(天津市普迅電力信息技術有限公司,天津 300241)
20世紀50年代以來,城市化進程不斷加快,土地、能源、空間及清潔水等資源短缺,嚴重影響和制約現(xiàn)代城市的發(fā)展,環(huán)境污染、交通擁堵、勞動力過剩、住房緊張、人口老齡化及公共安全威脅等城市病給現(xiàn)代城市發(fā)展帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。隨著科學技術的不斷發(fā)展,城市能源發(fā)生轉型,在移動互聯(lián)網(wǎng)的普及、人工智能技術的發(fā)展、電力系統(tǒng)的不斷完善背景下,城市能源系統(tǒng)向自動化、智能化水平變革,是城市實現(xiàn)改造與能源轉型的重要組成部分。目前,城市能源多采用具有互補性的分布式能源,如風能、太陽能、天然氣等清潔能源,利用清潔能源可提高城市的能源利用率,配合“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的建設思路,可打造經(jīng)濟新區(qū)惠民型多功能互補城市智慧能源系統(tǒng),實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。智慧能源用其科學合理的觀念創(chuàng)新了城市發(fā)展的新思路,開拓了人們認識、發(fā)展城市智慧能源的新視角。
智慧能源是近幾年新興的概念,智慧城市在多方面有不同程度的探索和發(fā)展。從能源角度看,對“新能源”的認知停留在淺顯的認知層面,仍需繼續(xù)探索。由于我國對智慧城市及新能源的相關知識了解較少,并缺少科學合理的指導理論,智慧城市未取得實質性發(fā)展,處于較為被動的邊緣地帶。我國共建設了將近300個智慧城市建設試點。
城市能源變革下智慧能源系統(tǒng)建設是發(fā)展的必然要求,城市升級和能源的變革,兩者相輔相成。城市為能源發(fā)展提供場所,推進城市能源的發(fā)展可打破城市傳統(tǒng)發(fā)展模式的慣性,實現(xiàn)城市升級和能源革命的雙重變革,智慧能源系統(tǒng)是城市升級、能源轉換的結合產(chǎn)物,能源行業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)等跨界的介入,智慧能源系統(tǒng)未來的發(fā)展前景廣闊。
我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)的同時,在能源利用方面產(chǎn)生了較大的發(fā)展,經(jīng)濟高速增長已變?yōu)槠椒€(wěn)發(fā)展,產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整得到了創(chuàng)新。傳統(tǒng)意義上的能源消耗已經(jīng)進行了本質上的轉變,能源系統(tǒng)更注重質量,能源體系得到新的發(fā)展。新時期能源變化主要表現(xiàn)為以往的集中式能源轉變?yōu)榉植际?,集中式供電的電能質量更優(yōu)良、穩(wěn)定,但集中式供電對電廠的容量要求高。相比傳統(tǒng)集中式供電方式,分布式能源系統(tǒng)的規(guī)模小,可做到靈活配電,具有模塊化、分散式的特點,但分布式能源不足在于并網(wǎng)難度較大,易對電網(wǎng)造成沖擊,電力技術的不斷進步,目前已能夠有效解決分布式電源并網(wǎng)造成的波動。
進行城市規(guī)劃建設時,電力部門應根據(jù)所在區(qū)域內(nèi)的用電需求及能源資源,綜合考慮電力的供給,合理配置各類電源和供能裝置,提高能源的綜合利用效率,保證投資運行的經(jīng)濟性,建設資源節(jié)約、環(huán)境友好的綠色城市。
能源轉換驅動城市的升級帶來了能源方式的變化,造成能源變革的原因在于城市升級蘊含的能源消費模式升級,需求的增加推動了能源發(fā)展,城市能源系統(tǒng)存在高排放、高能耗等問題,需要新的能源結構改變這一現(xiàn)象,同時拉動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。智慧能源作為一種新型的能源形式,通過信息配置能源,建設共享開放的“能源+互聯(lián)網(wǎng)”管理體系。隨著互聯(lián)網(wǎng)連接能力的增強,能源網(wǎng)絡成為未來能源系統(tǒng)的主要形態(tài),電力部門利用“互聯(lián)網(wǎng)+”模式,推動全社會實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。
建設“智慧能源+互聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展模式,可解決城市能源電力高消耗問題,可提高城市能源使用率,提高能源利用效率、優(yōu)化城市能源結構、促進清潔能源開發(fā)利用,達到實現(xiàn)城市能源低碳化的目標。將來“能源+互聯(lián)網(wǎng)”會將用戶需求作為發(fā)展理念,以達到提高能源實用率、促進能源合理分配、推進智慧能源城市建設進程的目標,保障智慧能源城市科學合理發(fā)展。
