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嘉兴智慧城市—智能电网规划体系研究成果初显

2014年11月03日 17:19:45 来源: 新华网电力频道

    新华网电力频道10月13日电 题:嘉兴智慧城市—智能电网规划体系研究成果初显

    诗意栖息考验人类智慧

    “人诗意地栖居在大地上。”德国诗人荷尔德林这句诗,道出了人们对居住的不懈追求。当今世界,城市日益成为人类主要的生活家园。然而,快速的城市化进程也给城市运行与管理带来一系列问题,如能源消耗过大、信息传输不够畅通、交通拥堵、城市可利用土地资源不断减少、城市环境可承载度已接近极限,城市化进程中的发展“瓶颈”急需突破,因此,智慧城市发展模式应运而生。人们试图通过智慧城市的建设来破解城市发展瓶颈,最终实现城市让生活更美好、智慧城市实现诗意栖居。

    智慧城市的概念源于IBM的智慧地球概念,人们也试图通过数字化城市的升级转型来推动智慧城市建设,作为城市发展的新模式,智慧城市建设力图促进人与人、人与自然、人与社会、人与城市和谐相处,在智慧城市总体框架下的智慧政务、智慧交通、智慧医疗、智慧教育、智慧旅游、智慧安居等等智慧应用体系建设,将实现信息更畅通、管理更高效、环境更优美、社会更和谐、生活更美好。而将这些美好愿景化为现实,需要可持续的能源供应和高速可靠的信息传输,能量和信息是智慧城市建设的两大关键要素,如何围绕能量和信息这两个关键要素上进行顶层设计,推动智慧城市建设,需要高度的智慧和协同。

    智能电网以信息化、自动化、互动化特征,体现ICT先行的特点,以大数据创新和深化应用为标志,是安全可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网,具有传输电能、配置资源、网络市场功能,是迄今为止最大的遍布城市与乡村的人造网络,具有能量与信息同步传输的功能,因此与智慧城市建设在能量与信息这两个关键要素方面拥有一致的内涵与特征,是智慧城市建设的基础与核心驱动力,也是解决城市化进程中种种弊端的基础平台,具有引领“两化融合”、助推城市和产业转型发展、低碳发展的功能。

    如何站在驱动智慧城市建设的高度构建智能电网?这就需要顶层设计、规划引领,因此智能电网规划体系的研究和创新,需要站在全新的角度进行思考,从市场角度来看智能电网是清洁能源开放互动的交易平台,是新的能源供应保障和服务体系;从技术角度看,智能电网是具有能量和信息同步传输功能的能量信息互联网;从定位的角度来看,智能电网是智慧城市的基础和核心驱动力,具有引领“两化融合”、推动城市转型发展的基础平台功能、网络市场功能;从行业角度看,智能电网是遍布城市与乡村,连接电厂与用户、具有能量与信息同步传输功能的能量信息系统,是信息化和能源工业、电力工业高度融合的结晶。

    转型新发展,电力再先行。顶层设计需要规划引领,智能电网将再次承担起社会经济和城市转型发展的先行重任。构建面向电力系统、面向电力用户和面向社会“三个层次”的驱动智慧城市建设的智能电网规划体系,发挥智能电网同步传输能量和信息、网络市场的巨大功能,使智能电网在智慧城市建设中起到基础和引领作用,既为智慧城市美好生活提供可靠、高效、优质、清洁电能,助推社会和城市发展方式的转变,又推动智慧城市通信信息网络建设、助推“三网”融合,做到资源配置更优化、信息传输更快捷、能源利用更高效。智能电网将责无旁贷地承担起智慧城市建设基础和核心驱动力的历史使命,推动智慧小区、智慧城市的发展,有效提升生活品质,从而实现智慧城市让人们“诗意地栖居”的美好愿景。

