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《國家電網報》:在雄安,窺見未來城市用能方式

發布日期: 2019-05-13

  5月7日,坐標河北雄安。雖然五一小長假剛剛結束,依然有大批游客造訪雄安新區市民服務中心,一睹“未來之城”的模樣。

  行走在雄安,“超前”和“智慧”是最直觀的感受。京東無人超市購物、凱驪酒店刷臉入住、百度無人巴士載著游客穿行在街道中……在這個未來城市的“樣板間”里,電力作為基本支撐,也具備著“超前”和“智慧”的基因。

  智慧大腦:可為城市綜合能源管控每一個元素

  雄安新區市民服務中心綜合能源項目于2018年1月18日正式開工,用時兩個月,同年3月28日建成。為保障園區可靠供電,國家電網有限公司在外部設置雙電源,由4條外線為園區供電,在內部則采用靈活多樣的接線方式,在外線失去其中3條的情況下,市民服務中心仍可通過內部調整保證正常用電。前不久,雄安供電公司還增容了主要為市民服務中心供電的110千伏奧威變電站,補強區域電網。

  不僅是基礎電力設施,雄安供電公司在園區內布局了51口地源熱泵、2座能源站、200多個充電樁等,為園區提供綜合能源服務。其中,地源熱泵、冷熱蓄能和污水余溫再利用為園區供冷供熱,實現園區內能源的綠色、循環使用。

  面對近10萬平方米的園區級綜合能源項目,要統籌好電、熱、冷、水等能源,保障樓宇供能、充電樁運行等安全穩定,不是一件容易事。

  “市民服務中心的綜合能源監測和調控全靠城市智慧能源管控系統(CIEMS)。它就像園區用能的大腦,接入了電表、水表、冷熱表等設備,可對園區內配電系統、能源站及建筑用能進行綜合監測、智慧調控、分析決策、智能運維。”說起CIEMS,曹曉波透露出一份自信,用他的話說就是“從能源生產到消費末端的每一個元素,CIEMS都能管控到”。

  響應雄安數字城市發展要求,未來,CIEMS系統將融入雄安智慧城市系統(CIM),發揮樞紐型、平臺型、共享型的特性,為城市智慧、綠色用能發揮更大作用。目前,該系統已經進入“家族式”開發階段,從家庭級、校園級再到園區級、城市級,雄安供電公司將打造適應多場景的城市綜合能源智慧運營管理平臺。

  直流應用:打造更安全經濟的用能生態

  5月5日,在規劃展覽館南側停車場上,一個像集裝箱的綠色小屋為游客們展示著未來家庭用能模式。這是雄安供電公司打造的低壓直流屋——“綠能魔盒”。直流屋是由光伏、儲能、低壓直流母線以及家用電器負荷構成的用戶側直流生態系統,可為家庭提供綠色、安全、節能的用能體驗。

  “綠能魔盒”里,冰箱、電視、空調等家電一應俱全,看上去和普通家庭住房別無二致。不同的是,整個屋子的電器皆為低壓直流電器,屋內供電的不是220伏交流電,而是375伏和48伏直流電。其中,從屋外進入的藍色375伏直流線路一分為二,一路降壓至48伏,沿地面布線,而另一路則沿頂部行走,為空調等大功率設備供電。

  “這么做是為了防止觸電事故。48伏電壓不僅能滿足日常小功率電器,而且即使人體碰觸也沒有危險,而375伏直流電布在頂部,可以防止老人和小孩因誤碰觸電。”講解員陶珺函說。果然,用手輕觸一旁的48伏插孔,沒有絲毫感覺。

  解決了電壓等級不同的疑問,另一疑問擺在眼前:多年來我們用慣了的交流電,為什么要改成直流電呢?

  百余年前,愛迪生與特斯拉發生過一場著名的交直流之爭。彼時,由于火力發電為主要發電方式,且缺少遠距離輸電技術,以愛迪生為代表的交流電派獲得了勝利。時光流轉至今,隨著特高壓技術成熟,遠距離輸電不再是難題,而光伏等新能源發電為直流電,可直接為直流電器供電,免去了發電到輸電再到用電的兩次轉換,減少電量損耗。直流電的應用又獲得關注。直流屋優先使用屋頂光伏板所發電量,多余電量存儲在儲能裝置中,當儲能裝置儲滿,還可以將電量反向賣給電網。

  管控著屋內用能情況的依然是“智慧大腦”——CIEMS。它實時采集、監測、控制著直流屋的用能情況,實現對電源、儲能、家電的一體化智慧管理。此時,系統界面顯示著“今日光伏發電量19.48千瓦時,節省電費15元”。

  科技創新若只停留在概念展示,價值則大打折扣。低壓直流生態系統的概念也絕不僅僅停留在樣板。在4千米外的盈家長租公寓,它已經落地。

  公寓內,溫度適宜,清爽舒適。與市民服務中心的CIMES系統相比,家庭級終端界面簡單明了,不僅能查看水、電、氣用能數據,一鍵切換“在家、外出、睡眠”模式,還能實現物業費在線繳納和物業報修在線完成。

  根據《河北雄安新區規劃綱要》,雄安將建立租購并舉的住房制度。國家電網公司與阿里巴巴集團、雄安盈家等公司組建放心公寓聯盟,使家庭用電更安全、更經濟。

  低壓直流技術的應用也并不僅限于家庭,在市民服務中心長約6千米的景觀大道上,436盞直流路燈點亮了新區的夜晚。

  “直流智慧路燈與交流路燈相比首先是安全,直流路燈采用375伏直流浮地供電,大幅降低了安全隱患。”雄安供電公司供電管理中心副主任張龍海說。此外,直流智慧照明控制系統可實現分時段自動調節路燈亮度,讓前半夜亮度達到100%,后半夜降為50%,達到節能效果。

  雄安的創新應用不止于此。未來的雄安什么樣?這是一個讓人期待的問題。在這座“未來之城”,看得見的是科技,看不見的是理念。未來,它將給人們帶來更多驚喜。(張獻方)(《國家電網報》2019年05月13日第二版)

 

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