能源變革是城市發(fā)展的必然選擇。在能源需求量大和能耗密度大的上海，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和城市能源互聯(lián)網(wǎng)示范建設(shè)正在試點(diǎn)開展，通過構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的城市能源互聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施、實(shí)施多種能源高效轉(zhuǎn)換、升級(jí)城市公共設(shè)施功能系統(tǒng)等措施，上海能源消費(fèi)不斷升級(jí)，能源利用效率大幅提升，市民用電更舒心。如今，新的用能場(chǎng)景正在重構(gòu)上海的能源生態(tài)，一棟樓、一輛車、一個(gè)社區(qū)……每個(gè)用能主體都變得“聰明”起來。
有了虛擬電廠，一棟樓也能成為一個(gè)“發(fā)電廠”
12月5日9時(shí)~11時(shí)，上海一批特殊的“電廠”將準(zhǔn)時(shí)“發(fā)電”，這是它們今年第六次參與虛擬電廠綜合響應(yīng)。今夏用電高峰時(shí)期，這些不燒煤、不燒氣、看不見廠房的“電廠”曾經(jīng)釋放出11萬(wàn)千瓦的電能，為緩解上海地區(qū)的用電緊張局面作出了貢獻(xiàn)。
創(chuàng)興金融中心就是其中之一。這座距離外灘僅2公里的辦公大樓，如何由耗電大戶變成了“電廠”呢？
8月9日12時(shí)，創(chuàng)興金融中心的能源控制系統(tǒng)大屏幕上閃出一條指令：“請(qǐng)調(diào)整適當(dāng)?shù)挠秒娫O(shè)備運(yùn)行模式?！贝撕螅瑹o(wú)須人工操作，大樓自動(dòng)關(guān)閉了冷水機(jī)組、冷凍泵等設(shè)備，大樓的用電負(fù)荷在兩個(gè)小時(shí)內(nèi)下降了653千瓦。
這一天，包括創(chuàng)興金融中心在內(nèi)的137棟商業(yè)樓宇、608家工業(yè)客戶，以及10臺(tái)充電樁，共755個(gè)用電客戶參與了上海市迎峰度夏虛擬電廠全域綜合響應(yīng)行動(dòng)。在不影響人體舒適度的情況下，調(diào)節(jié)空調(diào)溫度、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、送風(fēng)量；在不影響大樓安全的情況下，調(diào)節(jié)電梯的運(yùn)行方式；將充電樁的充電模式由快充變成慢充……
這些閑散的電能被集中起來做什么？眾所周知，在電力系統(tǒng)中，發(fā)電和用電幾乎是同時(shí)完成的。但由于用電需求隨時(shí)變化，白天用電多，夜晚用電少；夏天用電多，冬天用電少，這就要求電廠高峰期多發(fā)電、低谷期少發(fā)電，以保障供需平衡。但若一味通過擴(kuò)建電廠來滿足尖峰時(shí)段的用電需求，便會(huì)在用電低谷期產(chǎn)生巨大的浪費(fèi)。在繁華的大城市，用能峰谷差尤為明顯：2018年，上海電網(wǎng)用電負(fù)荷最大峰谷差約1190萬(wàn)千瓦，調(diào)峰矛盾凸顯。
如何讓城市用能更高效、更經(jīng)濟(jì)，成為上海能源變革的一大訴求。具備能源供需友好互動(dòng)功能的虛擬電廠應(yīng)運(yùn)而生。
虛擬電廠并不真正發(fā)電，它是一套控制與優(yōu)化系統(tǒng)，可以將多種用電設(shè)備、各個(gè)火電機(jī)組，甚至是電動(dòng)汽車、風(fēng)電場(chǎng)、光伏板、儲(chǔ)能設(shè)備等聚合起來，基于先進(jìn)的控制、計(jì)量、通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電和用電自我調(diào)節(jié)，一起合力完成削峰填谷的調(diào)節(jié)任務(wù)。
