物联网的更多关注。

从波澜壮阔、恢弘壮丽的规划画卷到吊车林立、火热朝天的建设现实,电力在推动城市能源变革、助力智慧城市建设方面发挥着什么作用?5月中旬,我们来到河北雄安新区,探寻“未来之城”的电力印记。

城市建设,电力先行。入驻雄安新区近两年来,国家电网公司致力于高起点高标准高质量打造“绿色低碳、智慧高效、友好便捷、坚强可靠”的国际一流绿色智能电网,孜孜进取、不断创新,完成了《河北雄安新区电力专项规划》,建成了雄安电网数字化工程管理平台、城市智慧能源管控系统,并积极拓展智慧能源应用场景,驱动未来智能生活成为现实,为雄安这座“未来之城”的建设提供了高质量的强大的能源支撑。

坚强智能电网支撑雄安新区发展

对标全球 “国网方案”托起优质工程

在国家电网公司最年轻的大型供电企业——雄安新区供电公司的院子里,正对着大门的办公楼前立着一面写有47家单位名字的企业合作墙。企业合作墙灰色基座上“凡是过往,皆为序章,让我们在闪亮的日子里怒放”这句话,在朝阳的照射下银光闪闪,使空气中弥漫着青春与奋斗的气息。

“规划好是最大的节约,也是雄安质量的保证。”国网雄安新区供电公司规划管理中心副主任邢志坤告诉记者,在编制《河北雄安新区电力专项规划》过程中,国家电网公司调集国网系统最优势的资源和力量,组成规划编制团队,紧密对接上位规划和旁系规划,广泛对标新加坡、东京、巴黎等国际先进城市和世界其他同纬度城市的能源规划、电力规划,并结合雄安实际,提出了具有国际先进性和可行性的雄安电网重要指标。

这里是国家电网公司服务雄安新区建设发展的主阵地,是雄安新区“1+4+26”规划体系中26项专项规划里唯一一个由企业负责编制的规划——《河北雄安新区电力专项规划》的重要策源地。

根据该规划,雄安新区将形成“北交南直、北风南水”特高压受电格局,通过特高压将张家口的风电和金沙江上游的水电引入雄安,将雄安新区打造成为世界上第一个全域全时段使用清洁电力的城市;并依托智慧城市的大数据资源,通过技术信息化、管理智能化、应用便利化实现能源综合高效利用。

雄安新区供电公司负责人介绍,规划编制过程中,国家电网公司坚持“世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位”,统筹调集公司系统最优势的资源和力量,组成规划编制团队,一方面紧密对接上位规划和旁系规划,并且与工程实践相验证;另一方面与新加坡、东京、巴黎等国际先进城市和世界其他同纬度城市的能源规划、电力规划对标,保证雄安新区电力规划的先进性和可行性。雄安新区电网规划涵盖了国家电网最先进的理念、最高的标准、最安全环保的技术,电网的供电可靠性和智能化、电气化水平全球领先。

为确保电力专项规划中的各项目标和技术有效落地,国网雄安新区供电公司组建设计核心组和建设核心组两个团队,全面贯彻“雄安质量”要求,围绕“双花瓣”“双环网”等电网规划、设计、运行关键技术,项目部、智慧工地等工程建设管理模式,以及地下变电站施工等安全质量控制方案开展历时一年的深入研究,形成各类工作成果26项。同时,研究编制了雄安电网“1+3+1+1”标准体系,编制完成雄安电网规划设计技术原则,以及10千伏~220千伏输变电工程典型设计图纸400余张,电网设计、建设、验收、生产运维标准50余项。

随着雄安电网建设的推进,不久的将来,雄安新区会形成“北交南直、北风南水”特高压受电格局。届时,张家口的风电和金沙江上游的水电将通过交直流特高压电网持续不断地为雄安新区发展提供坚强电能保障。雄安新区将成为世界上第一个全域全时段使用清洁电力的城市,而电能占终端能源消费比例会达到52%以上,超过东京、巴黎等国际大都市水平。雄安新区城市电网采用世界最先进的“双花瓣”“双环网”网架结构和技术,全部敷设地下电缆,起步区重点区域供电可靠率达到99.9999%,客户年停电时间小于0.5分钟,超过新加坡、香港岛电网水平;全区供电可靠率将达到99.999%,客户年均停电时间小于5分钟,超过东京、巴黎核心区电网水平。

