15項世界領(lǐng)先能源創(chuàng)新示范項目亮相蘇州
白墻黛瓦，流水潺潺，歷史底蘊深厚的蘇州總讓人流連忘返。在古樸的蘇州同里古鎮(zhèn)旁邊，一個嶄新的新能源小鎮(zhèn)格外引人注目。11月7日，記者實地探訪剛落成不久的同里綜合能源服務(wù)中心，體驗了15項世界領(lǐng)先的能源創(chuàng)新示范項目，深入領(lǐng)略了清潔低碳、安全高效、綠色智能、互動共享的未來城市能源系統(tǒng)。同里綜合能源服務(wù)中心的誕生反映了國家電網(wǎng)有限公司在能源變革上的積極努力，引領(lǐng)著城市能源變革和人們智慧生活的新方向。
清潔電能為古鎮(zhèn)注入生機
煙雨蒙蒙，撐一把雨傘，走在蘇州同里的弄堂，感受著千年姑蘇的神韻。
古語云“上有天堂，下有蘇杭”，蘇州不但風景秀美、底蘊深厚，而且經(jīng)濟發(fā)達、潛力巨大。據(jù)了解，2017年，蘇州實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值1.73萬億元，位居全國城市第七位，在全國地級市中，多年來經(jīng)濟總量穩(wěn)居第一位?？焖侔l(fā)展的經(jīng)濟意味著高能耗。以用電為例，蘇州陸地上平均用電負荷密度為5290千瓦/平方千米，超過上海，居全國城市之首。為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，蘇州能源變革的需求極其迫切。
在同里古鎮(zhèn)附近3公里的地方，出現(xiàn)了一個嶄新的小鎮(zhèn)——同里綜合能源服務(wù)中心。10月中旬，同里綜合能源服務(wù)中心中的微網(wǎng)路由器、“三合一”電子公路等15項世界領(lǐng)先的能源創(chuàng)新示范項目投運，帶領(lǐng)人們開啟未來城市之旅。
“城市發(fā)展需要低能耗、高效率的能源供應(yīng)，實現(xiàn)多種能源的互補協(xié)同供應(yīng)，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系是必經(jīng)之路?！苯K蘇州供電公司能效管理與市場拓展技術(shù)專職朱明杰站在各種發(fā)電裝置前介紹說。
在同里綜合能源服務(wù)中心，樓頂上的光伏板、樓宇窗戶上的光伏幕墻、白色的垂直軸發(fā)電風機、高溫相變光熱發(fā)電裝置等源源不斷地將太陽能、風能轉(zhuǎn)化為清潔的電能、熱能，供給著中心的正常運行。
“蘇州不靠近海邊、山脈，風力并不大，因此我們沒有選用一般的大風車似的風機，而是選用垂直軸低風速風力發(fā)電機，可以最大限度地利用各個方向的風能，轉(zhuǎn)化為清潔的電能。”朱明杰說。同樣，蘇州的光照資源也不豐富，為了最大限度地利用太陽能，高溫相變光熱發(fā)電裝置在這兒應(yīng)運而生。它就像是一個巨型的太陽灶，將陽光匯聚，然后加熱介質(zhì)液體?！皞鹘y(tǒng)的光伏發(fā)電對低密度的太陽能轉(zhuǎn)化效率很低，造成資源浪費，高溫相變光熱發(fā)電裝置可以用低密度的太陽能加熱液體，再通過液體蒸發(fā)推動汽輪機進行發(fā)電，同時還能將收集的熱能儲存在介質(zhì)中，用于供暖，實現(xiàn)了光、電、熱的綜合利用，大幅提升清潔能源利用效率，比傳統(tǒng)能效提高15%?！眹W(wǎng)江蘇省電力科學(xué)研究院黃地博士介紹說。從今年4月開始，黃地寸步不離地守著高溫相變光熱發(fā)電裝置，認真地用無人機記錄著它的成長，他開心地說：“現(xiàn)在我的光熱寶寶終于養(yǎng)成了，以后它還有大發(fā)展呢！”
新能源發(fā)電具有間歇性大、波動性大的特點，這時儲能便顯得格外重要。同里綜合能源服務(wù)中心開發(fā)了壓縮空氣儲能技術(shù)，在用電低谷時，利用多余的電能壓縮空氣，將空氣液化，將電能轉(zhuǎn)化為空氣勢能進行存儲，在用電高峰時，再將空氣勢能釋放，通過推動汽輪機進行發(fā)電，轉(zhuǎn)化為電能。液化和汽化都伴隨著放熱和吸熱，就好比是一個小空調(diào)。利用這兩種特性，“壓縮空氣儲能”還具有可供冷、供暖以及凈化空氣的功能。國網(wǎng)江蘇省電力科學(xué)研究院新能源專職柳丹介紹說：“傳統(tǒng)的壓縮空氣儲能需要在礦洞進行，但我們研發(fā)的液化空氣儲能技術(shù)對地理選址沒有要求，這種方式可以在城市中大規(guī)模推廣?！?/p>
