基于能源建设影响智慧城市发展的研究

曲 锐 万中田 温纪营 王焕忠 郑瑞春

1. 广东电网有限责任公司佛山供电局，广东 佛山 528000

2. 佛山供电局电网规划中心，广东 佛山 528000

3. 广东南海电力设计院工程有限公司，广东 佛山 528000

2016 年3 月，国家能源局公布了首批56 个“互联网+”智慧能源（能源互联网）示范项目名单，正式开启我国智慧能源新时代。在城市化进程中，智慧城市的建设已迫在眉睫，尤其是面临越来越严峻的空气污染、交通拥堵等城市病，必须要推进智慧城市建设。同时，加强智慧能源建设与利用，能够全面拥抱“大数据”“互联网+”和“人工智能”等信息技术，真正将先进的信息技术手段融入能源生产、传输、存储、消费以及能源市场中，从而综合协调能源的供给，节省能源消耗的同时进一步提高能源的利用效率，对节能减排、改善城市环境等方面发挥着重要的作用。

1 智慧城市的内涵

智慧城市是数字城市、物联网和云计算等技术有机融合的产物。从技术手段上而言，智慧城市主要借助物联网、互联网、无线通信网以及IT 支撑等基础设施，充分发挥信息通信技术（ICT）的集成能力，构建产业的智慧化发展环境，形成基于海量信息和智能过滤处理的新的生活、产业发展、社会管理等模式，构建全新的智慧化应用环境，实现协同、高效、安全以及低成本的城市环境[1]。提到智慧城市，给我们的第一印象就是信息化建设，其中应用了大数据、互联网技术等，但是实际上智慧城市的目的就是打造宜居、舒适、安全的生活环境并实现城市的可持续发展，以便应对传统城市建设中所带来的城市环境恶化、能源消耗巨大等方面的问题，因此通过智慧城市的建设可以实现各种设施的智能化，真正实现城市的可持续发展，这样人类才能够实现进入更高阶段的社会生活。

2 建设智慧型城市区别于传统城市的特点

2.1 城市“信息孤岛”VS 城市信息深度交互

传统的城市建设一般会存在城市之间很难实现信息的共享等问题，城市的信息缺乏完整的数据库进行数据的整合收集，就好像是一个“信息孤岛”；智慧城市借助信息技术让各个城市之间进行数据的交互共享，在数据分析的过程中开辟出适合不同城市的发展道路。

2.2 普通城市设施VSAI 智能化的城市建设

传统的城市建设理念强调人与人的传统关系发展，就像邻里关系、同事关系等，但是智慧城市的建设使得人和人的社交变得更加便利和多元化，比如智能化服务机器人可以帮助人们寻找餐厅和卫生间等任何你想了解的地点，或者是一些户外商场的智能机器等。

3 智慧能源开发带来的社会变化

3.1 新能源汽车的出现，增加了出行选择

在国家优惠购买政策和不限号政策的大力鼓励和推动下，越来越多的新能源汽车进入到社会的方方面面[2]。新能源汽车主要是以电为驱动力，比传统的汽油或天然气等驱动燃料增加的环保，不会产生污染气体，也不会污染大气环境，使得城市环境得到了较大的改善。当前大多数城市的公共汽车基本已经采用了新能源，但是市郊汽车的普及力度还有待提高。

3.2 5G 网络基站建设，促进信息资源的传送

5G 技术的发展以及越来越多5G 网络基站的建设使得人们开始迈入更加快速和便捷的5G 时代，人们在生活中进行网络信息传输的速度会实现大幅度的提升，而且下载资源所需要的时间也将大大缩短，提高了工作效率。

3.3 人工智能技术改变人类生活

改变人类生活的技术已经慢慢浮现，其中人工智能技术所带来的变化更是天翻地覆，比如银行使用的服务机器人，或者是京东使用的送货机器人等，还有就是以小米为代表的一些家电，人们只需要手机就可以进行操作，极大地方便了人们的需求。

4 基于智慧能源建设的智慧城市发展现状

4.1 项目概述

十九大报告中，关于推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系建设成为现代社会发展进程中的重要任务，因此本地区开展了高端创新集聚区创建国际领先智慧能源互联网示范区专项规划，项目的开展在本地能源结构和布局，建设清洁、低碳、安全、高效的能源供给体系等方面发挥着重要的作用[3]。在智慧能源建设以及智慧城市建设理念的指导下，本项目主要以打造高端创新集聚区和高质量发展的生态宜居创新发展示范区为主要目的，并围绕这个目的大力发展该地区的智能电网建设、优化能源配置，通过现代能源保障智慧城市的建设质量，从而不断推进本地区经济、社会的高质量发展。

