广东金融高新技术服务区智慧能源示范项目建设的战略意义及发展方向分析

广东南海电力设计院工程有限公司 孙中兴

广东金融高新技术服务区（金融高新区）是广东建设金融强省战略七大基础性平台之首，是广东省人民政府批准的唯一省级金融后台服务基地。金融高新区定位金融后援基地及产业金融中心双战略，致力建设辐射亚太的现代金融后援服务基地和国家级产业金融试验区。金融高新区在能源互联网背景下，以智能电网为载体、以“互联网+”为手段，应用物联网、互联网、大数据等技术，建设具有智能可靠、友好互动、绿色高效特征的国际一流配电网。打造以智能电网为基础、信息化为依托、增强用户互动及服务水平的智慧能源互联网，形成可实施、可复制、可推广的典型经验。

1 智慧能源总体方案

鉴于金融高新区的定位及入驻用户对于电网的高可靠、高质量的供电需求，与巴黎、新加坡、东京、香港的城市定位和国际影响力相似，因此对这4座城市的配电网情况进行分析，总结国际一流配电网的主要特征，其一次网架、平均年停电时间、客户满意度分别为：巴黎，双环网/10分钟/88；新加坡，“花瓣形”合环/0.31分钟/86；东京，多分段多联络/2分钟/93；香港，二线合环/4.48分钟/79。巴黎、东京互动用户比例为70%，4城清洁能源消纳率均为100%，其智能化水平分别为：巴黎。配电网具备自愈能力，中压故障后2分钟内恢复70%的用户供电。通过需求侧响应，使负荷参与配电电网运行调度。支持分布式能源和新型负荷的自由接入；新加坡。配电网具备自愈能力，实现故障自动隔离和复电。通过需求侧响应，使负荷参与配电电网运行调度；东京。配电网具备自愈能力，中压故障后2分钟内恢复70%的用户供电。通过需求侧响应，实现每个用户削减15%左右的用电量。支持分布式能源和新型负荷的自由接入；香港。配电网具备自愈能力，能够实现故障自动隔离和转供电。逐步推广需求侧响应及节能服务。

巴黎、新加坡、东京、香港等发达城市均立足于本地区实际，选择了与供电可靠、经济效率和客户满意相关的指标作为衡量其建设运营水平的核心指标，只是在具体指标的选取侧重方面有所不同。为客观评价金融高新区电网与国际一流水平的差距，根据国际一流配电网的核心特质，结合国内外先进城市经验，选取了能够反映国际一流配电网“智能可靠、友好互动、绿色高效”三个维度的特征指标[1]。

应用智能电网和互联网技术，围绕智能配电和智能用电开展规划设计工作，以建设“智能可靠、友好互动、绿色高效”的，具有金融高新区特色的国际一流配电网和能源互联网服务体系，打造“以智能电网为基础、信息化为依托、增强用户互动及服务水平”的智慧能源互联网：智能可靠。重点开展高中压配电网规划、自愈配电自动化规划、通信网络规划、智能运维、电能质量的监控和优化提升；友好互动。重点开展智能用电小区、智能用电体验厅、电动汽车充电运营服务、自动需求响应建设工作；绿色高效。重点开展分布式能源规划、分布式储能规划、电动汽车规划、微网规划、综合能源管理、环境融合建设工作[2]。

2 智能电网及智能用电规划

坚强电网网架。按照“分层分区、互援互联”的组网思路和目标网架方向，进一步完善配电网网架结构，确保充分满足用电需求，提高供电可靠性。高压配电网：加快220千伏电源布点建设，进一步完善高压配电网网架结构，110千伏高压配电网按标准三T 接线组网，每个变电站主变都有来自不同线路的电源，从上级主网电源上保证可靠供电要求；中压配电网：10千伏中压网架实现N 供一备的标准接线方式，主干线分支线设置合理，配合配网自动化的配置合理进行分段。加强配电网的站间联络，提高变电站母线甚至全站停电时配网转供电能力。对部分高可靠性要求的用户探索10千伏合环供电方式的应用，给用户提供更高质量的用电体验；低压配电网：坚持网架结构简单清晰的大原则，配电房低压母线投入自投，对部分重要负荷根据需要建设低压环网。

