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。