在此基础上,根据雄安新区数字城市的发展目标和建设需求,他们研发了雄安电网数字化工程管理平台,并配套建设了雄安电网工程建设指挥中心。

为确保电力专项规划中的各项目标和技术有效落地,国网河北省电力有限公司全面贯彻“雄安质量”要求,围绕“双花瓣”“双环网”等电网规划、设计、运行关键技术,项目部、智慧工地管理等工程建设管理模式,以及地下变电站施工等安全质量控制方案开展深入研究,形成了各类项目工作成果26项。截至目前,国网河北电力研究制定了雄安电网“1+3+1+1”标准体系;明确了雄安电网规划设计技术原则;完成10~220千伏输变电工程典型设计图纸400余张,以及电网设计、建设、验收、生产运维标准50余项。

3月26日,在雄安电网工程建设指挥中心,雄安新区供电公司副总经理王学彬逐一展示了EIM平台的安全管理、质量管理、进度管理、物资管理、智慧工地等10大功能。随着大屏幕上的动态画面,记者看到,工程建设的全流程、全要素都得到了实时三维数字化管控。“每一个电器元件的位置、施工人员在哪里施工都一目了然,大大保障了工程建设质量、提升了工程管理效率。”

根据雄安新区数字城市的发展目标和建设需求,雄安新区供电公司在建筑信息模型基础上,研发了雄安电网数字化工程管理平台,可实现对工程建设的全流程、全业务、全要素三维数字化管控。

创新模式 “超强大脑”赋能高效管理

为推动科研成果尽快落地,同时为雄安电网后续大规模建设提供实践经验,雄安电网数字化工程管理平台已经在石家庄正定朱河110千伏变电站得到应用。国网河北电力互联网部主任董彦军说:“国网河北电力泛在电力物联网2019年建设方案明确,重点打造雄安新区、正定两个泛在电力物联网‘引领+实践’综合示范区,充分发挥雄安新区示范引领作用和正定典型实践作用,推动两个示范区形成错位发展、迭代升级的良好格局。”

实现电网工程建设的科学规划和安全高质量施工只是第一步,对整个新区的能源信息进行综合高效管理,才是国网雄安新区供电公司更大的追求。

作为应用方,正定朱河站110千伏变电站建设项目管理部副经理张建新认为,雄安电网数字化工程管理平台具有技术信息化、管理智能化、应用便利化等诸多优点,是电网建设管理的重大变革和创新。正定朱河站110千伏变电站工程通过全程三维可视化设计,做到“先虚后实、以虚定实”,减少建设过程偏差,提高了管理精益化水平,并将推动电网设备从物理资产管理向数字化资产管理转变。

在“雄安第一标”雄安市民服务中心,国网雄安新区供电公司建设的综合能源项目为这里提供着全天候清洁、高效、经济的冷热暖一体化供应。

国网河北电力建设部建设处副处长段剑介绍,110千伏变电站的建设周期一般为10~13个月,而正定朱河110千伏变电站的建设时间只有110天左右。正定朱河110千伏变电站也是按照“雄安质量”的标准来建设的,在现行的198项质量管控标准中,有189项是在现行标准的基础上提升20%来执行的。下一步,雄安新区110千伏及以上所有电压等级的新建、改扩建工程,将全部应用雄安电网数字化工程管理平台,并在借鉴正定朱河110千伏变电站建设经验的基础上进行改进完善。

据介绍,雄安市民服务中心综合能源项目2018年1月18日正式开工,包括城市智慧能源管控系统、内外部配电设施、能源站、污水站、电动汽车充电设施等5个子项目的建设、开发、运营任务。国网雄安新区供电公司调集专业施工力量,采用最先进成熟的技术和装备,仅耗时两个多月,于3月28日高质量建成投运。

关于电网的运行维护,董彦军说,雄安新区在建设物理电网的同时,同步构建数字电网,开发基于虚拟现实技术、依托在线监测手段的智能运检平台;建设基于5G无线网络技术的无人机智能巡检应用系统。