    驱动智慧城市的智能电网规划还深度融入到政府智慧城市的发展规划中,极大地丰富了电网企业服务社会的内涵:以电相连、用“信”服务、植根电力、服务社会,建设坚强智能电网,驱动智慧城市发展,与此同时,使电网企业实现从“只卖电”到“也卖电”华丽转身,真正将电网企业 “两个转变”落到实处,融入到社会和城市发展之中,实现智慧城市和智能电网的同步转型发展。

    “新电力先行”理念启动创新引擎

    电力事业自身发展和智慧城市的建设需求启动了智能电网规划体系研究和创新的引擎。

    粗放式的发展方式使传统电网发展受到土地和空间资源的制约,因此,电网建设必须实现资源整合、集约建设,实现与其他产业(如通信信息产业等)集约共建,推动电网与电信网、互联网、广电网融合发展,建设智能电网,已成为国家电网下阶段的发展战略。另一方面,传统电网自身技术的相对落后,坚强性不够、信息化不够、自身能力与承担的社会责任不对等,也使电网具有往信息化、智慧化、互动化方向发展的内在需求。目前智能电网建设已全面展开,规划进过三个阶段,全面建成智能电网。

    智能电网综合建设试点项目也取得进展,自2009年开展坚强智能电网实践以来,国家电网公司累计已安排了287项智能电网试点项目,试点涵盖范围广、建设规模大、推进速度快、应用效果好,取得了丰富的经验。以“服务经济发展,服务节能减排,服务民生建设”为建设理念的智能电网综合项目,为电力企业、用户和社会带来显著效益,也为电网企业实现从 “只卖电”到“也卖电”的飞跃创造条件。

    同时,智慧城市对智能电网建设提出了能源供应更安全、更可靠,新能源接入更广泛,能源利用更清洁等要求,智能电网规划建设能实现能源优化配置,完善主网、配网建设。随着智能输变配电系统的建立,电网与先进的调度技术、控制技术、储能技术等智能技术的相结合应用,使电网具有自适应的能力和主动应对电网各种突发事故的自愈能力,保证了电网运行的安全性和供电可靠性。

    发展智能电网能够促进清洁能源的大规模开发利用,使能源消费结构、电源结构得到优化调整,形成能源和电力产业的可持续化发展和良性循环。坚强智能电网建成后,清洁能源发电及其并网运行控制能力显著提升,实现集中与分散开发模式并存的清洁能源大规模开发利用,使清洁能源成为更加经济、高效、可靠的能源。

    有限的空间和廊道资源在智能电网的规划建设中实现集约利用,电网企业以光纤入户为依托,实现“有电的地方就有通信”,有效避免网络、线路管道、杆塔等资源重复建设带来的人力、物力浪费。并通过智能电网的建设,在传输能源的同时也传输信息,挖掘智能电网信息化、自动化和互动化三大特征。

    另外,可以通过公共服务基础平台,对能源等各类资源进行优化配置;通过新型公共服务基础平台,充分考虑到客户个性化、差异化的服务需求,为客户提供灵活定制、多种选择、高效便捷的服务,为终端用户提供供电可靠性和服务质量。

    除了 “新电力先行”理念这一“引擎”推动智能电网规划体系研究和创新,浙江省政府及嘉兴市政府的支持则成为另一助推力量。浙江省政府将嘉兴智能电网建设列为浙江智慧城市建设试点,同时,省政府连续三年、每年给予1000万元的财政补贴资金用于嘉兴智能电网建设。2012年,国家电网公司、浙江省政府、国家工信部、国家标委会在北京签订了智慧城市建设的战略合作协议。嘉兴市政府则专门成立了智能电网建设领导小组和工作小组。

    能量和信息铸就创新灵魂

    嘉兴智能电网规划体系研究和创新中从能源与信息两个关键要素着手,开展研究智能电网与智慧城市的契合研究-智能电网建设定位于智慧城市的基础与核心,努力实现电网发展和城市发展方式的同步转型升级。

