面向新型城镇的能源互联网关键技术及应用

　　6月7日9时，南瑞集团有限公司配电技术分公司智慧能源部专责蒋铃开展能源互联网综合管控与服务平台的功能试验。蒋铃借助源荷预测子系统监测到光伏发电将在10时到12时45分期间大发、完全消纳存在压力，随即通过运行优化子系统，生成亚奥精密机械有限公司等三家电热客户的调节方案，改变了区域内用电负荷曲线，助力实现了新能源大发时段电量的100%消纳。这是南瑞集团新型城镇能源互联网示范工程建设方案措施的一次具体应用。

　　能源低碳发展和高效利用在我国新型城镇化建设中具有重要意义。3月下旬，南瑞集团牵头承担的国家重点研发计划项目“面向新型城镇的能源互联网关键技术及应用”通过工信部综合绩效评价。项目建成了分别具备我国南方、北方典型特征的新型城镇能源互联网示范工程，并研发了面向新型城镇的能源互联网综合管控与服务平台，提升了城镇清洁用能占比和综合能效。自2019年起，能源互联网综合管控与服务平台陆续在浙江、湖南、陕西、北京、天津、江苏等21个省份应用，社会效益和经济效益显著。

　　新型城镇需要低碳高效的能源系统

　　今年3月，国家发展改革委印发《2022年新型城镇化和城乡融合发展重点任务》，围绕新型城市建设提出一系列举措，其中包括提升智慧化水平和推进绿色低碳发展。《2021年新型城镇化和城乡融合发展重点任务》中也明确提出要建设低碳绿色城市，控制城市温室气体排放，推动能源清洁低碳安全高效利用，深入推进工业、建筑、交通等领域绿色低碳转型。

　　近年来，我国城镇化进程持续推进。传统城镇能源系统存在能源资源消耗强度大、综合能效偏低、碳排放压力大、供需互动不足等共性问题，新型城镇化需要更清洁高效的能源系统。能源互联网具有互联互通、产销一体、交易多元等特点，依托能源互联网的新型城镇能源系统打破各种能源流之间的壁垒，能够使电、热、冷等能源互联互通，大幅度提升能源系统效率。

　　2018年，在科技部、工信部以及国家电网有限公司的指导和支持下，国家重点研发计划“智能电网技术与装备”重点专项“面向新型城镇的能源互联网关键技术及应用”启动。南瑞集团牵头，联合天津大学、浙江大学、国网经研院、国网天津电力等16家单位，围绕规划、运行、交易、评价、示范工程等方面开展技术协同攻关和成果转化应用。项目研究历时3年，投入专业人员500余人，旨在形成新型城镇能源互联网综合解决方案，助推我国新型城镇化发展和能源清洁低碳转型。

　　创新技术为城镇能源低碳发展提供新模式

　　今年1月6日，天津电力科学研究院电网技术中心专责吴磊和天津城东供电公司营销部专责赵学明通过天津北辰能源互联网综合管控与服务平台，对多端口信息交互装置下发了系统侧调度指令。装置连接的相变蓄热模块等多能设备，依据装置内部协同自律控制策略进行实时响应，调整自身用能或出力计划，提升了天津市辰锋电力安装有限公司供暖设备的清洁性。

　　面对我国新型城镇的多元用户供需互动需求，南瑞集团创新提出了能源互联网规划-运行-交易-评价理论体系，研发了国内首套面向新型城镇的能源互联网综合管控与服务平台和多能转换协调控制系列装置，形成了从共性关键技术到典型应用示范的全链条解决方案和完整的技术装备体系，助力我国新型城镇综合能源体系建设。

