能源是经济社会发展的重要物质基础,也是碳排放的最主要来源。如何在保证供能稳定的同时推动绿色转型?
两家在沪能源央企给出的答案是:数智化!通过安装“智慧大脑”,两家企业切实推动能源高效清洁利用,保供、转型“两手抓”,闯出一条绿色发展新路子,为上海提升绿色发展能级持续赋能,也为“双碳”目标实现贡献力量。
虚拟电厂,让城市电网更安全、更韧性
“虚拟电厂”是啥?
和传统电厂不同,虚拟电厂看不见、摸不着,不需要大规模新建发电设施,不需要增加耗用燃料,而是利用信息技术整合现有分布式能源资源,实现优化分配。
举个例子,在用电高峰期,电网压力陡增,虚拟电厂可以根据实际情况,智能调控达成协议的工厂、储能设备、商场等用能单位的用能状况,从而降低电网整体用电负荷。
“特别是相关文件出台后,可再生能源将大量并网,虚拟电厂可以有效平抑可再生能源的随机性和波动性,确保电力系统的协调性、稳定性、调度平衡。”中国华电集团有限公司上海分公司(简称“华电上海”)党委书记、执行董事顾金芳说。
2023年,华电上海积极响应“加快建设新型能源体系,推进源网荷储一体化”的要求,“揭榜挂帅”承担“电力市场化环境下虚拟电厂关键技术研究与应用”课题的攻关和应用示范,以上海国际旅游度假区能源站、上海科技大学能源站、国家会展中心能源站为核心,拓展商业楼宇、储能、光伏、数据中心等多类型分散资源。
难,难,还是难!能源站需协调燃气机组、储能、空调负荷等多种设备,设备接口协议不统一,部分旧设备还缺少数据接口,需要加装新型传感器;片区内重点设施琳琅满目,在某些运行条件下负荷波动剧烈,需要实现毫秒级切换“发电”与“调峰”模式;虚拟电厂大部分信息交互基于互联网进行,兼顾生产安全和信息安全,对信息通讯网络架构的规划提出了新的挑战……
创新,创新,还是创新!采用分层设计的通信网络架构确保数据高效传输,采用云服务器资源提高网络安全防护能级,建立全面的监测体系为精准调控提供数据支持,建立多因子综合评价指标体系以“数据+模型”混合驱动实现对各类型能源设备的精确调控和迭代优化……
一项项新技术的应用,一次次攻坚克难中,片区内能源站各设备系统经历了全套体检和更新,运行系统和运行策略进一步优化,生产控制系统的数智化水平也进一步完善。
在各方的共同努力下,2023年,中国华电第一个全面投运的虚拟电厂示范工程、第一批接入上海市虚拟电厂调控中心、第一个参与上海市电力市场运营的虚拟电厂项目,上海市第一家供给侧和需求侧双向互动多类型资源虚拟电厂项目顺利落成,可调节规模达60兆瓦,柔性负荷调度能力超过10%,实现广域“源—荷—储”的安全、高效、环保运行。
如今,华电上海虚拟电厂共参与上海市电力需求响应中心调度任务近60次,响应认定电量总计89万kWh,并在2024年7月23日长三角市场省市间富余需求侧可调节资源互济交易正式启动时,圆满完成首次调电结算试运行。在今年迎峰度冬电力保供季中,虚拟电厂同样有着不俗的发挥,于除夕完成120分钟填谷响应实测,被授予上海市级虚拟电厂创新示范运营商和创新示范用户。
“1月27日上午,上海市虚拟电厂管理中心正式揭牌成立,为虚拟电厂‘更绿色、更高效、更数字化’的未来给出了发展方向。我们将牢牢抓住这次机遇,全力推动上海市虚拟电厂朝着智能化、高效化、规模化应用方向大步迈进,为上海韧性安全城市建设和高质量发展作出更大贡献。”华电上海党委书记、执行董事顾金芳说。
双碳平台,用数据织就绿色城市网络
在国网上海浦东供电公司(简称“浦东供电公司”)张江科学城能源服务中心内,大屏实时显示浦东全域1210平方公里“双碳”运行情况。在这张“全景式地图”上,浦东重点企业碳达峰、碳中和情况一览无遗;同时,陆家嘴、张江、临港新片区等区域能源碳评估也正在生成……这正是由浦东新区与浦东供电公司联合打造的“智慧能源双碳云平台”。
自2021年5月31日上线以来,这个覆盖7100多家电力高压用户,汇聚着电、水、燃气、政府及社会平台等多源数据的“能源大脑”,以企业能源碳排放量、清洁能源碳减排量、交通电能替代碳减排量等能源碳排数据为分析对象,为政府部门、能源企业、用能客户提供能源碳监测、能源碳评估及能源碳预测等功能,并持续进行技术迭代、产品创新以及服务延拓。
以“智慧能源双碳云平台”为技术底座,浦东供电公司基于经济发展的常规状态和特殊状态,创新“1+1+N”经济监控能源指标体系和服务机制,为政府产业规划、经济发展提供决策参考。2023年3月,浦东供电公司在浦东新区发改委牵头主导下,上线上海首个区级能源数据平台“浦东新区能源数据平台”。平台构建“能源供给看稳定、能源消费看活力、能源发展看绿色、能源热点看区域”四大应用场景,助力政府实现区域精准能源管理,推进产业转型升级、能源结构优化。
如何科学运用电力大数据,将电力导线成为城市治理绣花针尾的“丝线”?浦东供电公司与浦东新区城运中心开展合作,“能源大脑”完美对接“城市大脑”,在民生问题协同治理等方面发挥作用。
依托智慧能源双碳云平台输出能源碳排分析报告
针对浦东新区群租房整治情况,利用政务、电力等城市多元大数据进行“群租风险指数”建模,以普通住户和群租住户的不同用能特征助力有效识别群租住户,疑似查处准确率超63%;与浦东城运中心在防台防汛信息预警、重点用户停电信息推送、供电隐患共同处置等方面联动,成果作为全国九大专题场景之一入选全国信标委发布的《城市大脑案例集》。
2022年3月,浦东供电公司联合浦发银行、上海市中小微企业政策性融资担保基金管理中心等金融机构,携手打造上海首笔“碳中和金融贷”。与常规企业贷款不同,“碳中和金融贷”贷款利率与企业电量能耗水平挂钩,形成正反双向激励机制,不仅有助于破解优质中小微企业融资难、融资贵问题,也能正向引导企业绿色环保可持续发展。依托“智慧能源双碳云平台”,浦东供电公司通过海量能源数据及能源分析领域技术优势,对标的企业开展用能行为分析,并针对性地出具企业用能报告。金融机构则通过该报告更全面、直观地了解标的企业用能情况、特性及耗能水平,从而在设计降碳转型产品时有数据、有依据。平台被写入上海市人大发布的《上海市浦东新区绿色金融发展若干规定》。
作为上海浦东地区的“能源管家”,浦东供电公司目前已研发了12大类、500余份能源数字化产品,全面赋能智慧城市管理。“智慧能源双碳云平台”作为服务政府、能源企业、能源客户的全方位数据整合的互动开放平台,其变粒度数据融合、多域业务预测与跨域知识复用、数据价值推荐等3项核心技术经中国工程院王成山院士等专家认定为国际领先水平,获评上海市科技进步二等奖等省部级奖项10项。