    一般来说,智慧城市建设均以新一代通信信息技术为推力,以智能电网融入智慧城市建设为重要特征。美国迪比克市和荷兰阿姆斯特丹的智慧化内容涵盖了城市功能的大部分,而韩国济州岛更侧重于城市某项功能——电网智能化,但总体而言,都将智能电网融入智慧城市建设,是世界智慧城市发展的趋势。提升城市信息化水平、实现信息透明开放是智慧城市建设固有内容,但是可靠、绿色、高效的能源供应也是智慧城市的重要内容,因此,推动能源与信息二流合一与融合,实现绿色环保、高效便捷的城市生活,是智慧城市发展的重要趋势。

    国家电网公司对智能电网的定义是以坚强网架为基础,以信息通信平台为支撑,以智能控制为手段,具有信息化、自动化、互动化特征,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是安全可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。

    一方面,智能电网为城市提供可靠的电力供应,推动光伏、风能等新能源广泛接入,优化能源结构配置、提高能源利用效率、促进节能减排。另一方面,在政府主导下,电网企业与及电信运营商合作,以云计算、4G无线通信、物联网、电力光纤到户等技术为依托,共享共建城市通信接入网,助推“三网融合”,为构建城市一体化公共信息服务平台,实现电子政务、电子商务与电子服务应用,推进社会管理和服务信息化建设做好通信通道工作。

    智慧城市建设对电网的需求主要包括有:能源供应更安全、更可靠;分布式清洁能源接入更广泛、能源结构更优化;能源利用更高效,促进节能减排;城市有限土地空间资源利用更集约;城市通信资源整合更优化、助推“三网融合”;电网企业管理更高效、供电服务更优质;服务内涵更广阔,拓展增值业务;电网发展更智能化,实现能源与信息同步传输;信息化与电力工业融合更深入,推动相关产业智能化转型升级。

    智慧城市建设与智能电网建设相互促进,共同发展,作为信息化与电力工业深度融合的结果,智能电网建设将成为“两化”融合的示范,引领新能源工业、电气制造业、机械制造业、智能家居等产业智能化升级转型,为构建智慧城市奠定坚实基础。同时,智慧城市建设也将极大地激发智能电网所具有的巨大潜力,促使智能电网向更深层次、更宽范围、更广角度不断推进。

    因此,智能电网与智慧城市建设在能量与信息这两个关键要素方面拥有一致的内涵与特征,智能电网是智慧城市的基础和核心,智能电网驱动智慧城市,引领“两化”融合(信息化与工业化、信息化与城市化),是智慧城市建设的基础与核心驱动力。

    顶层设计,构筑“三个面向”规划体系

    智能电网的建设必须融入到智慧城市的建设中。嘉兴智慧城市-智能电网的研究与建设定位于“服务经济发展,服务节能减排,服务民生建设”,首先从构建智能电网规划体系着手,开展顶层设计,实现规划引领。编制了面向电力系统内、面向电网客户和面向社会这“三个层次”的规划与专题研究方案。以坚强电网为基础,构建嘉兴智慧城市能源供应与保障的物理基础;以通信信息为支撑,构建从电力光纤到户与配用电通信网络、生产调度通信网络全覆盖的通信信息支撑体系;以自动控制为手段,着力构建和整合嘉兴电网调控一体化、配网自动化、变电站自动化系统、营销负控系统以及SG-ERP的融合,真正实现电力流、信息流、业务流的“三流合一”。

