廣東南海電力設(shè)計(jì)院工程有限公司 孫中興

廣東金融高新技術(shù)服務(wù)區(qū)（金融高新區(qū)）是廣東建設(shè)金融強(qiáng)省戰(zhàn)略七大基礎(chǔ)性平臺(tái)之首，是廣東省人民政府批準(zhǔn)的唯一省級(jí)金融后臺(tái)服務(wù)基地。金融高新區(qū)定位金融后援基地及產(chǎn)業(yè)金融中心雙戰(zhàn)略，致力建設(shè)輻射亞太的現(xiàn)代金融后援服務(wù)基地和國(guó)家級(jí)產(chǎn)業(yè)金融試驗(yàn)區(qū)。金融高新區(qū)在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，以智能電網(wǎng)為載體、以“互聯(lián)網(wǎng)+”為手段，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，建設(shè)具有智能可靠、友好互動(dòng)、綠色高效特征的國(guó)際一流配電網(wǎng)。打造以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)、信息化為依托、增強(qiáng)用戶互動(dòng)及服務(wù)水平的智慧能源互聯(lián)網(wǎng)，形成可實(shí)施、可復(fù)制、可推廣的典型經(jīng)驗(yàn)。

1 智慧能源總體方案

鑒于金融高新區(qū)的定位及入駐用戶對(duì)于電網(wǎng)的高可靠、高質(zhì)量的供電需求，與巴黎、新加坡、東京、香港的城市定位和國(guó)際影響力相似，因此對(duì)這4座城市的配電網(wǎng)情況進(jìn)行分析，總結(jié)國(guó)際一流配電網(wǎng)的主要特征，其一次網(wǎng)架、平均年停電時(shí)間、客戶滿意度分別為：巴黎，雙環(huán)網(wǎng)/10分鐘/88；新加坡，“花瓣形”合環(huán)/0.31分鐘/86；東京，多分段多聯(lián)絡(luò)/2分鐘/93；香港，二線合環(huán)/4.48分鐘/79。巴黎、東京互動(dòng)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(wǎng)具備自愈能力，中壓故障后2分鐘內(nèi)恢復(fù)70%的用戶供電。通過(guò)需求側(cè)響應(yīng)，使負(fù)荷參與配電電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度。支持分布式能源和新型負(fù)荷的自由接入；新加坡。配電網(wǎng)具備自愈能力，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)隔離和復(fù)電。通過(guò)需求側(cè)響應(yīng)，使負(fù)荷參與配電電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度；東京。配電網(wǎng)具備自愈能力，中壓故障后2分鐘內(nèi)恢復(fù)70%的用戶供電。通過(guò)需求側(cè)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)每個(gè)用戶削減15%左右的用電量。支持分布式能源和新型負(fù)荷的自由接入；香港。配電網(wǎng)具備自愈能力，能夠?qū)崿F(xiàn)故障自動(dòng)隔離和轉(zhuǎn)供電。逐步推廣需求側(cè)響應(yīng)及節(jié)能服務(wù)。

巴黎、新加坡、東京、香港等發(fā)達(dá)城市均立足于本地區(qū)實(shí)際，選擇了與供電可靠、經(jīng)濟(jì)效率和客戶滿意相關(guān)的指標(biāo)作為衡量其建設(shè)運(yùn)營(yíng)水平的核心指標(biāo)，只是在具體指標(biāo)的選取側(cè)重方面有所不同。為客觀評(píng)價(jià)金融高新區(qū)電網(wǎng)與國(guó)際一流水平的差距，根據(jù)國(guó)際一流配電網(wǎng)的核心特質(zhì)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)城市經(jīng)驗(yàn)，選取了能夠反映國(guó)際一流配電網(wǎng)“智能可靠、友好互動(dòng)、綠色高效”三個(gè)維度的特征指標(biāo)[1]。