在同里綜合能源服務(wù)中心，由光、電、熱、冷構(gòu)成的綜合能源服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，滿足了用戶多種用能需求，在這里，清潔的能源得到大規(guī)模的利用，整個小鎮(zhèn)充滿朝氣與活力。
綠色理念開啟宜居生活
在同里綜合能源服務(wù)中心，一條“不停電的智慧公路”吸引著來客們的目光，深藍色的無人駕駛游覽車載著游人，在這條公路上歡快地奔跑。這條電子公路全長約500米，寬3.5米，集路面光伏發(fā)電、動態(tài)無線充電、無人駕駛于一體，是世界上最長的電子公路。
11月7日下午4點，記者在同里綜合能源服務(wù)中心體驗無人駕駛游覽車，車子平穩(wěn)舒適，從車內(nèi)的監(jiān)控終端上可以看到當前光伏發(fā)電功率、當天發(fā)電量、本車無線充電功率、車內(nèi)電磁輻射量、車外電磁輻射量等，當時車內(nèi)電磁輻射量為0.01微特，遠小于國際標準限值27微特。
江蘇方天電力技術(shù)有限公司技術(shù)專職楊慶勝介紹：“電子公路采用新型透明混凝土柔性材料，承重能力達50噸以上。無人駕駛車采取磁場諧振耦合傳輸技術(shù)實現(xiàn)電能無線傳輸，動態(tài)無線充電效率達到85%。”楊慶勝進一步介紹，電子公路還有融雪功能，但融雪的溫度以及磁場傳輸產(chǎn)生的熱量都必須及時散掉，否則會影響光伏板的正常運行，這都需要先進技術(shù)作支撐。
記者了解到，無人駕駛車還實現(xiàn)了APP叫車功能，根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)，無人駕駛車可以自動抵達乘客所在地并打開車門等候?？梢灶A(yù)見，智慧交通解決了電動汽車續(xù)航的后顧之憂，未來將讓人們出行越來越便捷。
在電子公路旁邊，綠色充換電站可以為公交車、家庭乘用車隨時充電。當車輛進入充換電站，站內(nèi)機器人會迅速地提供換電服務(wù)，通常公交車需要6~8分鐘，家庭乘用車僅需不到3分鐘。如此方便的充換電技術(shù)，為未來城市的綠色出行提供了有力支持。
除了綠色出行，能源消費也圍繞綠色理念，開啟人們的宜居生活。在同里湖嘉苑小區(qū)，中國首個被動式建筑改造完成。之所以稱為“被動式建筑”，是因為通過對建筑本身的高科技改造，可以最大限度地降低建筑對主動式機械采暖和制冷系統(tǒng)的依賴。從外觀上看，這座建筑并沒有什么不同，然而進門之后，便不禁眼前一亮。11月8日的蘇州陰雨綿綿，空氣陰冷，而被動式建筑室內(nèi)卻保持著20攝氏度的恒溫，空氣清新，絲毫沒有讓人感覺到它是剛剛完成裝修的房子。智能語音音響、能控制電器的鏡子、能控制廚房電器的冰箱等都讓人感覺科技感十足。
蘇州天氣多變，梅雨天氣、夏季高溫、冬季濕冷都讓人體極其不適，被動式建筑圓滿解決了這些問題。江蘇蘇州新豐綜合能源服務(wù)有限公司總經(jīng)理龔海華說：“被動式建筑采用了外保溫、裝配式建材裝修、光伏瓦與建筑一體化安裝等多項技術(shù)，改造之后的住宅通過高效新風系統(tǒng)和低功率供暖制冷設(shè)備相配合，滿足室內(nèi)恒溫恒濕的要求，綜合能效較改造前提升40%，建筑節(jié)能率達到90%以上，實現(xiàn)了建筑自發(fā)自用發(fā)電的‘零能耗’效果?！饼徍ＨA介紹，現(xiàn)在建筑頂上采用光伏瓦發(fā)電，每天可以發(fā)電30千瓦時，而屋內(nèi)每天用電不到10千瓦時，光伏發(fā)電不僅滿足了房屋的正常生活，余下的電量還可以賣給電網(wǎng)或者做充電樁儲能，最大限度地提高了能源的利用率。