    顶层设计、统一规划,形成“三个面向”智能电网规划体系是嘉兴智能电网规划体系研究和创新的一大特色。

    这三个层面包括:(1)面向电网内部,建设国家电网公司要求的“一强三优”坚强智能电网(主网、配网的建设完善、在线监测、不停电检测、视频监控等智能化运维技术应用,通信、信息、自动化系统建设等);(2)面向电力客户,提高供电服务质量,提升供电服务效率,服务社会节能减排目标(包括集抄集收、智能负控、智能低压总保监测管理、电动汽车推广应用政策研究、分布式电源接入研究、分析优化客户用电方案等);第一、第二层面可以由供电公司为主实施,政府及发改委、经信委等相关职能部门协调指导,国土、环保、交通等相关单位部门积极配合。(3)面向社会,由政府主导和牵头组织,开展太阳能光伏发电示范应用,开展编制以电力光纤为依托的智慧楼宇设计方案、电力光纤到户商业模式设计方案、以光纤到户和电力通信网为支撑的智慧小区一体化平台方案、以光纤到户和电力通信网为支撑的智慧城市综合能效管理平台整体解决方案、嘉兴市新能源规划,实现社会信息通信平台资源的集约化建设、公司化运营、社会化服务。

    将智能电网本身看作一个巨大的信息系统,力求通过嘉兴智能电网建设实践,实现系统内部的“三流合一”和“三化”(信息化、自动化、互动化),同时从体现央企的社会责任角度,以电力光纤到户和电力通信网络为依托,构建家庭用电自动化和能效管理、小区的一体化信息平台、智慧城市的能效管理平台和智慧城市一体化信息服务平台,最终实现电网发展方式和城市发展方式的共同转变。

    目前,《嘉兴智慧城市-智能电网总体规划》及嘉兴智慧城市-智能电网专项规划这一系列规划已基本完成编制。同时调整规划体系,实现电网由传统电网向智能电网转变,以坚强智能网架为基础,打造电网主网、配网坚强可靠网架;以通信信息平台为支撑,编制涵盖主网、配网的通信、信息化、可视化规划;以智能控制为手段,实现电网智能化、互动化。

    拓展规划广度,开展适应分布式能源接入的区域智能电网规划,在以15平方公里嘉兴光伏产业高新园区为中心,规划设计了适应分布式能源接入的嘉兴区域智能电网建设方案。该方案作为省部级合作项目嘉兴智慧城市-智能电网重要支撑内容之一,探索智能电网综合示范效应和适应分布式能源接入的区域智能电网商业模式,以信息化、自动化、互动化为特征,以能源供应保障为基础,以通信信息技术为支撑,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有配电网电压等级,实现分布式能源接入电网——“即插即用”,引领嘉兴光伏产业链和电网发展模式的升级转型。延伸规划深度,在完成基于可靠性的配电网目标网架等规划和方案的基础上,促进政府调整修编公共管道规划,实现配电网发展由粗放式向集约式转变,解决电网发展中“两头薄弱”问题,推进城市空间资源的集约利用。

    另外,嘉兴智能电网规划体系研究和创新还以e-BIM(智能建筑信息模型)为手段,开展建筑光伏一体化的微电网设计,将嘉兴光伏城作为试点,推进光伏建筑一体化与智能电网的建设相结合,较好地体现分布式光伏发电、用电、公用电网三者构成的微电网关键技术应用与示范建设、体现智能电网技术与智能建筑的融合与集成,从而实现智能电网驱动智慧城市,智能电网与城市建筑(住宅、商办、工业建筑)在能量与信息这两个关键要素上实现真正的融合,形成典型设计、设计规范与标准、并使之成为行业及国家标准,推动光伏产业健康有序发展。

    智能电网驱动智慧城市绘就美好生活诗意底色

    智能电网构建了新的能源保障和服务体系,为智慧城市美好生活提供可靠、高效、优质、清洁电能,推动智慧城市通信信息网络建设,描绘出智慧城市美好生活的诗意底色。

    从供电公司内部分析,嘉兴坚强智能电网的初步建成,将确保区域内电力的安全可靠输送,有力保障嘉兴城市发展的供电需求,有效促进电源在嘉兴区域的就地消化。其次,通过应用智能电网先进的控制技术以及储能技术,完善清洁能源发电并网的技术标准,提高了清洁能源接纳能力,实现“即插即用”;通过智能电网对大规模间歇性清洁能源进行合理、经济调度,提高了清洁能源生产运行的经济性。智能化的配用电设备,能够实现对分布式能源的接纳与协调控制,实现与用户的友好互动,使用户享受新能源电力带来的便利。再次,信息网络的完善(包括电力光纤到户和电力无线专网),将实现能源与信息同步传输,实现电网自动化、信息化、和互动化,提升电网公司服务水平,实现从“只卖电”以“也卖电”的转变。