應(yīng)用智能電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，圍繞智能配電和智能用電開展規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，以建設(shè)“智能可靠、友好互動(dòng)、綠色高效”的，具有金融高新區(qū)特色的國(guó)際一流配電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)體系，打造“以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)、信息化為依托、增強(qiáng)用戶互動(dòng)及服務(wù)水平”的智慧能源互聯(lián)網(wǎng)：智能可靠。重點(diǎn)開展高中壓配電網(wǎng)規(guī)劃、自愈配電自動(dòng)化規(guī)劃、通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、智能運(yùn)維、電能質(zhì)量的監(jiān)控和優(yōu)化提升；友好互動(dòng)。重點(diǎn)開展智能用電小區(qū)、智能用電體驗(yàn)廳、電動(dòng)汽車充電運(yùn)營(yíng)服務(wù)、自動(dòng)需求響應(yīng)建設(shè)工作；綠色高效。重點(diǎn)開展分布式能源規(guī)劃、分布式儲(chǔ)能規(guī)劃、電動(dòng)汽車規(guī)劃、微網(wǎng)規(guī)劃、綜合能源管理、環(huán)境融合建設(shè)工作[2]。

2 智能電網(wǎng)及智能用電規(guī)劃

堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)網(wǎng)架。按照“分層分區(qū)、互援互聯(lián)”的組網(wǎng)思路和目標(biāo)網(wǎng)架方向，進(jìn)一步完善配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，確保充分滿足用電需求，提高供電可靠性。高壓配電網(wǎng)：加快220千伏電源布點(diǎn)建設(shè)，進(jìn)一步完善高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，110千伏高壓配電網(wǎng)按標(biāo)準(zhǔn)三T 接線組網(wǎng)，每個(gè)變電站主變都有來(lái)自不同線路的電源，從上級(jí)主網(wǎng)電源上保證可靠供電要求；中壓配電網(wǎng)：10千伏中壓網(wǎng)架實(shí)現(xiàn)N 供一備的標(biāo)準(zhǔn)接線方式，主干線分支線設(shè)置合理，配合配網(wǎng)自動(dòng)化的配置合理進(jìn)行分段。加強(qiáng)配電網(wǎng)的站間聯(lián)絡(luò)，提高變電站母線甚至全站停電時(shí)配網(wǎng)轉(zhuǎn)供電能力。對(duì)部分高可靠性要求的用戶探索10千伏合環(huán)供電方式的應(yīng)用，給用戶提供更高質(zhì)量的用電體驗(yàn)；低壓配電網(wǎng)：堅(jiān)持網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰的大原則，配電房低壓母線投入自投，對(duì)部分重要負(fù)荷根據(jù)需要建設(shè)低壓環(huán)網(wǎng)。

配電自動(dòng)化及通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。全范圍推廣應(yīng)用國(guó)家863科技項(xiàng)目“配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)研究”成果，采用就地與集中控制相結(jié)合的智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)。通過(guò)就地網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)技術(shù)應(yīng)用，在滿足配網(wǎng)自動(dòng)化“三遙”基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)故障最小范圍內(nèi)就地切除和非故障區(qū)域的自動(dòng)轉(zhuǎn)供電，有效保證故障響應(yīng)和處理能力。在主站方面，通過(guò)集中控制方式實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)轉(zhuǎn)供電操作等運(yùn)行方式的調(diào)整。統(tǒng)一采用光纖專網(wǎng)，支持光纖以太網(wǎng)閉環(huán)自愈功能，以及主環(huán)和分支環(huán)交叉組網(wǎng)功能，保證可靠通信。整合電網(wǎng)資源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的“共建共享”，在一條線上傳輸多種業(yè)務(wù)，電力服務(wù)、信息服務(wù)、社區(qū)服務(wù)等和諧地融為一體，各運(yùn)營(yíng)商可通過(guò)購(gòu)買、共建或租賃獲得電力光纖通道[3]。

智能運(yùn)維規(guī)劃方案。搭建一體化監(jiān)控平臺(tái)，充分利用生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)、配網(wǎng)GIS 系統(tǒng)等數(shù)據(jù)資源，通過(guò)大數(shù)據(jù)處理及展示實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)停電管理、故障管理、負(fù)荷管理、設(shè)備管理、作業(yè)管理等方面的可觀可控，有效指導(dǎo)和支撐配網(wǎng)安全生產(chǎn)管理。充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建傳感測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備溫度、環(huán)境溫濕度、SF6濃度、可見光和紅外圖像監(jiān)視、安全警衛(wèi)、火災(zāi)報(bào)警、消防火災(zāi)、采暖通風(fēng)等輔助子系統(tǒng)的集成，聯(lián)合自動(dòng)化系統(tǒng)共同支撐并實(shí)現(xiàn)配電房的可觀測(cè)、可控制、實(shí)時(shí)分析和決策，實(shí)現(xiàn)配電房的信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化。