我國正處于發(fā)展的新時期,能源的轉變是城市進一步發(fā)展的重要轉變點,智慧能源系統(tǒng)的建立是創(chuàng)新的基礎,可有效推動社會發(fā)展,有助于城市建設清潔、安全和高效的能源系統(tǒng),實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,為工業(yè)轉型和城市現(xiàn)代化提供了新的發(fā)展方向。
城市的升級可更好地應對氣候變化,解決生態(tài)問題,由于利用了較多的可再生能源,提升了對應的電氣化水平、電網(wǎng)平臺的能力,實現(xiàn)以“互聯(lián)網(wǎng)+”為支撐,用戶為中心的智慧能源系統(tǒng),有助于進一步建立智慧城市,本輪能源的發(fā)展,可實現(xiàn)從單一驅動的模式轉為深度結合大數(shù)據(jù),利用互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡,實現(xiàn)云平臺的跨界管理,不斷創(chuàng)新發(fā)展模式。
在經(jīng)濟新常態(tài)的發(fā)展背景下,城市能源的發(fā)展成為城市升級的核心內(nèi)容,城市智慧能源系統(tǒng)為進一步打造智慧城市建設提供新的思維,可輔助智慧城市建設拓寬發(fā)展路徑,豐富城市產(chǎn)業(yè)鏈條。
城市能源發(fā)展逐漸成為城市升級中的重要內(nèi)容,從基礎、保障方面轉變成重要、主動方面,為建立智慧城市提供新的思維、手段、方式等運行方法,更好地服務于智慧城市產(chǎn)業(yè)鏈。
近年來,智慧能源城市發(fā)展在相關單位科學政策指導下,已經(jīng)成為我國新型城市發(fā)展的方向,智慧城市建設使城市管理更科學合理、高效,使城市能源資源配置更合理、更節(jié)能。
城市智慧能源系統(tǒng)建設應總體布局,合理配置資源,因地制宜推進綜合能源整體解決方案,互補式能源系統(tǒng)可做到合理配置小規(guī)模清潔能源,利用互聯(lián)網(wǎng)技術,實現(xiàn)智能能源系統(tǒng)的建設,有助于建立能源系統(tǒng)區(qū)域系統(tǒng)框架。
發(fā)展新時期,電力部門應指導新能源與傳統(tǒng)能源的結合使用,平衡集中式能源、分布式能源之間的矛盾,優(yōu)化多種能源組合。相關部門應引導創(chuàng)建新的工業(yè)用戶、新園區(qū)到新城市的建設,如建設工業(yè)園時,高峰期應接入分布式電力進行電力供給,保證各能源系統(tǒng)之間互相獨立,但又緊密聯(lián)系,加大可再生能源與新能源的占比,提高綜合能源的利用率。
在智慧交通方面,新型交通在完善的基礎設施條件下,通過精準的數(shù)據(jù)采集,支撐路網(wǎng)交通容量、需求、分析現(xiàn)狀的方式,推動新型智慧交通創(chuàng)新發(fā)展?,F(xiàn)有的道路交通網(wǎng)絡模型,平面路網(wǎng)模型與非平面路網(wǎng)模型均采取一維線段代表道路,未精準地描述車道容量的具體信息。
對于客運中心,如高鐵、火車站、飛機場等,應做好前期預算工作,考慮負荷計算及設備的變工況計算,尤其對冷熱源機組容量的計算,需要做好過量設計準備,滿足實際應用需求。由于高鐵站、飛機場、碼頭等大部分遠離城市中心,進行設計時,可考慮將分布式能源系統(tǒng)作為區(qū)域能源中心,達到多能互補協(xié)同發(fā)展的目的,可利用互聯(lián)網(wǎng)技術,建設城市級綜合能源服務平臺。
目前,智能交通管理系統(tǒng)存在業(yè)務系統(tǒng)互不關聯(lián)、道路交通數(shù)據(jù)的合格標準不統(tǒng)一、道路交通數(shù)據(jù)深入研究應用工具嚴重匱乏等問題,新型智慧交通將合理分配現(xiàn)有資源,完善智能城市建設。
為了降低城市園區(qū)的能源成本,立足綠色低碳能源轉型大趨勢,進行房地產(chǎn)開發(fā)時,應向住宅型綜合智能能源系統(tǒng)發(fā)展模式發(fā)展,優(yōu)化利用清潔能源,完善協(xié)同優(yōu)化工作,推進跨能源系統(tǒng)耦合升級,合理配置儲能,實現(xiàn)高效運行、與區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的目標。
綜上所述,城市經(jīng)過智慧能源系統(tǒng)建設,城市的生活將發(fā)生較大變化,新時期,智慧能源對政府辦公、互聯(lián)網(wǎng)、交通、資源的合理配置等方面的優(yōu)化均發(fā)揮了重要的作用。智慧城市是未來城市發(fā)展的主要趨勢,在發(fā)展過程中,智慧能源是建設智慧城市的基礎,應將發(fā)展智慧能源作為發(fā)展城市智慧能源的核心。新時期能源轉型是我國發(fā)展轉型的關鍵時期,智慧城市的管理過程中,會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息,對齊進行梳理與分析,通過大數(shù)據(jù)的方式指導相關部門更好地服務大眾。相關部門應做好智慧能源系統(tǒng)合理配置資源,加強城市級綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃工作,實現(xiàn)智慧能源可持續(xù)發(fā)展。