4.2 智慧能源建设

本项目在建设过程中形成的电力线路方案中利用了原有的线路有85km，除利用综合管廊通道外，还需新建220kV、110kV 电缆通道25km，新建10kV 电缆通道约120km。此次智慧能源的五大规划主题即低碳绿芯、智慧核心、智慧能源园区、智慧校园以及智慧小区。低碳绿芯从节能减排的角度出发，通过光充储一体化电站、光伏发电设施、智慧路灯等加大了对太阳能的利用力度，减少了不可再生资源的浪费问题；智慧核心则是通过打造可靠性核心区、促进变电站+5G 基站+数据中心站+充换电站+储能站+光伏站等多站融合以及建设综合能源管理平台的方式，促进能源的智能化发展，使之能够充分的融入智慧城市建设过程当中；智慧能源园区加大了对供电质量、安全等方面的管理工作，比如借助园区综合管理平台可以降低用户的综合用能成本、提高能源的利用效率、提高供电安全性，并且全面对变电站母线、开关、分布式电源、电动汽车充电设施、重要用户等监测点的电能质量进行监测、治理，保证了智慧能源建设的安全与稳定[4]；智慧校园则是以政府主导建设，其中彰显出浓浓的科技氛围，具体包括校园综合能源管理平台、智慧楼宇、低压交直流微电网等几部分，实现了能源的智慧应用；智慧小区是该地区的重要建设内容，其规模庞大，覆盖区域众多，几乎城市的每个角落都有居民小区，其在智慧能源的建设上主要就是推动“四网融合、多表集抄”，非侵入式智能装置监测智能电表的应用，家庭电气化、信息化、智能化，小区光伏，充电资源共建共治共享等等多方面，同时为了居民的能源使用方便还开办了智慧营业厅，业务开展高效、便捷，能够满足居民的服务需要。

5 基于智慧能源打造智慧的路径

智慧能源的建设发展是智慧城市建设的基础，因此在打造智慧型城市的过程中应该重视智慧能源的建设质量，具体包括以下几个方面。

5.1 创新光伏利用模式，促进光伏技术的发展

光伏技术能够直接将太阳的光能转换为电能，近些年来，光伏发电的生产能力不断提高，并广泛应用于交通、建筑、军事、医疗等各领域，在智慧能源的建设中，应该进一步创新光谷利用模式，全面推进分布式光伏工程，一是要大力建设屋顶光伏发电系统，其是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的屋顶以提供电力的一种能源利用方式，实现了“自发自用、余电上网、就近消纳、电网调节”的运营模式；二是创新各类“光伏+”综合利用商业模式，比如农业种植、渔业养殖、林业栽培等，实现光伏产业在其他领域的融合应用；三是建设光伏小镇和光伏新村，通过开展“人人千瓦光伏”示范工程，逐步推进光伏技术的应用范围；四是要实施光伏“领跑者”计划，促进先进光伏技术和产品应用，加快市场优胜劣汰和光伏上网电价快速下降。

5.2 集中攻关储能技术，鼓励建设储能系统

储能可以为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种服务，提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性，通过建设储能系统还能够进一步提高可再生能源的消纳水平，为分布式发电的发展提供基础，使得智能微网的建设更加完善，因此建设储能系统对形成现代的能源供给体系有着十分重要的现实意义[5]。在智慧城市的建设进程中，电力能源的稳定、高水平供给直接关系到城市建设水平，因此政府部门应该加强政策扶持与资金支持，集中攻关储能技术，一是要攻关一批具有关键核心意义的储能技术和材料，为储能系统的建设提供基础；二是要试验示范一批具有产业化潜力的储能技术和装备，推进风电储热、风电制氢等试点示范工程的建设，发挥其带头作用，并以点带面逐渐扩展到整个智慧城市的建设环节当中；三是要支持储能系统直接接入电网，探索建立储能容量电费和储能参与容量市场的规则机制；四是要鼓励居民用户加强对分布式储能系统的应用，实现能源互联网多能互补、多源互动，拓展电动汽车等作为分散电池资源的储能化应用。

5.3 借助信息技术，发展智慧能源

5.3.1 推进能源生产智能化

能源生产智能化是提高能源利用率、减少能源浪费并满足市场能源需求的中重要举措，一是应该就能源的生产实际建立起能源生产运行的监测、管理和调度信息公共服务网络，并利用网络联系能源产业链上下游企业的信息，保证对接信息的及时、准确，同时还要以此支撑电厂和电网协调运行，促进非化石能源与化石能源协同发电，逐步建成开放共享的能源网络；二是应积极使用大数据技术，分析、挖掘与预测电力设备的状态、电能负载数据等，从而开展精准调度、故障判断和预测性维护，提高能源利用效率和安全稳定运行水平。

5.3.2 建设能源互联网

能源互联网即以可再生能源为主体的“源—网—荷—储—用”协调发展、集成互补的互联网络，以此为目标不断发展分布式发电、储能、智能微网、主动配电网等关键技术，并建立起智能化电力运行监测管理技术平台，全面确保能源互联网的应用效果。

5.3.3 建造信息资源库，在一定范围内实现信息共享

数据也是一种资源，其能够为城市的发展指引方向，尤其是在智慧城市的建设过程中，必须要建立起信息资源库，并且保证数据的准确性、完整性与安全性，以便应用的时候方便调取。同时，互联网的发展也为信息共享提供了便利，因此在信息共享的情况下也更利于按照社会需要以及人们的要求打造智能化设施，从而建设起更加符合人们生活需要的智慧化应用，不断完善智慧城市的建设水平。

5.3.4 推广智慧化生活方式，实现生活的便利性

从生活方式进行转型也是智慧城市发展的重要环节，推广智慧化生活方式，要深入人民的生活当中，让人们逐渐适应智能的生活环境和方式，在生活的方方面面都能实现便利性，比如自动的洒水车、清洁扫地车等，代替了本来繁杂劳累的人工作业，实现简单劳动力的智能化替代。

6 结语

综上所述，智慧城市的建设是现代社会建设的重要任务，通过智慧能源的建设能够充分利用其现代信息技术以及光伏技术来完善智慧城市的基础设施，提高城市的智能化水平，让人们的出行、生活、工作都更加的便捷。在未来的城市化建设中，各地应该积极响应国家能源局推进多能互补集成优化示范工程,加快太阳能、风能、水电、生物质能等可再生能源的分布式开发利用，打造符合现代发展实际的智慧城市，不断提高人们的生活质量。