基于城市能源变革的智慧能源系统建设研究

（天津市普迅电力信息技术有限公司，天津 300241）

20世纪50年代以来，城市化进程不断加快，土地、能源、空间及清洁水等资源短缺，严重影响和制约现代城市的发展，环境污染、交通拥堵、劳动力过剩、住房紧张、人口老龄化及公共安全威胁等城市病给现代城市发展带来了严峻挑战。随着科学技术的不断发展，城市能源发生转型，在移动互联网的普及、人工智能技术的发展、电力系统的不断完善背景下，城市能源系统向自动化、智能化水平变革，是城市实现改造与能源转型的重要组成部分。目前，城市能源多采用具有互补性的分布式能源，如风能、太阳能、天然气等清洁能源，利用清洁能源可提高城市的能源利用率，配合“互联网+”智慧能源发展的建设思路，可打造经济新区惠民型多功能互补城市智慧能源系统，实现可持续发展。智慧能源用其科学合理的观念创新了城市发展的新思路，开拓了人们认识、发展城市智慧能源的新视角。

1 城市能源变革下智慧能源系统建设研究背景

智慧能源是近几年新兴的概念，智慧城市在多方面有不同程度的探索和发展。从能源角度看，对“新能源”的认知停留在浅显的认知层面，仍需继续探索。由于我国对智慧城市及新能源的相关知识了解较少，并缺少科学合理的指导理论，智慧城市未取得实质性发展，处于较为被动的边缘地带。我国共建设了将近300个智慧城市建设试点。

城市能源变革下智慧能源系统建设是发展的必然要求，城市升级和能源的变革，两者相辅相成。城市为能源发展提供场所，推进城市能源的发展可打破城市传统发展模式的惯性，实现城市升级和能源革命的双重变革，智慧能源系统是城市升级、能源转换的结合产物，能源行业、互联网行业等跨界的介入，智慧能源系统未来的发展前景广阔。

我国经济发展进入新常态的同时，在能源利用方面产生了较大的发展，经济高速增长已变为平稳发展，产业结构的调整得到了创新。传统意义上的能源消耗已经进行了本质上的转变，能源系统更注重质量，能源体系得到新的发展。新时期能源变化主要表现为以往的集中式能源转变为分布式，集中式供电的电能质量更优良、稳定，但集中式供电对电厂的容量要求高。相比传统集中式供电方式，分布式能源系统的规模小，可做到灵活配电，具有模块化、分散式的特点，但分布式能源不足在于并网难度较大，易对电网造成冲击，电力技术的不断进步，目前已能够有效解决分布式电源并网造成的波动。

进行城市规划建设时，电力部门应根据所在区域内的用电需求及能源资源，综合考虑电力的供给，合理配置各类电源和供能装置，提高能源的综合利用效率，保证投资运行的经济性，建设资源节约、环境友好的绿色城市。

2 城市升级与能源转型

能源转换驱动城市的升级带来了能源方式的变化，造成能源变革的原因在于城市升级蕴含的能源消费模式升级，需求的增加推动了能源发展，城市能源系统存在高排放、高能耗等问题，需要新的能源结构改变这一现象，同时拉动产业创新。智慧能源作为一种新型的能源形式，通过信息配置能源，建设共享开放的“能源＋互联网”管理体系。随着互联网连接能力的增强，能源网络成为未来能源系统的主要形态，电力部门利用“互联网+”模式，推动全社会实现绿色可持续发展。

建设“智慧能源＋互联网”的发展模式，可解决城市能源电力高消耗问题，可提高城市能源使用率，提高能源利用效率、优化城市能源结构、促进清洁能源开发利用，达到实现城市能源低碳化的目标。将来“能源＋互联网”会将用户需求作为发展理念，以达到提高能源实用率、促进能源合理分配、推进智慧能源城市建设进程的目标，保障智慧能源城市科学合理发展。

