廣東金融高新技術服務區智慧能源示范項目建設的戰略意義及發展方向分析

廣東南海電力設計院工程有限公司 孫中興

廣東金融高新技術服務區（金融高新區）是廣東建設金融強省戰略七大基礎性平臺之首，是廣東省人民政府批準的唯一省級金融后臺服務基地。金融高新區定位金融后援基地及產業金融中心雙戰略，致力建設輻射亞太的現代金融后援服務基地和國家級產業金融試驗區。金融高新區在能源互聯網背景下，以智能電網為載體、以“互聯網+”為手段，應用物聯網、互聯網、大數據等技術，建設具有智能可靠、友好互動、綠色高效特征的國際一流配電網。打造以智能電網為基礎、信息化為依托、增強用戶互動及服務水平的智慧能源互聯網，形成可實施、可復制、可推廣的典型經驗。

1 智慧能源總體方案

鑒于金融高新區的定位及入駐用戶對于電網的高可靠、高質量的供電需求，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座城市的配電網情況進行分析，總結國際一流配電網的主要特征，其一次網架、平均年停電時間、客戶滿意度分別為：巴黎，雙環網/10分鐘/88；新加坡，“花瓣形”合環/0.31分鐘/86；東京，多分段多聯絡/2分鐘/93；香港，二線合環/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。配電網具備自愈能力，中壓故障后2分鐘內恢復70%的用戶供電。通過需求側響應，使負荷參與配電電網運行調度。支持分布式能源和新型負荷的自由接入；新加坡。配電網具備自愈能力，實現故障自動隔離和復電。通過需求側響應，使負荷參與配電電網運行調度；東京。配電網具備自愈能力，中壓故障后2分鐘內恢復70%的用戶供電。通過需求側響應，實現每個用戶削減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。配電網具備自愈能力，能夠實現故障自動隔離和轉供電。逐步推廣需求側響應及節能服務。

巴黎、新加坡、東京、香港等發達城市均立足于本地區實際，選擇了與供電可靠、經濟效率和客戶滿意相關的指標作為衡量其建設運營水平的核心指標，只是在具體指標的選取側重方面有所不同。為客觀評價金融高新區電網與國際一流水平的差距，根據國際一流配電網的核心特質，結合國內外先進城市經驗，選取了能夠反映國際一流配電網“智能可靠、友好互動、綠色高效”三個維度的特征指標[1]。

應用智能電網和互聯網技術，圍繞智能配電和智能用電開展規劃設計工作，以建設“智能可靠、友好互動、綠色高效”的，具有金融高新區特色的國際一流配電網和能源互聯網服務體系，打造“以智能電網為基礎、信息化為依托、增強用戶互動及服務水平”的智慧能源互聯網：智能可靠。重點開展高中壓配電網規劃、自愈配電自動化規劃、通信網絡規劃、智能運維、電能質量的監控和優化提升；友好互動。重點開展智能用電小區、智能用電體驗廳、電動汽車充電運營服務、自動需求響應建設工作；綠色高效。重點開展分布式能源規劃、分布式儲能規劃、電動汽車規劃、微網規劃、綜合能源管理、環境融合建設工作[2]。

2 智能電網及智能用電規劃

堅強電網網架。按照“分層分區、互援互聯”的組網思路和目標網架方向，進一步完善配電網網架結構，確保充分滿足用電需求，提高供電可靠性。高壓配電網：加快220千伏電源布點建設，進一步完善高壓配電網網架結構，110千伏高壓配電網按標準三T 接線組網，每個變電站主變都有來自不同線路的電源，從上級主網電源上保證可靠供電要求；中壓配電網：10千伏中壓網架實現N 供一備的標準接線方式，主干線分支線設置合理，配合配網自動化的配置合理進行分段。加強配電網的站間聯絡，提高變電站母線甚至全站停電時配網轉供電能力。對部分高可靠性要求的用戶探索10千伏合環供電方式的應用，給用戶提供更高質量的用電體驗；低壓配電網：堅持網架結構簡單清晰的大原則，配電房低壓母線投入自投，對部分重要負荷根據需要建設低壓環網。

配電自動化及通信網絡規劃。全范圍推廣應用國家863科技項目“配電網自愈控制技術研究”成果，采用就地與集中控制相結合的智能配電網自愈控制技術。通過就地網絡式保護技術應用，在滿足配網自動化“三遙”基礎上，實現故障最小范圍內就地切除和非故障區域的自動轉供電，有效保證故障響應和處理能力。在主站方面，通過集中控制方式實現配電網轉供電操作等運行方式的調整。統一采用光纖專網，支持光纖以太網閉環自愈功能，以及主環和分支環交叉組網功能，保證可靠通信。整合電網資源，實現網絡基礎設施的“共建共享”，在一條線上傳輸多種業務，電力服務、信息服務、社區服務等和諧地融為一體，各運營商可通過購買、共建或租賃獲得電力光纖通道[3]。

智能運維規劃方案。搭建一體化監控平臺，充分利用生產管理信息系統、調度自動化系統、配網自動化系統、計量自動化系統、配網GIS 系統等數據資源，通過大數據處理及展示實現配電網停電管理、故障管理、負荷管理、設備管理、作業管理等方面的可觀可控，有效指導和支撐配網安全生產管理。充分利用物聯網技術構建傳感測控網絡，實現了設備溫度、環境溫濕度、SF6濃度、可見光和紅外圖像監視、安全警衛、火災報警、消防火災、采暖通風等輔助子系統的集成，聯合自動化系統共同支撐并實現配電房的可觀測、可控制、實時分析和決策，實現配電房的信息化、自動化、互動化。