虛擬電廠的每次運(yùn)行，都要經(jīng)過周密組織。在國(guó)網(wǎng)上海電力需求側(cè)管理中心的虛擬電廠運(yùn)行管理與監(jiān)控平臺(tái)上，每隔幾分鐘，客戶的發(fā)電數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)上傳。需求側(cè)響應(yīng)中心負(fù)責(zé)人鄭慶榮介紹說，該平臺(tái)具備虛擬電廠注冊(cè)管理、精準(zhǔn)負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電任務(wù)調(diào)度執(zhí)行、發(fā)電效果考核、發(fā)電能力實(shí)時(shí)上報(bào)、運(yùn)行效果輔助決策等功能，“簡(jiǎn)單說，它是虛擬電廠的大腦，可以將碎片化的負(fù)荷進(jìn)行重組，從而打造出全新的電力負(fù)荷調(diào)度模式?！编崙c榮說。
與“最強(qiáng)大腦”協(xié)同工作的，還有成千上萬(wàn)個(gè)神經(jīng)末端。虛擬電廠運(yùn)行管理與監(jiān)控平臺(tái)上連接著2.85萬(wàn)個(gè)10千伏以上用電客戶的負(fù)荷管理終端，這些終端連著數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的智能計(jì)量監(jiān)測(cè)裝置，這些裝置能響應(yīng)“大腦”的指令，在同一時(shí)刻按照預(yù)設(shè)方案“發(fā)電”。
“安裝在客戶側(cè)的智能計(jì)量監(jiān)測(cè)裝置可以24小時(shí)記錄大樓的照明、空調(diào)、電梯等設(shè)備的能耗，并回傳到監(jiān)測(cè)平臺(tái)上?！必?fù)責(zé)運(yùn)維黃浦區(qū)商業(yè)樓宇能耗在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)的上海騰天節(jié)能公司副總經(jīng)理張皓告訴筆者，目前，在上海商務(wù)樓宇最為集中的黃浦區(qū)，已有258棟樓宇實(shí)現(xiàn)了能耗在線監(jiān)測(cè)，僅創(chuàng)興金融中心一家樓宇就鋪設(shè)了近百塊智能電表，年監(jiān)測(cè)用電量780萬(wàn)千瓦時(shí)。
上海虛擬電廠的潛力巨大。上海有近3000棟商業(yè)樓宇，如果將這些樓宇的可調(diào)節(jié)電能集中起來，相當(dāng)于新建了一臺(tái)100萬(wàn)千瓦容量的火電機(jī)組。用這樣一個(gè)看不見的超級(jí)電廠參與電力調(diào)度和市場(chǎng)交易，相當(dāng)于節(jié)省發(fā)輸變電建設(shè)投資110億元，減少占地2000公頃?！凹饶軠p少電源建設(shè)，得到一個(gè)穩(wěn)定、可控的大電廠，又為人們創(chuàng)造了良好、舒適的生活環(huán)境，可以說實(shí)現(xiàn)了雙贏。”鄭慶榮說。
實(shí)惠還不止這些，“發(fā)電”的樓宇也能得到不錯(cuò)的收益。
8月9日，創(chuàng)興金融中心的業(yè)主點(diǎn)擊微信公眾號(hào)“智慧能源在線”，手機(jī)屏幕上，當(dāng)日大樓的用電削減量、補(bǔ)貼單價(jià)、補(bǔ)貼金額都列得清清楚楚。
“大樓業(yè)主以出售電量的形式獲得補(bǔ)償?！编崙c榮告訴筆者，目前虛擬電廠的交易規(guī)則正在完善中，將研究制定更靈活、更市場(chǎng)化的計(jì)價(jià)模式，從而吸引更多樓宇參與“發(fā)電”。
好的激勵(lì)機(jī)制、簡(jiǎn)單的交易流程，讓用戶參與電量交易，就像在電子商務(wù)平臺(tái)上買賣商品一樣方便?！皡⑴c虛擬電廠需求側(cè)響應(yīng)的用電客戶越來越多，光創(chuàng)興金融中心一個(gè)樓，今年就獲得了10萬(wàn)元以上的收益。這些收益包括供電公司的補(bǔ)貼，還包括政府的獎(jiǎng)勵(lì)?！睆堭┱f。
虛擬電廠是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實(shí)踐的一個(gè)典型案例，在這一理念和技術(shù)的幫助下，上海正在快速優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。鄭慶榮說，今后，上海虛擬電廠最快可以在幾分鐘內(nèi)做好啟動(dòng)準(zhǔn)備，將更多類型的需求響應(yīng)資源接入平臺(tái)，讓每一千瓦時(shí)電能發(fā)揮更大作用、創(chuàng)造更大價(jià)值。
車網(wǎng)互動(dòng)，電動(dòng)汽車也能為你賺錢
