天津智慧能源小镇双十创新成果

天津，这座我国最早有电的城市之一，电力能源正在伴随着城市的发展实现巨大飞跃。从“用上电”到“用好电”，到以智慧能源支撑智慧小镇、智慧城市建设，再到为美丽天津“碳达峰、碳中和”建设赋能，更加智慧的能源服务在社会治理、产业升级、清洁发展等方面将发挥更大价值，有力推动天津加快迈入国际能源革命领先城市行列。

天津智慧能源小镇双十创新成果

技术创新成果

●研发了国内首套面向新型城镇的智慧能源管理平台

●建成以国际首台八端口配电柔性多状态开关为枢纽的交直流互联系统

●建成了首个覆盖发输变配用和网源荷储各环节的智慧物联体系

●打造了基于源-储-荷全量可控资源池的城镇级虚拟电厂

●研制了国际首套全天候多场景人工智能配网带电作业系列机器人

●建成了满足高端制造业高品质用电需求的精准分级供电系统

●首创并规模化部署集负荷辨识、停电上报、远程校准功能于一体的智能量测系统

●建成智慧能源小镇大容量、多模态、智能化车网互动充电站

●建成国内首个绿色产能型零能耗智慧建筑和多功能公共服务设施

●建成了多种能源信息融合共享的城市能源大数据中心

模式创新成果

●建立“战略引领、系统布局、多方联动”的政企共建模式

●首创“数据共用、产品共创、成果共享”的能源大数据产品开发模式

●创建“政府搭台、电力运营、多方互动”的新型市场化电力需求侧管理模式

●创建“资源共享、信息互通、项目共建”的智慧能源服务产业联盟发展模式

●创建“供电+能效服务”“定制+组合套餐”的综合能源服务新模式

●建立“多元传播、多维交流、多极合作”的成果动态共享模式

●建立“一网通办、零证受理、在线服务”的全数字化主动服务模式

●建立“机制保障、资源聚集、联合攻关”的科技创新示范落地模式

●首创“特征覆盖、多维量化、动态评估”的智慧能源小镇评价体系

●构建“理念先进、方法科学、体系完备”的智慧能源小镇制度标准框架

绿色公建、“0+小屋”“超级充电宝”成景观 “生态宜居”小镇用上智慧绿色能源

3月的天津卫春意盎然。从天津市区驱车40公里，绿树成荫的滨海新区中新生态城映入眼帘。放眼望去，生态城里高楼林立、车水马龙，已然是一座现代新城。

然而，在72岁的老人张学来的记忆中，这里曾经布满了废弃盐田、盐碱荒地和污水库：“真没有想到，短短十来年，这里发生了翻天覆地的变化，‘一毛不拔’的土地上现在全是绿色！”

2013年，习近平总书记在滨海新区中新生态城考察时，叮嘱要在体现人与人、人与经济活动、人与环境和谐共存等方面作出有说服力的回答。如今，这里俨然已经成为一幅宜居宜业的美丽画卷。

在中新生态城“惠风溪”智慧能源小镇甘露溪公园，广场上人头攒动、热闹非凡。张学来作为“夕阳红”老年合唱团的一员，把放着音乐的手机随手放在旁边的光伏座椅上充电，和朋友们高兴地跳起了广场舞。“我在2015年搬进了这个小区，现在这里空气好，随处可见智能用电设备，是个度晚年的好地方！”张学来高兴地说。

不只是光伏座椅，在这个总面积150平方米的绿色能源公共建筑里，光伏垃圾箱、智慧路灯、光伏路面系统和绿色能源公建集控站一应俱全。“我们开发了智慧能源管理系统，运维人员通过该系统可以对能源供给、微电网健康状态进行实时监测，全面、直观了解公建整体的能源情况。”天津滨海供电公司中新生态城供电服务中心员工奚鹏飞说。

在今年的全国两会上，“碳达峰、碳中和”被首次写入政府工作报告，成为了代表委员们讨论的“热词”。不少代表认为，建筑领域需继续完善节能、绿色建筑标准，加快制定实施强制性超低能耗建筑和零碳建筑标准。