智能小區規劃。在原有傳統用電業務辦理的基礎上，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技術成果構建新一代智能小區，開拓新型智能用電業務，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，引導客戶積極和主動參與需求響應，從而達到電網與用戶之間的智能交互，實現節能減排，提升服務質量和客戶滿意度。在金融高新區域內擴大智能用電互動試點范圍，規劃期完成萬科湖岸小區（44戶），保利花園2期小區（456戶），時代廊橋小區（650戶）的安裝和接入，實現“多表集抄”及數據分析。通過擴大化試點建設的成果分析，探索并實行一套針對用電互動能產生直接經濟效益的商業模式，建立起對應的運營機制和管理辦法，提高客戶綜合能效水平。

智能用電體驗廳規劃。應用互聯網信息等技術，結合智能家電設施和未來電能科技，建設智能用電體驗廳。以客戶為中心，實現電網與用電客戶之間的交互響應，為客戶提供一個方便、快捷、科學、高效、人性化的互動平臺，實現快捷、高效的超值服務。以金融高新區業務及服務需求為導向，建設金融高新區智能營業體驗廳，在營業廳里面部署一體化服務渠道，融合95598、網上營業廳、微信渠道、自助終端等功能，建立無人值班營業服務模式，簡化業務辦理程序，縮短客戶辦理業務時間。

自動需求響應建設方案。金融高新區用戶以高檔居住、商業、數據中心為主，需求響應主要以空調負荷為主。結合金融高新區分布式光伏發電和儲能建設，各用戶參與需求響應帶來的負荷優化成為微網建設運行中不可忽視的因素。因此，需求響應對光伏微網儲能配置的影響對光伏微網建設有著重要的意義。

3 “互聯網+”智慧能源規劃

3.1 分布式能源規劃

金融高新區劃分為A、B、C、D 四個區域，其中C 區的定位功能為綠色高效智慧型產業區，且存在大量工業用地，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 區的工業用地僅為41.55公頃。即除工業用地外，也需采用商業服務業設施用地、居住用地、公共管理與公共服務用地等地塊的部分低層房屋進行項目落點。

金融高新區采用典型方案的形式提出光伏發電的組建方案，形成500kW 和1MW 兩種典型方案。其中500kW 可根據場地情況進行容量調減，適用于100kW～500kW 的分布式光伏系統建設；1MW 可根據場地情況進行容量調增，適用于1MW～5MW的分布式光伏系統建設。考慮到一般房屋的結構情況，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 分布式儲能規劃

廣東金融高新區作為廣東省兩個A+供電區域之一，更是佛山的核心區域，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A 區重點布局商務辦公、金融業用地，規劃辦公用地36.92公頃，占規劃區總用地面積的59.56%，且負荷多為金融業和商業用戶，并規劃建設喜來登酒店，對于佛山市的城市形象提升具有名片效應。因此考慮在金融高新區A 區通過分布式儲能的建設，進一步提升可靠性水平。按金融高新區總負荷12萬kW、單次停電0.5h 計算，則相當于2萬kW 負荷停電0.5h。按其中A 區的重要負荷為25%考慮，需為5MW 負荷提供至少0.5h 以上的電源保障。此外分布式儲能應預留接入微網系統的軟硬件接口，以便未來的發展中充分調用此類分布式儲能資源。

目前儲能系統受制造水平和材料技術水平所限，削峰填谷的運行經濟收益較為一般，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，儲能將迎來蓬勃發展。如希望推動儲能在特定區域發展，也可以考慮在特定地區配置儲能補貼或給予夜間優惠充電電價等方式，對儲能的發展進行鼓勵。

3.3 綜合能源管理

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

能效電廠：引導金融高新區內企業利用中央空調主機的運行特征參與需求響應，向金融高新區內企業與居民推廣節能綠色照明與節能產品，減少電能浪費。能效電廠建設改造方向是永久性節約電力：供配電節能類。變壓器更換項目，無功補償項目，自動三相不平衡負荷調節項目，諧波治理；建筑節約電力類。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，能量回饋應用項目；其他節電改造項目如管理節能等。

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

3.4 環境融合

新建變電站及配電房均按照與周邊環境相融合進行設計；完成金融高新區所有戶外配電房外觀改造，與周邊環境融合；積極應用新技術、新設備、新材料和新工藝，將智能、高效、可靠、綠色等理念融入到電網工程建設中，促進3C 綠色電網的建設和發展，做好綠色變電站建設，其中綠色一級變電站建設達到100%。

3.5 智能運營綜合信息監控平臺建設方案

通過“互聯網+”智慧能源規劃及創新、清潔能源的接入與利用、電能替代、智能運營綜合信息監控平臺、區域多微網、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、藝術模型、投影幕墻與球形投影等大量國際先進的多媒體技術，直觀生動的詮釋了“互聯網+”智慧能源理念，讓參觀者體會到全“互聯網+”智慧能源對人類可持續發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發展做出貢獻。

綜上，通過金融高新區智慧能源示范項目的建設，為區域企業提供可靠的電力保障與優質的電能質量，滿足區域居民用戶提供個性化電力需求與能源一體化服務，推動金融高新區可持續發展與佛山城市智慧建設；同時在南方電網公司體系內率先建設出國際一流智能配電網工程，成為公司傳播企業價值觀念、展現智能配電網建設成果、推廣新技術工程應用、推進企業管理與服務模式變革的先進示范基地。