配电自动化及通信网络规划。全范围推广应用国家863科技项目“配电网自愈控制技术研究”成果，采用就地与集中控制相结合的智能配电网自愈控制技术。通过就地网络式保护技术应用，在满足配网自动化“三遥”基础上，实现故障最小范围内就地切除和非故障区域的自动转供电，有效保证故障响应和处理能力。在主站方面，通过集中控制方式实现配电网转供电操作等运行方式的调整。统一采用光纤专网，支持光纤以太网闭环自愈功能，以及主环和分支环交叉组网功能，保证可靠通信。整合电网资源，实现网络基础设施的“共建共享”，在一条线上传输多种业务，电力服务、信息服务、社区服务等和谐地融为一体，各运营商可通过购买、共建或租赁获得电力光纤通道[3]。

智能运维规划方案。搭建一体化监控平台，充分利用生产管理信息系统、调度自动化系统、配网自动化系统、计量自动化系统、配网GIS 系统等数据资源，通过大数据处理及展示实现配电网停电管理、故障管理、负荷管理、设备管理、作业管理等方面的可观可控，有效指导和支撑配网安全生产管理。充分利用物联网技术构建传感测控网络，实现了设备温度、环境温湿度、SF6浓度、可见光和红外图像监视、安全警卫、火灾报警、消防火灾、采暖通风等辅助子系统的集成，联合自动化系统共同支撑并实现配电房的可观测、可控制、实时分析和决策，实现配电房的信息化、自动化、互动化。

智能小区规划。在原有传统用电业务办理的基础上，利用分布式清洁能源、电动汽车、配电自动化、电力光纤通信等智能电网技术成果构建新一代智能小区，开拓新型智能用电业务，为用户提供智能家居、电动汽车充/换电管理、分布式电源管理、能效管理等智能互动用电服务，引导客户积极和主动参与需求响应，从而达到电网与用户之间的智能交互，实现节能减排，提升服务质量和客户满意度。在金融高新区域内扩大智能用电互动试点范围，规划期完成万科湖岸小区（44户），保利花园2期小区（456户），时代廊桥小区（650户）的安装和接入，实现“多表集抄”及数据分析。通过扩大化试点建设的成果分析，探索并实行一套针对用电互动能产生直接经济效益的商业模式，建立起对应的运营机制和管理办法，提高客户综合能效水平。

智能用电体验厅规划。应用互联网信息等技术，结合智能家电设施和未来电能科技，建设智能用电体验厅。以客户为中心，实现电网与用电客户之间的交互响应，为客户提供一个方便、快捷、科学、高效、人性化的互动平台，实现快捷、高效的超值服务。以金融高新区业务及服务需求为导向，建设金融高新区智能营业体验厅，在营业厅里面部署一体化服务渠道，融合95598、网上营业厅、微信渠道、自助终端等功能，建立无人值班营业服务模式，简化业务办理程序，缩短客户办理业务时间。

自动需求响应建设方案。金融高新区用户以高档居住、商业、数据中心为主，需求响应主要以空调负荷为主。结合金融高新区分布式光伏发电和储能建设，各用户参与需求响应带来的负荷优化成为微网建设运行中不可忽视的因素。因此，需求响应对光伏微网储能配置的影响对光伏微网建设有着重要的意义。

3 “互联网+”智慧能源规划

3.1 分布式能源规划

金融高新区划分为A、B、C、D 四个区域，其中C 区的定位功能为绿色高效智慧型产业区，且存在大量工业用地，可一定程度避免遮挡情况，减少项目落地的难度。考虑到光伏布置后的检修通道、走线位置、间隔排布等情况，一般多晶硅组件可按照每1kW 光伏组件占地约10平方米进行估算，光伏组件所需场地约需50公顷以上，而C 区的工业用地仅为41.55公顷。即除工业用地外，也需采用商业服务业设施用地、居住用地、公共管理与公共服务用地等地块的部分低层房屋进行项目落点。

金融高新区采用典型方案的形式提出光伏发电的组建方案，形成500kW 和1MW 两种典型方案。其中500kW 可根据场地情况进行容量调减，适用于100kW～500kW 的分布式光伏系统建设；1MW 可根据场地情况进行容量调增，适用于1MW～5MW的分布式光伏系统建设。考虑到一般房屋的结构情况，适用于1000～5000平方米和10000～50000平方米的不同场地情况，基本可满足不同场地情况需求。

