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上海泛在电力物联网重构城市能源生态

北极星输配电网  来源:  作者:张静 王靖  2019/12/6 11:23:59  我要投稿  

北极星输配电网讯:能源变革是城市发展的必然选择。在能源需求量大和能耗密度大的上海,泛在电力物联网和城市能源互联网示范建设正在试点开展,通过构建坚强的城市能源互联基础设施、实施多种能源高效转换、升级城市公共设施功能系统等措施,上海能源消费不断升级,能源利用效率大幅提升,市民用电更舒心。如今,新的用能场景正在重构上海的能源生态,一栋楼、一辆车、一个社区……每个用能主体都变得“聪明”起来。

有了虚拟电厂,一栋楼也能成为一个“发电厂”

12月5日9时~11时,上海一批特殊的“电厂”将准时“发电”,这是它们今年第六次参与虚拟电厂综合响应。今夏用电高峰时期,这些不烧煤、不烧气、看不见厂房的“电厂”曾经释放出11万千瓦的电能,为缓解上海地区的用电紧张局面作出了贡献。

创兴金融中心就是其中之一。这座距离外滩仅2公里的办公大楼,如何由耗电大户变成了“电厂”呢?

8月9日12时,创兴金融中心的能源控制系统大屏幕上闪出一条指令:“请调整适当的用电设备运行模式。”此后,无须人工操作,大楼自动关闭了冷水机组、冷冻泵等设备,大楼的用电负荷在两个小时内下降了653千瓦。

这一天,包括创兴金融中心在内的137栋商业楼宇、608家工业客户,以及10台充电桩,共755个用电客户参与了上海市迎峰度夏虚拟电厂全域综合响应行动。在不影响人体舒适度的情况下,调节空调温度、风机转速、送风量;在不影响大楼安全的情况下,调节电梯的运行方式;将充电桩的充电模式由快充变成慢充……

这些闲散的电能被集中起来做什么?众所周知,在电力系统中,发电和用电几乎是同时完成的。但由于用电需求随时变化,白天用电多,夜晚用电少;夏天用电多,冬天用电少,这就要求电厂高峰期多发电、低谷期少发电,以保障供需平衡。但若一味通过扩建电厂来满足尖峰时段的用电需求,便会在用电低谷期产生巨大的浪费。在繁华的大城市,用能峰谷差尤为明显:2018年,上海电网用电负荷最大峰谷差约1190万千瓦,调峰矛盾凸显。

如何让城市用能更高效、更经济,成为上海能源变革的一大诉求。具备能源供需友好互动功能的虚拟电厂应运而生。

虚拟电厂并不真正发电,它是一套控制与优化系统,可以将多种用电设备、各个火电机组,甚至是电动汽车、风电场、光伏板、储能设备等聚合起来,基于先进的控制、计量、通信等技术,实现发电和用电自我调节,一起合力完成削峰填谷的调节任务。

虚拟电厂的每次运行,都要经过周密组织。在国网上海电力需求侧管理中心的虚拟电厂运行管理与监控平台上,每隔几分钟,客户的发电数据会自动上传。需求侧响应中心负责人郑庆荣介绍说,该平台具备虚拟电厂注册管理、精准负荷预测、发电任务调度执行、发电效果考核、发电能力实时上报、运行效果辅助决策等功能,“简单说,它是虚拟电厂的大脑,可以将碎片化的负荷进行重组,从而打造出全新的电力负荷调度模式。”郑庆荣说。

与“最强大脑”协同工作的,还有成千上万个神经末端。虚拟电厂运行管理与监控平台上连接着2.85万个10千伏以上用电客户的负荷管理终端,这些终端连着数以千万计的智能计量监测装置,这些装置能响应“大脑”的指令,在同一时刻按照预设方案“发电”。