项目采用“浅层地温能+再生水源+冷热双蓄”技术,相比传统供能方式,不仅能实现清洁、高效、经济的冷热暖一体化供应,还能有效减小投资和运营费用,减少二氧化碳排放。特别是CIEMS系统作为综合能源智慧管控的“超强大脑”,具备综合监测、智慧调控、分析决策、智能运维和运营支持等功能,能够利用物联网、大数据等技术,实现对园区内电、冷、热等多种形式能源的集中监控和智慧调度,全方位提高综合能源使用效率,保障市民服务中心能源供给和消费的安全、稳定、低碳。

国际一流的规划、建设和运维,打造国际一流的坚强智能电网。国际一流的坚强智能电网,为雄安新区的改革发展插上腾飞的翅膀。

“它就像这座9.96万平方米大园区的能源管家,通过横、纵双向模式全方位监测,对能源生产侧及终端消费侧的实时运行状态了如指掌,根据电、冷、热、热水等负荷数据,建立多能源、多目标、多变量能源协调优化模型,以经济最优、绿色最优指导能源系统运行。”国网雄安新区供电公司供电管理中心副主任马涛介绍说。

泛在电力物联网助推智慧城市建设

在此基础上,他们加快推进CIEMS家族项目研发,打造适用多场景的城市综合能源智慧运营管控平台。

“无创新,不雄安。”当电力链接物联网、互联网,在雄安新区这片热土,开放与合作的创新迸发无限活力、带来无限可能。

前沿布局 直流项目先行落地运行

两年多来,国家电网公司以雄安新区供电公司为主体,对内深度整合资源,联合国网经研院、中国电科院、国网能源院,以及国网信通产业集团、南瑞集团等产业单位,建立公司系统驻雄企业联席会议制度,打造服务雄安新区发展的“联合战队”;对外不断拓展“朋友圈”,与清华大学、西安交通大学、重庆大学等高等院校,阿里、百度、腾讯、华为等科技企业,中国交建、中国节能、雄安集团、格力电器等国有企业,共30余家单位建立高效合作机制;同时聚焦绿色交通、智慧家居、智能互联等领域搭建小微企业孵化平台,营造大企业带小企业、大树底下郁郁葱葱、国企民企共同服务新区发展的企业生长环境,打造企业联动发展的“生命聚合体”。

《河北雄安新区规划纲要》提出,起步区绿色交通出行比例达到90%,电动汽车将是未来雄安新区最重要的交通工具。在雄安市民服务中心,目前已经全面禁止燃油车。电动汽车能否安全、便捷使用,成为决定雄安新区绿色智慧交通质量和步伐的关键因素。

雄安新区供电公司供电管理中心副主任侯磊介绍,该公司联合有关单位先后发起成立“雄安城市生成与发展研究院”“APOLLO雄安智能交通研究院”“雄安能源互联网应用产业技术创新联盟”“雄安放心公寓联盟”“直流创新工场”“雄安泛在电力物联网联合实验室”等组织,初步形成了“两院两联盟一工场一实验室”的科研工作新格局,初步建立起集开发、生产和应用为一体的创新生态圈。

对此,国网雄安新区供电公司给出了电动汽车无线充电和V2G充电方案。他们在雄安市民服务中心一处停车场安装的无线充电桩和V2G充电桩总是围满好奇的游客。

成立于2017年12月15日的“雄电加速度创客空间”,是雄安新区第一家创新创业平台。它采用“项目孵化池+主题创客营”管理模式和“智慧众筹+双平台+主题日”运行机制,聚焦能源互联网发展和电力科技前沿,全面对接智慧车联网、“互联网+电网建设提升”、雄安绿色电网等双创示范工程,建立汇集前瞻性课题的项目孵化池。目前,依托“雄电加速度创客空间”开展的“雄安电网数字化工程”“能源互联网小镇”“区域能源互联网关键技术研究”“充向未来”“能源块数据”等项目已经取得一系列科研成果,部分成果已经进入应用推广阶段。