　　“项目是围绕新型城镇能源系统规划和优化运行、分布式源荷不确定性与市场化交易两方面关键问题开展技术攻关与示范应用的。”项目核心技术人员、南瑞研究院专家杜炜介绍。在规划与优化运行方面，项目通过构建多能协调优化的调度架构，实现了电、热、冷、气多能流系统的自律协同优化运行与控制，提升了示范区综合能效水平和清洁能源占比。在源荷预测与交易模式方面，项目构建了新型城镇分层市场架构与多阶段P2P交易模式，促进了分布式可再生能源的就近消纳。项目还研发多能信息交互装置，实现了多能信息采集和区域自律协同运行;研制交直流双向变流器、多端口电能变换装置和即插即用型储能变流器，实现了区域级、用户级电力设备和储能装置的物理互联和协同控制。

　　以示范工程建设探索城镇能源互联网技术及应用

　　在“面向新型城镇的能源互联网关键技术及应用”项目中，南瑞集团围绕综合能源规划、运行、交易、评价全环节服务形成了总体建设框架和系列技术成果，为城镇能源低碳发展提供了新模式。相关成果分别在天津北辰和江苏扬中应用，助力建成北方清洁供热和南方绿电消纳两个典型示范工程，填补了新型城镇应用能源互联网关键技术的空白。

　　天津北辰示范工程所在的大张庄镇地处华北腹地，产城互动特征明显，区域内多种业态集中，用热需求量大，处在国家北方地区清洁供暖试点城市示范区内。

　　今年年初，南瑞集团、天津电科院等技术人员在天津北辰示范工程的燃气三联供能源站和相变蓄热站开展了冬季典型场景联合优化运行试验，验证了能源互联网综合管控与服务基础支撑平台、运行优化子系统、燃气三联供能源站、相变蓄热站之间的实际联合运行能力。

　　天津北辰示范工程占地约20平方千米，以清洁供热与综合用能提升为目标，投产了12万千瓦北宸华电分布式三联供能源站、6320千瓦时的相变蓄热站，以及交直流充电站、智慧需求响应等项目。示范工程通过部署能源互联网综合管控与服务平台，安装多能信息采集终端，实现区内互动设备全面接入。经过近3年的建设，该工程已接入平台用户366户，互动电力负荷达到62550千瓦。示范区综合能效相比工程建设前提高了14.06个百分点，清洁能源占比达到49.43%。

　　从天津一路往南，来到地处华东平原的江苏扬中市新坝镇，这里则坐落着以绿电消纳为特色的江苏扬中示范工程。

　　2021年9月19日，南瑞集团和扬中市供电公司的技术人员共同完成了扬中能源互联网综合管控与服务平台运行优化功能试验。在试验中，运行优化功能模块生成储能电站下调150万千瓦的指令，15时50分开始执行，维持5分钟。系统及时准确完成了响应，准确率达到100%，响应时间小于3秒，成功实现兆瓦级集中式储能电站在能源互联网综合管控与服务平台内可调。

　　新坝镇城乡一体化发展程度高，以太阳能为主的可再生能源充足，绿电发展潜力巨大。南瑞集团项目组明确了以清洁高品质绿电消纳为目标的扬中示范工程建设方案。示范工程坚持“清洁替代、能效提高、面向增量、合作共赢”的发展理念，建设了能源互联网综合管控与服务平台、交直流混合微电网、分布式储能系统、社区用户微网群能量管控平台、智慧用能需求响应、配电物联网等重点项目。经过近3年建设，江苏扬中示范工程占地面积达到34平方千米，接入平台用户249户，互动电力负荷达61260千瓦。示范区综合能效比建设前提高了11.3个百分点，清洁能源占比达到34.39%。

　　在能源清洁低碳转型的大趋势下，南瑞集团在新型城镇能源互联网建设领域持续发力，进一步挖掘海量能源信息价值，聚合全系统灵活性资源，应对高不确定性与多能耦合环境下城镇综合能源系统的分析与运行难题，更广泛应用新型城镇能源互联网示范工程建设方案的措施，助力“双碳”目标落地。(作者：杨渺 王俊 王海龙 摄影：王俊)