智能小區(qū)規(guī)劃。在原有傳統(tǒng)用電業(yè)務(wù)辦理的基礎(chǔ)上，利用分布式清潔能源、電動(dòng)汽車、配電自動(dòng)化、電力光纖通信等智能電網(wǎng)技術(shù)成果構(gòu)建新一代智能小區(qū)，開拓新型智能用電業(yè)務(wù)，為用戶提供智能家居、電動(dòng)汽車充/換電管理、分布式電源管理、能效管理等智能互動(dòng)用電服務(wù)，引導(dǎo)客戶積極和主動(dòng)參與需求響應(yīng)，從而達(dá)到電網(wǎng)與用戶之間的智能交互，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，提升服務(wù)質(zhì)量和客戶滿意度。在金融高新區(qū)域內(nèi)擴(kuò)大智能用電互動(dòng)試點(diǎn)范圍，規(guī)劃期完成萬(wàn)科湖岸小區(qū)（44戶），保利花園2期小區(qū)（456戶），時(shí)代廊橋小區(qū)（650戶）的安裝和接入，實(shí)現(xiàn)“多表集抄”及數(shù)據(jù)分析。通過(guò)擴(kuò)大化試點(diǎn)建設(shè)的成果分析，探索并實(shí)行一套針對(duì)用電互動(dòng)能產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益的商業(yè)模式，建立起對(duì)應(yīng)的運(yùn)營(yíng)機(jī)制和管理辦法，提高客戶綜合能效水平。

智能用電體驗(yàn)廳規(guī)劃。應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)信息等技術(shù)，結(jié)合智能家電設(shè)施和未來(lái)電能科技，建設(shè)智能用電體驗(yàn)廳。以客戶為中心，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用電客戶之間的交互響應(yīng)，為客戶提供一個(gè)方便、快捷、科學(xué)、高效、人性化的互動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)快捷、高效的超值服務(wù)。以金融高新區(qū)業(yè)務(wù)及服務(wù)需求為導(dǎo)向，建設(shè)金融高新區(qū)智能營(yíng)業(yè)體驗(yàn)廳，在營(yíng)業(yè)廳里面部署一體化服務(wù)渠道，融合95598、網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳、微信渠道、自助終端等功能，建立無(wú)人值班營(yíng)業(yè)服務(wù)模式，簡(jiǎn)化業(yè)務(wù)辦理程序，縮短客戶辦理業(yè)務(wù)時(shí)間。

自動(dòng)需求響應(yīng)建設(shè)方案。金融高新區(qū)用戶以高檔居住、商業(yè)、數(shù)據(jù)中心為主，需求響應(yīng)主要以空調(diào)負(fù)荷為主。結(jié)合金融高新區(qū)分布式光伏發(fā)電和儲(chǔ)能建設(shè)，各用戶參與需求響應(yīng)帶來(lái)的負(fù)荷優(yōu)化成為微網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行中不可忽視的因素。因此，需求響應(yīng)對(duì)光伏微網(wǎng)儲(chǔ)能配置的影響對(duì)光伏微網(wǎng)建設(shè)有著重要的意義。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源規(guī)劃

3.1 分布式能源規(guī)劃

金融高新區(qū)劃分為A、B、C、D 四個(gè)區(qū)域，其中C 區(qū)的定位功能為綠色高效智慧型產(chǎn)業(yè)區(qū)，且存在大量工業(yè)用地，可一定程度避免遮擋情況，減少項(xiàng)目落地的難度?？紤]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(jìn)行估算，光伏組件所需場(chǎng)地約需50公頃以上，而C 區(qū)的工業(yè)用地僅為41.55公頃。即除工業(yè)用地外，也需采用商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地、居住用地、公共管理與公共服務(wù)用地等地塊的部分低層房屋進(jìn)行項(xiàng)目落點(diǎn)。

