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新的城市能源生态系统中,能量可以实现双向流动。国网江苏电力供图
江北智慧能源综合体效果图。江苏南京供电公司供图
在江苏南京,长江天堑将六朝古都一分为二,长江以北,被当地人称之为“郊区”。在过去,因长江的阻力,江北地区技术水平低下,经济落后;如今,天堑变通途,筑巢引凤的江北新区变身为江苏省的“智造”新高地。
4月8日,记者穿越长江隧道,驱车30分钟后,来到江北新区的龙王山北侧,这里正在建设江北新区智慧能源物联网示范区。未来,示范区建成后,江北新区的单位GDP能耗将降低至0.45吨标煤/万元以下,核心区供电可靠率达到99.999%,年均停电时间小于5分钟,将成为综合能效指数最高的国家级新区。
在这个智慧能源物联网示范区工地上,江北综合能源服务站已经开始当天紧张的施工作业,一根根桩基被深深打入地下。这座包含了变电站、储能电站、数据中心等的智慧能源综合体将在今年年底建成,届时,将成为国内首个城市能源综合体。这里将探索传统电网与新型泛在电力物联网设备的深度融合,将彻底改变传统的城市电力能源生产消费模式,让用户享受到更经济、更高效、更绿色、更安全的能源供应。
建设我国最大的城市“蓄电池”,让“退役电池”重新上岗
翻开江北综合能源服务站的设计蓝图,白色“格子间”一排连着一排。这些“格子间”虽然不起眼,但它们小小的身体里面蕴含着满满的能量,将成为我国最大的电化学储能电站。
据了解,这个正在建设的储能电站最大充放电功率将达13.088万千瓦,总存储容量26.86万千瓦,储存的电能相当于一个25万千瓦的发电厂一个小时的发电量,够130个家庭用上一年。
电能作为清洁的二次能源,一直以来无法大量存储,必须即发即用。储能电站是优质、可靠的毫秒级控制响应资源,它就像一个大型的充电宝,在电力充裕时候充电,在电力出现缺口的时候放电。根据测算,江北储能电站建成后,可在每天用电高峰期间提供电量50万千瓦时,满足22万居民生活用电。此外,该储能电站还能发挥调峰调频、负荷响应、黑启动服务等作用,缓解用电高速发展与电网高质量发展带来的供需矛盾。
江北储能电站还有一个亮点:国内首个梯次利用。梯次利用是指将新能源汽车等淘汰下来的“退役电池”进行返厂维修,达到可利用标准后进行循环使用,有助于大幅提升储能电池的经济性。
据了解,江北储能电站共利用“退役电池”总容量为7.5万千瓦时,其中包含磷酸铁锂电池4.5万千瓦时、铅酸电池3万千瓦时。此外,该站还建设了锂电池储能电站,容量达19.36万千瓦时,梯次利用和锂电规模均为国内之最。
该储能电站也将应用物联网前沿技术,不仅能获取电池数据、分析电池健康状态,还能及早发现电池寿命状态和潜在缺陷,最大限度地发挥每一个电池的存储能力。
“多站合一”,每一个用电户都可以变成一个虚拟电厂
不只有储能电站,在这个4万平方的土地上,还同时建设了220千伏的城市枢纽变电站、电动汽车的充换电站、屋顶光伏发电站和一个大数据中心。这样复杂的能源综合体,不是硬件的简单集成,而是通过互联网思维来改变现有的城市供电模式和能源生态,更好地服务城市发展,满足未来用户的多元化用能需求。
今年3月初,江北储能站开工建设的同时,220千伏的城市枢纽变电站和电动汽车充换电站也开始施工。变电站作为传统电站的主要功能兼容在城市能源综合体中。与之配套的还有一座电动汽车充换电站,建成后,电站附近的电动汽车用户可以随意进入园区充换电。
“传统的城市电网,是从大电网取电、降压,把电送到千家万户,是单向传输。我们打造的这个新的城市智慧能源生态系统,就变成了交互的了,它既可以生产能源,比如光伏发电,又可以储存能源、供应能源,还可以通过大数据分析,更高效、更经济地调配和使用能源。”国网南京供电公司发展部高级工程师周恒俊说。
据悉,这个城市能源综合体将在今年年底建成投运。届时,更多的风电、光伏等清洁能源可以存起来,供城市随时取用;每一台电动汽车,都可以成为城市移动的充电宝;每一个用电户都可以变成一个虚拟电厂,能量实现双向流动。
大数据连接电源、电网和用户,体现泛在电力物联网的核心内涵
预测用电负荷,平衡光伏电站、储能电站、变电站负荷,提高电能利用效率……未来,能源大数据还将在这里大显身手。
国网江苏电力发展部主任许海清告诉记者,后期建设的数据中心站是江北智慧能源生态系统的最大特色之一,它能存储、分析、利用电力物联网采集到的海量数据,全面支撑能量在城市能源系统中双向流动。
“大数据是今后很重要的资源,有了大数据,可以建立数轴进行分析。”国网南京供电公司发展策划部副主任肖晶认为,能源大数据可为政府提供一个经济发展的“晴雨表”,可以为用户推荐最经济节能的用电方案;从内部管理角度,大数据中心的建立还可提高电网管理和服务水平。
据悉,江北综合能源服务站会成为具备源、网、荷、储等特征的能量双向有序流动的能源枢纽,以及为泛在电力物联网边缘计算、云边协同提供基础设施的数据枢纽。“这是建设‘三型两网’、实现‘两网融合’的示范举措。”许海清介绍,届时,电源、电网、用户以及储能侧信息系统将被连接起来,相互配合,协同联动,共同抵御外界对电网安全稳定的干扰,体现了泛在电力物联网的核心内涵。
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