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智慧城市样板:“补脑” 是关键
价值中国推荐 2018-11-13 18:05 能源评论2018年第6期 解读此文 收藏此文

  文/张全

  从能源革命战略高度,绿色节能建筑是实现生态宜居的“载体”,需要智慧高效的能源管理系统这个最强“大脑”,也需要用能服务模式这个友好便捷的“触角”。

  《河北雄安新区规划纲要》指出,到2035年雄安新区将基本建成绿色低碳、信息智能、宜居宜业、具有较强竞争力和影响力、人与自然和谐共生的高水平社会主义现代化城市,到本世纪中叶全面建成高质量高水平的社会主义现代化城市,成为京津冀世界级城市群的重要一极,成为新时代高质量发展的全国样板。


  自5月初试开放至今,雄安市民服务中心仍在紧锣密鼓准备,虽然正式开放日期尚未确定,但这个位于容城县城以东、容东片区西南的“样板”,已经吸引了全世界的目光。这片有着14个足球场大小的地块,因为承担了新区公共服务、规划展示、临时办公、生态公园等多项功能,而被视为未来的雄安绿色智慧城市的起点和缩影。

  新区之“新”在于“以新破局”。新区建设绿色智慧新城的高起点、高标准定位,亟需能源系统突破传统的范畴和基本定位,以智慧、互动、高效为目标,在保障和驱动新区绿色发展、智慧运行这个更大的格局下发挥更重要的作用。

  能源管理体系:构建智慧高效的“大脑”

  能源管理智能化是新区践行能源革命战略、建设绿色智慧新城的关键支撑和重要抓手,堪称让能源聪明起来的“大脑”。应用大数据、云计算、物联网和人工智能技术,打造全景感知、自动控制、智能巡检的现代能源管理体系,可以提供优质能源和用能服务,提升能源资源利用效率和全社会资产利用效率,有效支撑雄安新区绿色智慧新城发展建设。

  建设面向智慧城市的能源系统全景信息平台是基础。建立能源数据标准化和平台化管理机制,实现能源系统的信息集成、数据治理和状态监测,与智慧城市系统交互信息、互为支撑。以信息平台为基础,运用大数据信息感知与人工智能等分析技术和虚拟现实、增强现实、人机交互等展示技术,实现能源系统规划、建设、运行、维护、调度和营销等全过程的全景可视化和智能决策,提升管理质量和效率。

  探索综合能源开放互动协调控制方案是关键。要以清洁、绿色、高效为原则,以“本地资源优先消纳、外来能源优化利用”为指导思想,对本地的地热、天然气、太阳能、生物质等能源以及外来电进行协调优化配置,挖掘储能、电动汽车等柔性负荷资源的互动潜力,支撑能源安全、清洁能源高效利用,实现调控技术手段从局域向广域、从单向至双向、从单一能源到多能互补的转变。

  建立综合管廊智能化高效建设运维体系是手段。利用综合管廊智能监测系统,覆盖新区所有综合管廊内设施设备,实现隧道环境状态和设备运行工况的实时监测、动态评估和灾害预警,减轻劳动强度,提高冷、热、电、气等设施设备的全景感知、在线监视和无人化操作水平。开展推广多种人工智能和先进巡检技术的工程应用,实现机器人对在设备各类隐患排查和故障的有效诊断中的广泛应用,取代日常人工巡检,提升设备巡检标准化、精益化、智能化水平,有效支撑对能源系统运行状态的可控、能控和在控。

  绿色节能建筑:实现生态宜居的“载体”

  推广绿色、节能建筑是新区实现节能环保、生态宜居的重要手段。在建设环节,大部分建筑物将采用被动式、装配式设计,从物理载体上具备了“低能耗”的属性;在使用环节,通过装置各类监测、计量、控制等系统设备和信息通信系统,以及大数据、人工智能等技术实现用能的智慧管控。打造内部节能环保舒适、外部与自然和谐共生的建筑典范,推动雄安新区成为国际一流、绿色、现代、智慧的城市样板。

  首先要总结市民服务中心的样板工程经验,以“节能建筑”、“绿色建筑”支撑“生态新城”发展。被动式、装配式建筑已在雄安新区市民服务中心得到落地应用,作为新区成立以来的首个基础设施项目,市民服务中心是未来智慧城市样板中的样板。通过这一建筑模式化解了建设工期短、建造标准高的双重挑战,更为重要的是实现了低碳环保、绿色宜居理念与实践的融合。

