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編者按：作為國內(nèi)首個包含了變電站、儲能電站、電動汽車充電站、分布式光伏電站和數(shù)據(jù)中心的城市能源綜合體，國內(nèi)容量最大的電化學(xué)儲能電站在南京江北新區(qū)開工建設(shè)。這套城市智慧能源綜合生態(tài)系統(tǒng)今年年底建成后,將徹底顛覆我們傳統(tǒng)的城市電力能源生產(chǎn)消費模式。使得這個城市的未來更智慧、更環(huán)保、更高效。

月初,國內(nèi)容量最大的電化學(xué)儲能電站在南京江北新區(qū)開工建設(shè)。作為國內(nèi)首個城市能源綜合體,它包含了變電站、儲能電站、電動汽車充電站、分布式光伏電站和數(shù)據(jù)中心。儲能電站為何落戶江北新區(qū)?據(jù)了解,南京江北新區(qū)是江蘇省唯一的國家級新區(qū),也是南京重點打造的能源互聯(lián)網(wǎng)示范區(qū),新引進臺積電、紫光半導(dǎo)體等若干供電可靠性要求較高的企業(yè),需要可靠的儲能電氣設(shè)備。而且新區(qū)政府對節(jié)能降耗非常關(guān)注,已興建多條智能配電線路和工業(yè)樓宇綜合能源供應(yīng)系統(tǒng)。

超大“充電寶”, 讓廢舊電池“上崗”

翻開國內(nèi)首個城市能源綜合體的設(shè)計藍圖,數(shù)量占據(jù)最多的是一排連著一排的“格子間”,這些“格子間”可不普通,它們是“新一代”電網(wǎng)設(shè)備,內(nèi)部蘊含著滿滿的“綠色能量”。

“最大充放電功率達13.088萬千瓦,總存儲容量26.86萬千瓦時,儲存的電能,相當于一座裝機容量為25萬千瓦的中型發(fā)電廠約1個小時的發(fā)電量,夠130個家庭用上一年。”國網(wǎng)南京供電公司發(fā)展策劃部副主任、經(jīng)濟研究院黨支部書記肖晶指著藍圖中的“格子間”告訴記者,這些“格子間”組成了一個超大容量的“充電寶”,在用電低谷時當作用電負荷充滿電力,在用電高峰時當作發(fā)電電源釋放電力,能有效填補電力缺口,最大限度保障生產(chǎn)生活用電。

“在傳統(tǒng)變電站,供配電設(shè)備需滿足如夏季、傍晚尖峰時期的用電需求,因此,所有設(shè)備都按照尖峰的要求來配備;但并不是所有時間范圍內(nèi)用電需求量都那么大,當用電低峰時期設(shè)備利用率就非常低了。”肖晶說,如使用儲能電站,在夜間用電低谷時段將一部分電能儲存起來,然后在用電高峰再釋放,可有效提升設(shè)備運行效率,節(jié)省設(shè)備資源。

除在建容量為國內(nèi)之最外,該儲能電站還有一個亮點:國內(nèi)首個梯次利用。梯次利用是指將新能源汽車等淘汰下來的“退役電池”返廠維修,達到可利用標準后,進行循環(huán)使用的方法。這種方法有助于大幅度提升儲能電池的經(jīng)濟性,具有良好的應(yīng)用前景。

“新能源汽車電池將迎來大規(guī)模報廢,預(yù)計到2020年,全國會產(chǎn)生20萬的退役電池,而這些電池的處理是個大難題。”肖晶表示,這個大難題在儲能電站建成后將迎刃而解。她說,儲能電站工程利用“舊電池”總?cè)萘繛?.5萬千瓦時,其中包含磷酸鐵鋰電池4.5萬千瓦時、鉛酸電池3萬千瓦時。不過“舊電池”的利用并不是全部,該工程還建設(shè)了集中式儲能電站,容量達19.36萬千瓦時。

據(jù)介紹,整體工程還應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù),對梯次利用的電池健康狀態(tài)大數(shù)據(jù)分析,能夠及早發(fā)現(xiàn)儲能電池壽命狀態(tài)和潛在缺陷,通過優(yōu)化電池能量轉(zhuǎn)換拓撲結(jié)構(gòu),最大限度發(fā)揮每一個電池的存儲能力。

目前,我國用于“梯次利用”的舊電池還僅限于電動汽車退役下來的電池,家用電動自行車等電池容量太小,還不能滿足供電的需求。肖晶表示,“隨著科技的發(fā)展,家用電池或許也可以投入到‘梯次利用’中。”