金融高新區(qū)采用典型方案的形式提出光伏發(fā)電的組建方案，形成500kW 和1MW 兩種典型方案。其中500kW 可根據(jù)場(chǎng)地情況進(jìn)行容量調(diào)減，適用于100kW～500kW 的分布式光伏系統(tǒng)建設(shè)；1MW 可根據(jù)場(chǎng)地情況進(jìn)行容量調(diào)增，適用于1MW～5MW的分布式光伏系統(tǒng)建設(shè)?？紤]到一般房屋的結(jié)構(gòu)情況，適用于1000～5000平方米和10000～50000平方米的不同場(chǎng)地情況，基本可滿足不同場(chǎng)地情況需求。

3.2 分布式儲(chǔ)能規(guī)劃

廣東金融高新區(qū)作為廣東省兩個(gè)A+供電區(qū)域之一，更是佛山的核心區(qū)域，要求供電可靠性達(dá)99.999%，年均停電時(shí)間小于5分鐘。金融高新區(qū)A 區(qū)重點(diǎn)布局商務(wù)辦公、金融業(yè)用地，規(guī)劃辦公用地36.92公頃，占規(guī)劃區(qū)總用地面積的59.56%，且負(fù)荷多為金融業(yè)和商業(yè)用戶，并規(guī)劃建設(shè)喜來(lái)登酒店，對(duì)于佛山市的城市形象提升具有名片效應(yīng)。因此考慮在金融高新區(qū)A 區(qū)通過(guò)分布式儲(chǔ)能的建設(shè)，進(jìn)一步提升可靠性水平。按金融高新區(qū)總負(fù)荷12萬(wàn)kW、單次停電0.5h 計(jì)算，則相當(dāng)于2萬(wàn)kW 負(fù)荷停電0.5h。按其中A 區(qū)的重要負(fù)荷為25%考慮，需為5MW 負(fù)荷提供至少0.5h 以上的電源保障。此外分布式儲(chǔ)能應(yīng)預(yù)留接入微網(wǎng)系統(tǒng)的軟硬件接口，以便未來(lái)的發(fā)展中充分調(diào)用此類分布式儲(chǔ)能資源。

目前儲(chǔ)能系統(tǒng)受制造水平和材料技術(shù)水平所限，削峰填谷的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)收益較為一般，峰谷電價(jià)差達(dá)到0.8元/kW 以上時(shí)才有投資成本回收的可能。因此在目前的電價(jià)體制下，利用儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行削峰填谷的作用有限。建議探討儲(chǔ)能在削峰填谷方面的成本、電價(jià)、補(bǔ)貼等經(jīng)濟(jì)性。一旦未來(lái)電價(jià)改革或儲(chǔ)能補(bǔ)貼放開或制造成本下降后，儲(chǔ)能將迎來(lái)蓬勃發(fā)展。如希望推動(dòng)儲(chǔ)能在特定區(qū)域發(fā)展，也可以考慮在特定地區(qū)配置儲(chǔ)能補(bǔ)貼或給予夜間優(yōu)惠充電電價(jià)等方式，對(duì)儲(chǔ)能的發(fā)展進(jìn)行鼓勵(lì)。

3.3 綜合能源管理

發(fā)掘電能替代潛力：通過(guò)分析企業(yè)的用能結(jié)構(gòu)，結(jié)合用戶行業(yè)特征建立評(píng)價(jià)模型，分析電能替代的機(jī)會(huì)。以能源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為支撐判斷節(jié)能改造的方向和空間，為企業(yè)提供節(jié)能改造的增值服務(wù)；冰（水）蓄冷：利用階梯電價(jià)差在金融高新區(qū)推廣冰蓄冷項(xiàng)目，夜間制冷白天使用，把白天的高峰用電轉(zhuǎn)移到夜間，節(jié)省電網(wǎng)供電容量，提高電網(wǎng)的可靠性，節(jié)省電網(wǎng)供電容量；中央空調(diào)、制冰機(jī)余熱回收：以制冷機(jī)冷卻循環(huán)水余熱結(jié)合水源熱泵系統(tǒng)回收熱能，制出熱水供生活使用。