    对电力用户和社会来说,适应分布式能源接入的嘉兴区域智能电网建设的建设可以使智慧城市用电更安全、更可靠、更优质、更便捷、更环保、更节约,提高能源利用效率,促进节能减排使用户生活更舒适和美好。智能电网的发展将为传统优势产业、基础薄弱产业及新兴产业提供发展机遇,可以有效带动新能源、信息、通信、装备制造、智能表计、智能家用电器、电动汽车等多产业共同发展,促进技术升级和产业结构调整,形成核心自主知识产权,促进产业升级,创造更多的就业岗位,创造新的就业机会,推动经济发展。此外,嘉兴区域智能电网建设项目的推进,还将推动节能技术、低碳技术、环保技术、能效管理技术等实现突破,推动环境科学技术、化学工程技术等学科的技术和应用创新,以及相关技术标准体系的建立。

    在国民经济发展与产业升级这一层面上看,通过探索建设新一代智能变电站,掌握包括变电站智能辅助控制系统在内的一系列变电站智能化核心技术,能推动一批新技术、新工艺、新成果的应用并申请相关专利,在智能变电站技术标准体系构建方面不断填补国内空白,形成一批具有自主知识产权的核心技术和专利;通过智慧配电网的逐步推进以及新能源的广泛接入,建立起新能源接入的相关技术标准,能够研制具有自主知识产权的智慧配电网相关设备,不断推进先进储能核心技术实现突破,开发一批国际或国内领先的高科技产品;通过以电力光纤到户为依托的智慧小区、智慧楼宇的构建,完成典型设计方案,构建新的相关行业建设标准,培育一批具有高成长性、高竞争力的科技型企业或产业。

    目前嘉兴智慧城市-智能电网建设已被列为浙江省13个智慧城市试点之一,在智慧城市-智能电网规划体系和各专项规划指导下完成编制的《嘉兴市智慧城市―智能电网实施方案》于2012年通过省政府组织的专家评审,还得到浙江省政府的充分肯定和高度重视,副省长毛光烈作了专门批示:“争取做出全国的示范水平”。

    嘉兴智慧城市-智能电网建设遵循以下原则,将有较高的推广价值――及时跟踪区域负荷发展,加强与政府在用地规划、招商引资等方面的信息交流,适时进行规划的修编;开展电力设施布局专项规划,加大与政府沟通力度,做好电力建设资源的预留;鼓励、引导、优化全社会对“智慧嘉兴”重点工程项目的投资,建立市和县(市、区)两级政府区域智能电网建设分级投入机制,建立健全政府与企事业单位等多方参与、稳定增长、市场化运作的投融资机制,组建专业化投资运营公司。

    同时,嘉兴市政府将智能电网建设规划纳入智慧城市发展总体规划,为智能电网发展提供必要的政策扶持和良好的外部环境,确保电网发展所需的空间和土地资源,使城市电网原有廊道和所址资源得到集约高效利用;嘉兴市政府还将统筹协调相关企业,探索电力光纤到户商业模式,推广电力光纤到户,助推“三网融合”。

    展望未来,我们有足够理由相信,坚强嘉兴智能电网的建设将有力驱动智慧城市的建设,而智慧城市的建设将极大地激发智能电网所具有的无穷潜力,最终实现电网发展方式与城市发展方式的共同转变,构建绿色环保、和谐宜居美好智慧城市,从而实现人们诗意地栖居在大地上的梦想。(周建其 李付林 韩志军)

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