  被动式建筑是在规划中将建筑物与周围环境设计成自循环系统,充分利用自然资源创造宜居舒适的室内外空间,也就是说,建筑物通过自身来收集、储蓄、释放能量,而非通过机械设备来进行供能。其强调的是将自然通风、自然采光、太阳辐射等气候环境与各种高效节能技术相结合,尽量减少利用常规能源对房屋进行供热、制冷及照明,在保证人体舒适度的同时,满足绿色低碳、节能降耗的建造标准。

  装配式建筑同样具有节能环保的功能,另外还具备节省资源、方便安装、缩短工期等优点。装配式建筑的构件在工厂进行标准化生产,运到现场即可直接进行便捷组装,现场作业量大幅减少,施工周期有效缩减,施工环境大为改善。

  其次要开展楼宇智慧化管理,以“智能楼宇”助力“智慧雄安”建设。在智慧运维方面,使用大量节能高效设备,利用信息通信网络与集成设备控件,实现能源系统的实时监测与控制。通过自动监测各类电气与机械设备的运行状态,记录系统湿度、温度等各种参数及其变化趋势,进行故障自动识别、自动越限报警以及故障原因分析。在能源分析方面,结合大数据与人工智能技术,对楼宇能效情况、供需关系、能耗对标、经济社会效益等进行智能分析并生成运行报告,根据建筑用户需求制定最优能源使用方案。依托设备管理的可视化与能耗管理的数据化,全面实现楼宇的优化控制和智慧管理,营造环保舒适使用空间。

    用能服务模式:创新友好便捷的“触角”

    用能服务友好便捷、灵活互动是新区建设宜居宜业智慧新城、实现健康可持续发展的重要着力点。依托新一代智能表计100%覆盖、“多表合一”信息采集拓展应用、全方位绿色充电基础设施体系、“即插即用”并网设备,支撑用户信息互动、分布式电源/储能接入、电动汽车充放电等业务,实现用户对能源的深度感知和全面认知,使雄安成为多方参与、友好便捷的智慧城市典范。可以从以下几方面着手,打造新型用能服务模式的“触角”。

    应用新一代智能表计和“多表合一”信息采集装置。运用“互联网+”创新理念和精准计量与控制技术,全面建成能源计量一体化采集平台,提升计量装置的智能化、互动化水平,推动水、气、电、热集采集抄,实现能源计量数据集中管理和综合分析,为用户提供一张卡、一次交费、一站式的便利服务,提升社会公共服务资源利用效率和综合能源服务能力。

    建成需求响应管理服务平台。基于“大云物移智”等技术,以及能源电力价格杠杆等经济手段,通过用户用能行为分析、需求响应资源辨识与量化、负荷聚类与柔性调控,引导智能设备实时参与响应,支撑能源系统能效和设备利用率的提升,以及可再生能源的充分消纳,实现社会效益最优、各方受益、成本最低。

    构建全方位绿色交通互动服务网络。构建全方位、立体式、“无处不在”的电动汽车充电基础设施体系,打造1公里便捷公共快充圈,推动电动汽车充电基础设施对停车场所的全面覆盖,满足电动汽车充电需求;依托智能高效的车联网平台,创新“源-网-桩-车-位”智能互动模式,提升充换电设施智能化、互动化服务能力,实现绿色电力、电动汽车、用户等多主体的高效联接与全面融合,为用户提供便捷、智能、绿色的出行服务。

    构建一体化用能服务指挥平台。以提升用能可靠性和优质服务水平为重点,组建专业协同、业务融合的综合能源服务指挥机构,建设数据贯通、信息共享的用能服务指挥系统,进一步强化各类能源系统间的运检、营销、调控专业协同,兼顾纵向管控与横向统筹,压缩管理链条,全面提升事件预警、快速响应和服务管控能力,实现客户诉求“一站式”管理,解决服务群众“最后一公里”问题。

    (作者系国网能源研究院有限公司总工程师,电网所副所长。靳晓凌、博士张岩、张晨对本文亦有贡献)
责任编辑:Karen
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