能效電廠：引導(dǎo)金融高新區(qū)內(nèi)企業(yè)利用中央空調(diào)主機(jī)的運(yùn)行特征參與需求響應(yīng)，向金融高新區(qū)內(nèi)企業(yè)與居民推廣節(jié)能綠色照明與節(jié)能產(chǎn)品，減少電能浪費(fèi)。能效電廠建設(shè)改造方向是永久性節(jié)約電力：供配電節(jié)能類。變壓器更換項(xiàng)目，無(wú)功補(bǔ)償項(xiàng)目，自動(dòng)三相不平衡負(fù)荷調(diào)節(jié)項(xiàng)目，諧波治理；建筑節(jié)約電力類。綠色照明項(xiàng)；能源綜合利用項(xiàng)目。余熱/余壓利用、可再生能源等分布式發(fā)電項(xiàng)目，余熱/余壓利用、可再生能源替代電能項(xiàng)目，能量回饋應(yīng)用項(xiàng)目；其他節(jié)電改造項(xiàng)目如管理節(jié)能等。

節(jié)能綜合服務(wù)：為金融高新區(qū)內(nèi)企業(yè)提供節(jié)能診斷、節(jié)能咨詢、能源審計(jì)、節(jié)能技術(shù)與項(xiàng)目、能效評(píng)價(jià)等綜合服務(wù)，為居民提供智能家居整套服務(wù)（用戶能效服務(wù)試點(diǎn)。選取2戶客戶開展客戶用能診斷服務(wù)，為客戶提供能耗分析建議；蓄冷試點(diǎn)建設(shè)。開展客戶需求調(diào)研，推動(dòng)能源服務(wù)公司蓄冷項(xiàng)目實(shí)施）。

3.4 環(huán)境融合

新建變電站及配電房均按照與周邊環(huán)境相融合進(jìn)行設(shè)計(jì)；完成金融高新區(qū)所有戶外配電房外觀改造，與周邊環(huán)境融合；積極應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)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(wǎng)工程建設(shè)中，促進(jìn)3C 綠色電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，做好綠色變電站建設(shè)，其中綠色一級(jí)變電站建設(shè)達(dá)到100%。

3.5 智能運(yùn)營(yíng)綜合信息監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)方案

通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源規(guī)劃及創(chuàng)新、清潔能源的接入與利用、電能替代、智能運(yùn)營(yíng)綜合信息監(jiān)控平臺(tái)、區(qū)域多微網(wǎng)、綜合能源管理、電動(dòng)汽車等最新理念與重點(diǎn)項(xiàng)目的展示，配合多點(diǎn)觸摸交互、三維投影沙盤、藝術(shù)模型、投影幕墻與球形投影等大量國(guó)際先進(jìn)的多媒體技術(shù)，直觀生動(dòng)的詮釋了“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源理念，讓參觀者體會(huì)到全“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源對(duì)人類可持續(xù)發(fā)展所帶來(lái)的巨大推動(dòng)作用，從而讓更多單位和社會(huì)各界人士能夠主動(dòng)參與到能源變革的行動(dòng)中來(lái)，為我國(guó)乃至世界能源的永續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

綜上，通過(guò)金融高新區(qū)智慧能源示范項(xiàng)目的建設(shè)，為區(qū)域企業(yè)提供可靠的電力保障與優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量，滿足區(qū)域居民用戶提供個(gè)性化電力需求與能源一體化服務(wù)，推動(dòng)金融高新區(qū)可持續(xù)發(fā)展與佛山城市智慧建設(shè)；同時(shí)在南方電網(wǎng)公司體系內(nèi)率先建設(shè)出國(guó)際一流智能配電網(wǎng)工程，成為公司傳播企業(yè)價(jià)值觀念、展現(xiàn)智能配電網(wǎng)建設(shè)成果、推廣新技術(shù)工程應(yīng)用、推進(jìn)企業(yè)管理與服務(wù)模式變革的先進(jìn)示范基地。