在“惠风溪”智慧能源小镇，“零能耗”“恒温”“恒湿”的“0+小屋”已经将他们的这些设想变为现实。阳光下，白色小屋屋顶上湛蓝的光伏板熠熠生辉，60片共计20千瓦的光伏板全年发电2万千瓦时以上。在“0+小屋”的智慧家居体验空间，新型智能电能表能够智能识别各种耗电的家用电器，并根据各类负载的用电情况给出节能建议。屋里的空调暖风也不必全天开启，依靠外墙高保温材料、高抗压强度挤塑苯板的屋顶、三层真空玻璃门窗，“0+小屋”的建筑能耗水平较国家标准降低了70%以上。

“0+小屋”是国网天津市电力公司全面融入“碳达峰、碳中和”发展大局的重要成果。“所谓‘零能耗’，指的是它能使建筑本身的可再生能源年产能大于或等于建筑全年的全部用能，总体不依赖于外部能源输入。”天津滨海供电公司营销部客户经理贺瑞告诉记者。

贺瑞说，“0+小屋”之所以能够实现零能耗运行，主要依靠先进的能量管理系统、高能效的电器设备，以及建筑本体的节能技术。“控制能源走向的是一个‘智慧大脑’能量路由器，它的储能装置通过对电网、光伏、储能以及家用电器之间的能量传输进行智能控制，达到节能的效果，保证了建筑全天候能量自给自足。”贺瑞解释道。

为了确保生态城居民用能稳定，国网天津电力还建设了一个占地1900平方米的“超级充电宝”——海旭道集中式储能电站。“之所以叫它‘超级充电宝’，是因为站内布置了10座储能集装箱成套设备，容量为10兆瓦/10兆瓦时，大约是普通充电宝的26万倍！”天津滨海供电公司配电运检专工司威告诉记者。

集中式储能电站不仅能够提升电网调峰、调频能力，丰富电网调节手段，增加电网运行灵活性，还能提升区域内清洁能源就地消纳能力。国网天津电力通过虚拟电厂、多能互补等多种手段相结合，进一步提高了分布式新能源并网水平和电网可调控容量占比。

如今，“生态宜居”成为了“惠风溪”智慧能源小镇的标签。在中新生态城内，智能公寓内所有用能设备均由电能驱动，智能家居设备由后端平台统一管理，居民可通过手机APP远程控制灯光、窗帘、空调、热水器，体验各种生活设备带来的便捷体验。

“依托智能电网运营管理、能源服务的资源和经验优势，国网天津电力向生态城提供了综合能源规划、能源站建设、综合能源供应及能源系统维护、能效管理、用能优化咨询、分布式光伏发电、节能服务一体化解决方案等综合能源服务，让这里的人们享受到了绿色低碳的居住体验！”中新生态城建设局员工王立说。

风、光、地热因地制宜、就地利用 为园区、企业制定综合能源解决方案

清早，天津北辰科技园区总公司基建部项目经理李广星来到北辰商务中心大楼里，开始了一天愉快的工作。这幢8层的弧形建筑温度舒适、光线柔和，800多个空调自动控制面板可实现定时开关，供电设备新增的通信功能，可以实时采集各项用能指标。

“产城集约”是国网天津电力在能源转型升级背景下提出的一种综合能源发展思路。结合新型智慧城市发展的需要，产城集约模式将为综合能源服务解决方案带来极具想象力的创新发展空间，成为综合能源服务产业落地智慧城市的新“窗口”。

北辰产城融合区大张庄智慧能源小镇就是产城集约模式的一次有力探索。以“智慧能源支撑城市转型、服务产业升级”为建设目标，国网天津电力打造出了综合能源协调优化与高效利用的智慧能源体系。

李广星来到监控室，只见大屏幕上，光伏发电、储能、太阳能空调、太阳能热水、地源热泵、冰蓄冷空调、蓄热式电锅炉等发电的可视化的信息一目了然。“这些信息帮我们实现了多种能源的状态感知和优化控制，为智慧城市建设提供了更智能的综合能源解决方案。”李广星说。

目前，综合能源服务已经成为区内招商引资的一块靓丽招牌。天津城东供电公司营销部客户经理杨国朝介绍：“在北辰商务中心，近40%的能源供给来自可再生能源，配备的储能设备不仅可以解决分布式电源出力不稳定问题，而且可以利用夜间低谷电蓄能在白天用电高峰时供能，通过峰谷电价差为客户节省一笔电费支出。”

值得一提的是，由杨国朝负责的智慧能源工厂项目，还为企业降低了电能质量治理成本300万元，减少电压暂降次品率年节约120万元，为城市产业升级、高端制造业发展提供坚强优质的电力保障。