“安装在客户侧的智能计量监测装置可以24小时记录大楼的照明、空调、电梯等设备的能耗,并回传到监测平台上。”负责运维黄浦区商业楼宇能耗在线监测平台的上海腾天节能公司副总经理张皓告诉记者,目前,在上海商务楼宇最为集中的黄浦区,已有258栋楼宇实现了能耗在线监测,仅创兴金融中心一家楼宇就铺设了近百块智能电表,年监测用电量780万千瓦时。

上海虚拟电厂的潜力巨大。上海有近3000栋商业楼宇,如果将这些楼宇的可调节电能集中起来,相当于新建了一台100万千瓦容量的火电机组。用这样一个看不见的超级电厂参与电力调度和市场交易,相当于节省发输变电建设投资110亿元,减少占地2000公顷。“既能减少电源建设,得到一个稳定、可控的大电厂,又为人们创造了良好、舒适的生活环境,可以说实现了双赢。”郑庆荣说。

实惠还不止这些,“发电”的楼宇也能得到不错的收益。

8月9日,创兴金融中心的业主点击微信公众号“智慧能源在线”,手机屏幕上,当日大楼的用电削减量、补贴单价、补贴金额都列得清清楚楚。

“大楼业主以出售电量的形式获得补偿。”郑庆荣告诉记者,目前虚拟电厂的交易规则正在完善中,将研究制定更灵活、更市场化的计价模式,从而吸引更多楼宇参与“发电”。

好的激励机制、简单的交易流程,让用户参与电量交易,就像在电子商务平台上买卖商品一样方便。“参与虚拟电厂需求侧响应的用电客户越来越多,光创兴金融中心一个楼,今年就获得了10万元以上的收益。这些收益包括供电公司的补贴,还包括政府的奖励。”张皓说。

虚拟电厂是泛在电力物联网创新实践的一个典型案例,在这一理念和技术的帮助下,上海正在快速优化电网结构。郑庆荣说,今后,上海虚拟电厂最快可以在几分钟内做好启动准备,将更多类型的需求响应资源接入平台,让每一千瓦时电能发挥更大作用、创造更大价值。

车网互动,电动汽车也能为你赚钱

没装光伏板、没装智能插座,普通家庭能否与电网双向互动呢?可以!在上海嘉定区安亭镇的电动汽车车主,已经尝到了卖电给电网的甜头。

上海嘉定安亭镇,这个上海汽车工业的发祥地正在打造“汽车未来小镇”:上汽新能源汽车工厂里每分钟生产一辆纯电动汽车,EV-AI智行港内集中展示了国内最先进的电动汽车充电形式。

11月20日,一辆大巴车开进上海汽车博览公园的EV-VI智行港。一群来自日本的汽车工程师们来这里参观国家电网有限公司的智慧能源充电桩,学习中国先进的电动汽车充电技术。

在EV-AI智行港内,十几台充电桩整齐排列,其中两台体型庞大的充电桩与众不同。这两台充电桩是V2G充电桩,在电网削峰响应行动中,它们成为汽车向电网反向送电的桥梁。

中科彩票投注V2G,即Vehicle to Grid,V2G充电桩不仅具备常规充电桩由电网向汽车充电的功能,还可反向让汽车电池中的电能上网。“V2G模式下的电动汽车,更像是一个可以移动的具备储能功能的电器。晚上电力相对富余、电价也较低时给汽车充电;白天电力相对紧张、电价也较高时可以卖电到电网。”国网上海嘉定供电公司营销部副主任林韬说。

12月3日,在上海国际汽车城工作的刘先生手机上接收到一条信息,电网邀请他参与12月5日的需求响应行动,将他的爱车里储存的电能反向送给电网。“EV-AI智行港的双向互动充电桩最高放电功率50千瓦,我的车子‘发电’一个小时,最多能产生50千瓦时的电量。如果每天都能‘发电’一两个小时,一年下来我能收到几千元的收益。”刘先生告诉记者,这不是一笔小数目,甚至都能补足电动汽车和燃油汽车之间的差价了。