“传统的充电方式需要手拿充电枪连接充电桩和电动汽车,不够便捷。我们研发出这种便捷、稳定、可复制的无线充电系统,实现了电动汽车充电的无尾化。”国网雄安新区供电公司供电管理中心副主任张海龙告诉记者。

雄安新区市民服务中心是雄安新区建设的第一个大型项目。雄安新区供电公司与平高集团、许继集团、国网信通产业集团、河北综合能源公司、中国节能公司等组成内外两个联合体,广泛汇集优势资源力量,成功承揽并圆满完成“雄安第一标”市民服务中心综合能源管控系统、内外部配电设施、能源站、污水站、电动汽车充电设施等五个子项目的开发建设任务,全面建成“绿色、现代、智慧”的综合能源供应系统。

记者注意到,除了多出一个井盖大小的充电装置,无线充电车位外观上与常规车位一样。“充电发射线圈及变换器可置于地下,与普通车位共存,无需占用额外空间。位置误差容许量20cm,驾驶者可以轻松将车停到充电区域。APP一键操控自动充电,电量达到90%就会自动停止充电。避免了插拔充电线的人体接触、电缆漏电、接触磨损等产生的用电安全问题。未来,它将作为无人驾驶汽车的‘最佳拍档’,真正实现电动汽车充电无尾化、人走车充的极致体验。”

国网信通产业集团所属国电通公司的工程师佘家驹是综合能源管控系统研发人员。他说,综合能源管控系统应用物联网、大数据、多能流管理等先进技术,实现能源生产、传输、消费、管控等全过程管理应用,是市民服务中心整个能源生态的神经中枢,为市民服务中心提供电、冷、热、热水等能源的综合供给与监测、智慧调控、需求响应、能效分析等综合服务。

而其V2G技术既能实现电网向电动汽车充电,也可实现电动汽车向电网反向送电,使电动汽车参与能源互联成为现实。“通过手机APP,用户可设置差异化的使用策略,在系统智能控制下自动实现低谷充电、高峰卖电。赚取电价差,获得额外收入。”

综合能源管控系统得到了雄安新区管委会和雄安集团的高度认可,成为了展示雄安新区智慧城市建设的亮丽名片。不久的将来,综合能源管控系统将广泛应用于各个园区、企业、楼宇、社区等各类城市组织体,并通过本地端与云端的对接,接入雄安集团城市数字科技有限公司研发的智慧城市管控平台,成为雄安新区智慧城市治理“最强大脑”的重要组成部分。

同时,他们还积极开展低压直流生态研究和试点建设,“绿能魔盒”直流屋在市民服务中心建成亮相,首个工程级低压直流改造公寓在容城投入使用,雄安新区截洪渠景观路的436盏路灯全部为直流供电,据悉,这是行业内首个商业化运行的直流项目。

在雄安新区市民服务中心,“绿能磨盒”直流屋、电动汽车无线充电、电动汽车V2G充电桩等三项“暖科技”,因为与生活密切相关,而受到市民们的广泛关注。许继集团雄安公司市场部副主任刘洋介绍,与格力电器合作的“绿能魔盒”直流屋项目,通过营造集直流、储能、光伏于一体的家庭用电生态,实现杜绝触电人身伤害事故、确保用电安全、减少交直流转化降低电能损耗、推动能源绿色低碳利用等目标。未来,雄安新区将在家庭用电、城市照明等领域,大力推广建设直流生态系统,推动城市生态文明与能源安全清洁高效利用的深度融合。

雄安新区市民服务中心禁止燃油车驶入,是首个对燃油车说“不”的园区。雄安新区的交通出行,电动汽车将成为主流。而电动汽车无线充电、电动汽车V2G充电桩的推广应用,为市民出行提供了更多的便利,并实现了电动汽车与电网的双向互动。当电动汽车成为高度自治的移动式储能设备和能源节点时,车主使用电能的成本更低,电动汽车则成为了电网安全高效运行的重要“稳定器”。

“每一天我们都在书写历史,每项工作都要经得起历史考验。”随着泛在电力物联网的应用场景、应用模式的不断丰富和完善,电网与雄安新区的链接会更加紧密,以电为中心的智慧能源体系将成为点亮“未来之城”的不竭动力。来源:国家电网杂志

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