3.2 分布式储能规划

广东金融高新区作为广东省两个A+供电区域之一，更是佛山的核心区域，要求供电可靠性达99.999%，年均停电时间小于5分钟。金融高新区A 区重点布局商务办公、金融业用地，规划办公用地36.92公顷，占规划区总用地面积的59.56%，且负荷多为金融业和商业用户，并规划建设喜来登酒店，对于佛山市的城市形象提升具有名片效应。因此考虑在金融高新区A 区通过分布式储能的建设，进一步提升可靠性水平。按金融高新区总负荷12万kW、单次停电0.5h 计算，则相当于2万kW 负荷停电0.5h。按其中A 区的重要负荷为25%考虑，需为5MW 负荷提供至少0.5h 以上的电源保障。此外分布式储能应预留接入微网系统的软硬件接口，以便未来的发展中充分调用此类分布式储能资源。

目前储能系统受制造水平和材料技术水平所限，削峰填谷的运行经济收益较为一般，峰谷电价差达到0.8元/kW 以上时才有投资成本回收的可能。因此在目前的电价体制下，利用储能系统进行削峰填谷的作用有限。建议探讨储能在削峰填谷方面的成本、电价、补贴等经济性。一旦未来电价改革或储能补贴放开或制造成本下降后，储能将迎来蓬勃发展。如希望推动储能在特定区域发展，也可以考虑在特定地区配置储能补贴或给予夜间优惠充电电价等方式，对储能的发展进行鼓励。

3.3 综合能源管理

发掘电能替代潜力：通过分析企业的用能结构，结合用户行业特征建立评价模型，分析电能替代的机会。以能源管理系统的数据为支撑判断节能改造的方向和空间，为企业提供节能改造的增值服务；冰（水）蓄冷：利用阶梯电价差在金融高新区推广冰蓄冷项目，夜间制冷白天使用，把白天的高峰用电转移到夜间，节省电网供电容量，提高电网的可靠性，节省电网供电容量；中央空调、制冰机余热回收：以制冷机冷却循环水余热结合水源热泵系统回收热能，制出热水供生活使用。

能效电厂：引导金融高新区内企业利用中央空调主机的运行特征参与需求响应，向金融高新区内企业与居民推广节能绿色照明与节能产品，减少电能浪费。能效电厂建设改造方向是永久性节约电力：供配电节能类。变压器更换项目，无功补偿项目，自动三相不平衡负荷调节项目，谐波治理；建筑节约电力类。绿色照明项；能源综合利用项目。余热/余压利用、可再生能源等分布式发电项目，余热/余压利用、可再生能源替代电能项目，能量回馈应用项目；其他节电改造项目如管理节能等。

节能综合服务：为金融高新区内企业提供节能诊断、节能咨询、能源审计、节能技术与项目、能效评价等综合服务，为居民提供智能家居整套服务（用户能效服务试点。选取2户客户开展客户用能诊断服务，为客户提供能耗分析建议；蓄冷试点建设。开展客户需求调研，推动能源服务公司蓄冷项目实施）。

3.4 环境融合

新建变电站及配电房均按照与周边环境相融合进行设计；完成金融高新区所有户外配电房外观改造，与周边环境融合；积极应用新技术、新设备、新材料和新工艺，将智能、高效、可靠、绿色等理念融入到电网工程建设中，促进3C 绿色电网的建设和发展，做好绿色变电站建设，其中绿色一级变电站建设达到100%。

3.5 智能运营综合信息监控平台建设方案

通过“互联网+”智慧能源规划及创新、清洁能源的接入与利用、电能替代、智能运营综合信息监控平台、区域多微网、综合能源管理、电动汽车等最新理念与重点项目的展示，配合多点触摸交互、三维投影沙盘、艺术模型、投影幕墙与球形投影等大量国际先进的多媒体技术，直观生动的诠释了“互联网+”智慧能源理念，让参观者体会到全“互联网+”智慧能源对人类可持续发展所带来的巨大推动作用，从而让更多单位和社会各界人士能够主动参与到能源变革的行动中来，为我国乃至世界能源的永续发展做出贡献。

综上，通过金融高新区智慧能源示范项目的建设，为区域企业提供可靠的电力保障与优质的电能质量，满足区域居民用户提供个性化电力需求与能源一体化服务，推动金融高新区可持续发展与佛山城市智慧建设；同时在南方电网公司体系内率先建设出国际一流智能配电网工程，成为公司传播企业价值观念、展现智能配电网建设成果、推广新技术工程应用、推进企业管理与服务模式变革的先进示范基地。