這樣低能耗的建筑改造成本是不是很高呢？龔海華解除了記者的顧慮，他說：“被動式建筑每平方米改造成本為1500元，特別適合學(xué)校、養(yǎng)老院等集中推廣，有利于為人們打造舒適智能的生活?！?/p>
智慧能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)能源高效利用
未來社會將是低能耗的電氣化社會，這需要智慧的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)作支撐。在同里綜合能源服務(wù)中心的能源互聯(lián)網(wǎng)“指揮部”，源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)實現(xiàn)了冷熱電多種能源資源的協(xié)調(diào)配置，通過對電網(wǎng)端、電網(wǎng)運輸端和用戶負荷端三方的監(jiān)測、分析、智能判斷，讓電網(wǎng)運行得更聰明、更安全。
據(jù)了解，在發(fā)生電網(wǎng)預(yù)警時，源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)可以按需調(diào)節(jié)可中斷負荷，減少對工商業(yè)運行、居民生活的不利影響，并及時處理故障，完美解決電力故障，大幅度提高供電可靠性。
而作為整個同里綜合能源服務(wù)中心的核心部件，微網(wǎng)路由器是國家重點研發(fā)計劃項目，負責中心全部電能的中轉(zhuǎn)。柳丹說：“微網(wǎng)路由器就像能源‘立交橋’，實現(xiàn)多種電壓等級與交直流電源之間的自由變換。微網(wǎng)路由器有四個雙向可控端口，10千伏為并網(wǎng)端口，±750伏直流、±375伏直流和380伏交流3個端口構(gòu)建起整個中心的交直流配電網(wǎng)。比如光伏發(fā)電是直流電，在傳統(tǒng)模式下，需要經(jīng)過交直流多次轉(zhuǎn)換才能被家用電器使用，而通過微網(wǎng)路由器，可以實現(xiàn)分布式電源與家用電器直接連接，降低能源轉(zhuǎn)化消耗，提高能源利用率。”
談起微網(wǎng)路由器對整個同里綜合能源服務(wù)中心綜合能效的影響，柳丹自豪地說：“我們構(gòu)建的以微網(wǎng)路由器為核心的交直流配電網(wǎng)，實現(xiàn)了中心清潔能源消納100%，綜合能效提升6%?！?/p>
江蘇蘇州供電公司基建部土建工程管理專職黃曉暉負責此次同里綜合能源服務(wù)中心的基建工程，黃曉暉從業(yè)20多年，大大小小的變電站建過100多個，但此次同里綜合能源服務(wù)中心的建設(shè)任務(wù)是他多年來遇到的最大挑戰(zhàn)?！翱粗@么多高科技從實驗室搬到地面上，我感覺非常自豪，也相信同里的經(jīng)驗可以推廣到更多城市中去。”黃曉暉感慨道。
在同里綜合能源服務(wù)中心的展示中心，記者通過大屏幕看到了未來能源互聯(lián)網(wǎng)與人們生活的密切聯(lián)系。未來，每個人都可以與電網(wǎng)產(chǎn)生友好互動，電動汽車可以為電網(wǎng)補電，工業(yè)生產(chǎn)、家庭用能、儲能等可以根據(jù)電網(wǎng)負荷來調(diào)節(jié)，以電為核心、電網(wǎng)為平臺的多能互補能源利用模式讓人充滿期待。
同里綜合能源服務(wù)中心是國家電網(wǎng)有限公司推動能源變革，構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系的重要實踐，它建成后，整體構(gòu)成了“電網(wǎng)為平臺、再電氣化為核心、多能協(xié)同互補”的新型區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)?？梢灶A(yù)見，未來以同里綜合能源服務(wù)中心為樣板，更多的智慧小鎮(zhèn)將在中國各地扎根，打造中國引領(lǐng)國際能源變革的創(chuàng)新示范。
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