我国正处于发展的新时期，能源的转变是城市进一步发展的重要转变点，智慧能源系统的建立是创新的基础，可有效推动社会发展，有助于城市建设清洁、安全和高效的能源系统，实现可持续发展，为工业转型和城市现代化提供了新的发展方向。

城市的升级可更好地应对气候变化，解决生态问题，由于利用了较多的可再生能源，提升了对应的电气化水平、电网平台的能力，实现以“互联网+”为支撑，用户为中心的智慧能源系统，有助于进一步建立智慧城市，本轮能源的发展，可实现从单一驱动的模式转为深度结合大数据，利用互联网网络，实现云平台的跨界管理，不断创新发展模式。

在经济新常态的发展背景下，城市能源的发展成为城市升级的核心内容，城市智慧能源系统为进一步打造智慧城市建设提供新的思维，可辅助智慧城市建设拓宽发展路径，丰富城市产业链条。

城市能源发展逐渐成为城市升级中的重要内容，从基础、保障方面转变成重要、主动方面，为建立智慧城市提供新的思维、手段、方式等运行方法，更好地服务于智慧城市产业链。

3 创新智慧能源系统发展路径与重点内容

3.1 智慧能源系统合理配置资源

近年来，智慧能源城市发展在相关单位科学政策指导下，已经成为我国新型城市发展的方向，智慧城市建设使城市管理更科学合理、高效，使城市能源资源配置更合理、更节能。

城市智慧能源系统建设应总体布局，合理配置资源，因地制宜推进综合能源整体解决方案，互补式能源系统可做到合理配置小规模清洁能源，利用互联网技术，实现智能能源系统的建设，有助于建立能源系统区域系统框架。

发展新时期，电力部门应指导新能源与传统能源的结合使用，平衡集中式能源、分布式能源之间的矛盾，优化多种能源组合。相关部门应引导创建新的工业用户、新园区到新城市的建设，如建设工业园时，高峰期应接入分布式电力进行电力供给，保证各能源系统之间互相独立，但又紧密联系，加大可再生能源与新能源的占比，提高综合能源的利用率。

3.2 加强城市级综合能源系统规划

在智慧交通方面，新型交通在完善的基础设施条件下，通过精准的数据采集，支撑路网交通容量、需求、分析现状的方式，推动新型智慧交通创新发展。现有的道路交通网络模型，平面路网模型与非平面路网模型均采取一维线段代表道路，未精准地描述车道容量的具体信息。

对于客运中心，如高铁、火车站、飞机场等，应做好前期预算工作，考虑负荷计算及设备的变工况计算，尤其对冷热源机组容量的计算，需要做好过量设计准备，满足实际应用需求。由于高铁站、飞机场、码头等大部分远离城市中心，进行设计时，可考虑将分布式能源系统作为区域能源中心，达到多能互补协同发展的目的，可利用互联网技术，建设城市级综合能源服务平台。

目前，智能交通管理系统存在业务系统互不关联、道路交通数据的合格标准不统一、道路交通数据深入研究应用工具严重匮乏等问题，新型智慧交通将合理分配现有资源，完善智能城市建设。

为了降低城市园区的能源成本，立足绿色低碳能源转型大趋势，进行房地产开发时，应向住宅型综合智能能源系统发展模式发展，优化利用清洁能源，完善协同优化工作，推进跨能源系统耦合升级，合理配置储能，实现高效运行、与区域协调发展的目标。

4 结语

综上所述，城市经过智慧能源系统建设，城市的生活将发生较大变化，新时期，智慧能源对政府办公、互联网、交通、资源的合理配置等方面的优化均发挥了重要的作用。智慧城市是未来城市发展的主要趋势，在发展过程中，智慧能源是建设智慧城市的基础，应将发展智慧能源作为发展城市智慧能源的核心。新时期能源转型是我国发展转型的关键时期，智慧城市的管理过程中，会产生大量的数据信息，对齐进行梳理与分析，通过大数据的方式指导相关部门更好地服务大众。相关部门应做好智慧能源系统合理配置资源，加强城市级综合能源系统规划工作，实现智慧能源可持续发展。