沒裝光伏板、沒裝智能插座，普通家庭能否與電網(wǎng)雙向互動(dòng)呢？可以！在上海嘉定區(qū)安亭鎮(zhèn)的電動(dòng)汽車車主，已經(jīng)嘗到了賣電給電網(wǎng)的甜頭。
上海嘉定安亭鎮(zhèn)，這個(gè)上海汽車工業(yè)的發(fā)祥地正在打造“汽車未來小鎮(zhèn)”：上汽新能源汽車工廠里每分鐘生產(chǎn)一輛純電動(dòng)汽車，EV-AI智行港內(nèi)集中展示了國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的電動(dòng)汽車充電形式。
上海國(guó)際汽車城里的V2G充電樁 王霄峰 攝
11月20日，一輛大巴車開進(jìn)上海汽車博覽公園的EV-VI智行港。一群來自日本的汽車工程師們來這里參觀國(guó)家電網(wǎng)有限公司的智慧能源充電樁，學(xué)習(xí)中國(guó)先進(jìn)的電動(dòng)汽車充電技術(shù)。
在EV-AI智行港內(nèi)，十幾臺(tái)充電樁整齊排列，其中兩臺(tái)體型龐大的充電樁與眾不同。這兩臺(tái)充電樁是V2G充電樁，在電網(wǎng)削峰響應(yīng)行動(dòng)中，它們成為汽車向電網(wǎng)反向送電的橋梁。
V2G，即Vehicle to Grid，V2G充電樁不僅具備常規(guī)充電樁由電網(wǎng)向汽車充電的功能，還可反向讓汽車電池中的電能上網(wǎng)?！癡2G模式下的電動(dòng)汽車，更像是一個(gè)可以移動(dòng)的具備儲(chǔ)能功能的電器。晚上電力相對(duì)富余、電價(jià)也較低時(shí)給汽車充電；白天電力相對(duì)緊張、電價(jià)也較高時(shí)可以賣電到電網(wǎng)?！眹?guó)網(wǎng)上海嘉定供電公司營(yíng)銷部副主任林韜說。
12月3日，在上海國(guó)際汽車城工作的劉先生手機(jī)上接收到一條信息，電網(wǎng)邀請(qǐng)他參與12月5日的需求響應(yīng)行動(dòng)，將他的愛車?yán)飪?chǔ)存的電能反向送給電網(wǎng)?！癊V-AI智行港的雙向互動(dòng)充電樁最高放電功率50千瓦，我的車子‘發(fā)電’一個(gè)小時(shí)，最多能產(chǎn)生50千瓦時(shí)的電量。如果每天都能‘發(fā)電’一兩個(gè)小時(shí)，一年下來我能收到幾千元的收益?！眲⑾壬嬖V筆者，這不是一筆小數(shù)目，甚至都能補(bǔ)足電動(dòng)汽車和燃油汽車之間的差價(jià)了。
在日本一家汽車公司工作的周女士也對(duì)V2G很感興趣，她告訴筆者，中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)將電動(dòng)汽車作為能量?jī)?chǔ)存工具，并探索V2G模式下電動(dòng)汽車對(duì)電網(wǎng)的削峰填谷的作用，是具有前瞻性的?！俺汕先f(wàn)的電動(dòng)汽車如果都能與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng)，會(huì)使電網(wǎng)系統(tǒng)更加穩(wěn)定?！敝芘空f。
車網(wǎng)互動(dòng)能產(chǎn)生多大價(jià)值？國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車公司上海分公司專責(zé)顧蓉給筆者算了一筆賬：“如果以每輛電動(dòng)汽車快速放電50千瓦計(jì)算，1萬(wàn)輛電動(dòng)汽車同時(shí)放電，可解決電網(wǎng)最高峰需要的50萬(wàn)千瓦的電力負(fù)荷。”
目前，國(guó)網(wǎng)上海電力與國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車公司共建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)智慧充放電示范試點(diǎn)，依托智慧能源系統(tǒng)、智慧車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開展技術(shù)驗(yàn)證和綜合展示，驗(yàn)證不同品牌、不同類型的電動(dòng)汽車與V2G充電樁等設(shè)備的互操作性。通過V2G技術(shù)，深入挖掘動(dòng)力電池儲(chǔ)能價(jià)值，將電動(dòng)汽車、智能充放電樁打造成友好互動(dòng)、共享互利的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)端口，營(yíng)造活躍、便捷、共享的電動(dòng)汽車服務(wù)新生態(tài)。