在日本一家汽车公司工作的周女士也对V2G很感兴趣,她告诉记者,中国国家电网将电动汽车作为能量储存工具,并探索V2G模式下电动汽车对电网的削峰填谷的作用,是具有前瞻性的。“成千上万的电动汽车如果都能与电网实现双向互动,会使电网系统更加稳定。”周女士说。

车网互动能产生多大价值?国网电动汽车公司上海分公司专责顾蓉给记者算了一笔账:“如果以每辆电动汽车快速放电50千瓦计算,1万辆电动汽车同时放电,可解决电网最高峰需要的50万千瓦的电力负荷。”

目前,国网上海电力与国网电动汽车公司共建泛在电力物联网智慧充放电示范试点,依托智慧能源系统、智慧车联网系统开展技术验证和综合展示,验证不同品牌、不同类型的电动汽车与V2G充电桩等设备的互操作性。通过V2G技术,深入挖掘动力电池储能价值,将电动汽车、智能充放电桩打造成友好互动、共享互利的泛在电力物联网端口,营造活跃、便捷、共享的电动汽车服务新生态。

社区里的智慧用电服务,给市民妥妥的安全感

城市治理中,安全、有序两个词尤为重要。在上海的经济文化核心徐汇区,精细化的供电服务给这里的市民带来妥妥的安全感。

“徐汇区淮海中路1850号武康大楼602号老人家用电数据异常,偏离率超过50%。”近日,一条预警信息出现在国网上海市南供电公司家庭智慧能源网关平台上,工作人员接收信息后一面迅速联系老人家属,一面赶往老人家现场确认情况。

武康大楼始建于1924年,这栋设施相对陈旧、居民以老年人居多的大楼,如今成了上海首栋现代化智慧用电住宅楼。

大楼加装了一套家庭智慧网关系统,系统运用大数据分析,能推演客户的住家生活习惯,家中电器设备如果有什么安全隐患,也能够及时推送提醒。系统还可以对电器进行能耗诊断,给居民一些节能建议。大楼楼道的电表箱也能对电气火灾隐患实时监测,与社区、消防联动,一旦发生电气火灾,及时预警,实现了社会治理的一网联动。

中科彩票投注在徐汇区的另一个公租房小区内,私家车有序充电给这里的居民了带来了实惠。

11月19日22时,馨逸公寓小区内,智能充电桩自动调整输出功率,自动为电动汽车充入30千瓦时的电量,按照夜间半价电计算,单次充电节省了9元钱。

中科彩票投注在居民小区试点有序充电技术,是泛在电力物联网建设在用户侧的创新实践,也是提升城市供电服务能级的重要举措。车主可以在手机端预约充电,根据自己需要自由选择充电时间。智能充电桩还可以全面感知小区用电负荷变化趋势,优化调度车辆的充电时间和充电功率,保障小区用电安全。

有序充电设施能极大提高社区的用电安全。此次试点的馨逸公寓是徐汇区重点建设的公租房示范小区,总户数近2500户,小区内电动汽车数量多,充电需求较大。“如果这些电动汽车晚上回到家,都来充电,会影响小区的电能质量。在小区建设智慧充电桩,车辆的充电时间和充电功率能被自动调节,可以有效削减社区的最大负载。”国网上海市南供电公司新业务发展专职沈嘉怡介绍说。

记者在馨逸公寓地下车库见到,个人充电桩分散在车库的各个角落,品牌繁多,有些充电桩的金属零部件已经生锈,存在很大的安全隐患。“个人充电桩非常不好管理,将充电桩纳入统一配建,既满足了居民的充电需求,又能消除充电隐患。”物业经理说。

记者从国网上海电力了解到,除馨逸公寓以外,闵行、黄浦、宝山、松江、嘉定等区也将建设有序充电设施,通过规模化发展,进一步聚合可控柔性负荷资源,参与电网需求响应,提高城市能源综合利用效率。

原标题:上海:泛在电力物联网重构城市能源生态

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