在一汽富维本特勒汽车零部件（天津）有限公司的厂房内，轰隆隆的加工声中，汽车配件自动焊接作业智能机器人正在辛勤“工作”，高精密度的汽车配件不断通过智能化的流程生产出来。

“我们的厂房主要是做精密部件，部分生产设备对电能质量敏感度高，如果电压不稳定，生产设备和产品极容易损坏。”一汽富维本特勒汽车零部件（天津）有限公司机械工程师房涛说，“国网天津电力帮助我们进行设备敏感度分级，为我们提供了高品质分级供电服务。如今，厂房变身‘智慧工厂’，设备的焊接精准度较之前提高5%，成品率大大提升。”

此外，在大张庄智慧能源小镇，国网天津电力还建成了新型环保蓄热材料相变蓄热能源站，提升热响应速率，实现运行“零污染”；研制了“五交三直”八端口柔性多状态开关，通过优化运行和自愈控制技术实现配电网“零闪动”，提升园区分布式电源消纳能力，达到显著节能减排的目的。如今，智慧能源小镇建设已经形成了10项技术创新和10项模式创新成果，对能源互联网和智慧城市建设发展具有示范引领作用。

助力大气污染防治 打造绿色发展“天津范式”

要想实现“碳达峰、碳中和”的目标，大气污染防治是重要的环节。

在国网天津电力城市能源大数据中心，大屏幕上政府、企业、民生等方面的数据信息不断更新。国网天津电力互联网部信息处处长王旭东点击了其中一项名字为“应急减排企业监测数据”的产品。

“北方冬天经常会出现大范围的重污染天气，我们根据环保部门提供的减排企业名单，构建形成了这一产品。以滨海新区为例，这里有将近400家企业需要重点监测，他们的生产情况在大屏幕上一目了然。”王旭东介绍道。

据了解，城市能源大数据中心通过构建以电力数据为核心的能源数据服务枢纽，开展面向政府、企业、民生等方面的数据服务，有力解决了电力能源大数据融汇渠道不通畅、价值挖掘不充分、产品应用不深入的问题。

除了大数据应用，电动汽车以及充电桩的大规模发展，也在打开新能源发展和消纳通道、推动碳中和进度中发挥了重要作用。

近日，国内首个新能源汽车充电生态建设项目——天津市津门湖综合充电服务中心建设启动。津门湖综合充电服务中心建设项目是国网天津电力贯彻国家“四个革命、一个合作”能源安全新战略，贯彻中央经济会议“碳达峰、碳中和”目标，落地天津市政府、国家电网有限公司战略合作协议的首个综合性示范新能源汽车充电基地。

据了解，津门湖综合充电服务中心将建成集服务政府监管、品牌运营、产品体验、技术研发等功能于一体的城市新能源汽车综合充电服务中心，在清洁能源供应方面，可通过“光、储、充、换”交直流微网系统实时优化配置资源，为“零能耗”综合办公智慧楼宇开展用能管理；在服务客户方面，可提供选车、买车、上保险、上牌照、安装充电桩等新能源汽车一站式服务。

国网天津电力营销部智能用电处处长张剑介绍，截至2021年2月底，国网天津电力在天津市范围内累计建成公交充电站147座，村村通客运站18座，为天津市近4853辆公交车提供充电服务，每日可服务市民约200万人次，建成了“0.9、3、5”（中心区0.9千米、市区3千米、郊区5千米）充电服务圈，并率先在国内实现新能源公交车全覆盖。

此外，国网天津电力还研发了V2G充放电桩，实现了“双向通信、双向输能”。天津滨海供电公司营销部综合能源服务室市场拓展专工李少雄说：“这台V2G充放电桩增加了自适应充放电切换以及离网本地放电功能，充放电功率达到60千瓦，解决了能量双向流动、电动汽车与电网互动的问题。我们还可以动态调整它的充电、放电运行参数，为蓄电池充电或者将蓄电池电能回馈到电网。”

未来可期。在打造电网与城市深度融合、服务人民美好生活的智慧电网的同时，国网天津电力将以国家电网有限公司“碳达峰、碳中和”行动方案为指引，以推动战略合作协议落地实施为主线，加快推进天津滨海能源互联网综合示范区建设，部署实施“双10+工程”，形成生活宜居智慧能源服务、智慧港口绿色能源供应、园区高可靠能源保障、多产业高效能源利用四大能源互联网典型发展业态，打造能源革命先锋城市“天津样板”。