社區(qū)里的智慧用電服務(wù)，給市民妥妥的安全感
城市治理中，安全、有序兩個(gè)詞尤為重要。在上海的經(jīng)濟(jì)文化核心徐匯區(qū)，精細(xì)化的供電服務(wù)給這里的市民帶來妥妥的安全感。
“徐匯區(qū)淮海中路1850號(hào)武康大樓602號(hào)老人家用電數(shù)據(jù)異常，偏離率超過50%。”近日，一條預(yù)警信息出現(xiàn)在國(guó)網(wǎng)上海市南供電公司家庭智慧能源網(wǎng)關(guān)平臺(tái)上，工作人員接收信息后一面迅速聯(lián)系老人家屬，一面趕往老人家現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)情況。
武康大樓始建于1924年，這棟設(shè)施相對(duì)陳舊、居民以老年人居多的大樓，如今成了上海首棟現(xiàn)代化智慧用電住宅樓。
大樓加裝了一套家庭智慧網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析，能推演客戶的住家生活習(xí)慣，家中電器設(shè)備如果有什么安全隱患，也能夠及時(shí)推送提醒。系統(tǒng)還可以對(duì)電器進(jìn)行能耗診斷，給居民一些節(jié)能建議。大樓樓道的電表箱也能對(duì)電氣火災(zāi)隱患實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，與社區(qū)、消防聯(lián)動(dòng)，一旦發(fā)生電氣火災(zāi)，及時(shí)預(yù)警，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)治理的一網(wǎng)聯(lián)動(dòng)。
在徐匯區(qū)的另一個(gè)公租房小區(qū)內(nèi)，私家車有序充電給這里的居民了帶來了實(shí)惠。
11月19日22時(shí)，馨逸公寓小區(qū)內(nèi)，智能充電樁自動(dòng)調(diào)整輸出功率，自動(dòng)為電動(dòng)汽車充入30千瓦時(shí)的電量，按照夜間半價(jià)電計(jì)算，單次充電節(jié)省了9元錢。
在居民小區(qū)試點(diǎn)有序充電技術(shù)，是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)在用戶側(cè)的創(chuàng)新實(shí)踐，也是提升城市供電服務(wù)能級(jí)的重要舉措。車主可以在手機(jī)端預(yù)約充電，根據(jù)自己需要自由選擇充電時(shí)間。智能充電樁還可以全面感知小區(qū)用電負(fù)荷變化趨勢(shì)，優(yōu)化調(diào)度車輛的充電時(shí)間和充電功率，保障小區(qū)用電安全。
有序充電設(shè)施能極大提高社區(qū)的用電安全。此次試點(diǎn)的馨逸公寓是徐匯區(qū)重點(diǎn)建設(shè)的公租房示范小區(qū)，總戶數(shù)近2500戶，小區(qū)內(nèi)電動(dòng)汽車數(shù)量多，充電需求較大?！叭绻@些電動(dòng)汽車晚上回到家，都來充電，會(huì)影響小區(qū)的電能質(zhì)量。在小區(qū)建設(shè)智慧充電樁，車輛的充電時(shí)間和充電功率能被自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以有效削減社區(qū)的最大負(fù)載。”國(guó)網(wǎng)上海市南供電公司新業(yè)務(wù)發(fā)展專職沈嘉怡介紹說。
筆者在馨逸公寓地下車庫(kù)見到，個(gè)人充電樁分散在車庫(kù)的各個(gè)角落，品牌繁多，有些充電樁的金屬零部件已經(jīng)生銹，存在很大的安全隱患?！皞€(gè)人充電樁非常不好管理，將充電樁納入統(tǒng)一配建，既滿足了居民的充電需求，又能消除充電隱患?！蔽飿I(yè)經(jīng)理說。