多站合一,思路創(chuàng)新打造智慧能源綜合體

“儲能是堅強智能電網(wǎng)、‘互聯(lián)網(wǎng)+’智慧能源的重要組成部分,對于推動主體能源由化石能源向清潔能源更替、增強能源安全保障能力具有重要意義。”國網(wǎng)江蘇省電力有限公司發(fā)展部主任許海清介紹,儲能只是城市智慧能源綜合生態(tài)系統(tǒng)中的一部分,在這個生態(tài)系統(tǒng)里,還包含了變電站、電動汽車充電站、分布式光伏電站和數(shù)據(jù)中心。

“多站合一的新模式是指利用傳統(tǒng)儲能電站土地、設(shè)備、人力資源,建設(shè)充換電站和數(shù)據(jù)中心站,探索傳統(tǒng)電網(wǎng)與新型泛在電力物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的深度融合。”國網(wǎng)南京供電公司發(fā)展部主任劉曉東介紹說,后續(xù),該電站將規(guī)劃探索采用變電站+儲能站+光伏充電站+數(shù)據(jù)中心的方式建設(shè)運營,以實現(xiàn)能源、數(shù)據(jù)的融合共享。

在儲能站開工建設(shè)的同時,220千伏的城市樞紐變電站和新能源汽車充換電站也開始施工。變電站作為傳統(tǒng)電站的主要功能兼容在城市能源綜合體中,與之配套的還有一座新能源汽車充換電站。建成后,電站附近的新能源汽車用戶可以隨意進入園區(qū)對汽車進行充換電,享受環(huán)保、便捷的服務(wù)。

“多站合一的城市能源綜合體不僅在國內(nèi)是首個,在全世界也是首次提出,歐美等發(fā)達國家都沒有嘗試過。”肖晶自豪地說。當被問及在探索初期,是否遇到什么技術(shù)瓶頸時,肖晶表示,“技術(shù)上沒有遇到什么困難,主要是思路上的創(chuàng)新。”肖晶說,一方面,國家電網(wǎng)公司響應(yīng)政府號召,節(jié)能減排,降低煤耗;另一方面,隨著物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展,國家電網(wǎng)公司也在思考如何讓用電更便捷,給用戶提供更多的增值服務(wù)。于是,在探索中,他們就想到了“多站合一”的運行模式。

電網(wǎng)遇上“大數(shù)據(jù)”,為用戶構(gòu)建節(jié)能用電方案

“傳統(tǒng)的城市電網(wǎng),是從大電網(wǎng)取電、降壓,把電送到千家萬戶,是單向傳輸,我們打造的這個新的城市智慧能源生態(tài)系統(tǒng)卻變成了交互式的——它既可以生產(chǎn)能源,比如光伏發(fā)電,又可以儲存、供應(yīng)能源,還可以通過大數(shù)據(jù)分析,更高效、更經(jīng)濟地調(diào)配和使用能源。”國網(wǎng)南京供電公司發(fā)展部高級工程師周恒俊說。

“大數(shù)據(jù)是今后很重要的資源,有了用戶大數(shù)據(jù),可以建立數(shù)軸進行分析。”肖晶認為,從政府層面來看,可為政府提供一個經(jīng)濟發(fā)展的“晴雨表”,一個行業(yè)的發(fā)展狀況如何,可以通過其用電數(shù)據(jù)反映出來;對于企業(yè)和老百姓而言,可以通過分析其用電數(shù)據(jù),為用戶推薦最經(jīng)濟節(jié)能的用電方案;從內(nèi)部管理角度,大數(shù)據(jù)中心建立可提高供電局的管理和服務(wù)水平。采集了企業(yè)和用戶的大數(shù)據(jù)會不會涉嫌侵犯隱私?肖晶說,大數(shù)據(jù)的獲取和使用都在法律規(guī)定的框架內(nèi),國家電網(wǎng)公司不會越界,企業(yè)和用戶大可放心。

光伏發(fā)電也是“多站合一”的亮點。“光伏發(fā)電是建立在現(xiàn)有的建筑屋頂上的,這也是一種新能源的利用。”肖晶說,雖然現(xiàn)在只有2-3棟樓的樓頂用來光伏發(fā)電,電量也不是很大,但電站會把能用的空間都變得更環(huán)保、更整合。

肖晶透露,這個城市能源綜合體將在今年年底建成投運,新的理念和模式將逐步推廣到全國的中心城市。

屆時,更多的風(fēng)電、光伏等清潔能源可以存起來,供城市隨時取用;每一臺電動汽車,都可以成為城市移動的“充電寶”;每一個用電戶都可以變成一個虛擬電廠,能量實現(xiàn)雙向流動;未來,我們的城市能源生態(tài)將會變得更加經(jīng)濟、高效、綠色、安全。

原標題：“智慧能源綜合體” 引領(lǐng)城市綠色生活