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智慧城市需要什么样的能量大脑?

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文丨李智宁

目前,建设智慧城市已成为“加快数字化发展、建设数字中国”的重要一环。智慧城市概念提出至今已有十余年,我国智慧城市发展经历了四个阶段:探索认知(2008-2013年)、规范发展(2014-2015年)、加速推进(2016-2020年)和共享融合。当前智慧城市以数字孪生、深度学习等技术为驱动,加快构建跨行业协作的新生态,推动城市数据从被动共享变为主动共享,为城市管理者和城市运转参与者的各项决策及活动提供智慧化辅助支撑。

在碳达峰、碳中和目标驱动下,国家加快分级分类推进新型智慧城市建设,城市用能综合管理数字化、智能化转型升级需求日益迫切,电力数据要素价值持续释放,使得城市能源综合管控成为智慧城市的标配,是提升城市核心竞争力的重要基础。电网企业助力新型智慧城市建设主要集中在“一个重点、三个基本点”,以谋求碳达峰、碳中和目标与运行效率的统一。

其中,“一个重点”是指以数字化新型电力系统作为城市骨架的重点内容。智慧城市要实现碳达峰、碳中和目标,必须建设以新能源为主体的新型电力系统,主要涉及以下三个方面工作:

建设新型智慧微电网。围绕城市各类园区场景建设一批集风、光、储、充为一体的智慧微电网,实现源、网、荷、储智能调度和高效运行,并通过柔性互联形态和数字化调控技术使电网更加灵活可控,实现新能源根据资源禀赋条件因地制宜广泛接入,在推动区域碳达峰、碳中和的同时,实现经济效益最大化。

建设新型虚拟电厂。通过物联网和区块链技术聚合海量用户侧可调节资源,建设虚拟电厂,引导用户合理用电,促进发电侧和负荷侧双向互动,实现输配协调,进一步提升能源利用效率,降低城市用能成本。

建设新型电力市场运行机制。建立适宜清洁能源消纳的电力市场运行机制,进一步优化电力市场交易规则,解决清洁能源超额消纳量与绿证衔接等问题,扩大电力市场交易范围,增加参与主体,并通过市场机制实现资源优化配置。

“三个基本点”是围绕数字化新型电力系统城市骨架,打造集“大脑-神经系统-神经末梢”三个基本点于一体的低碳智慧城市业务综合体。主要包括:构建一个以能源数据汇聚分析处理为核心的云智一体城市能源大脑;投资建设一批5G共享基站、大数据中心等新基建设施,为城市数据传输提供神经系统通路;部署充电桩、智慧路灯等神经末梢终端,感知城市运行状态。需做好以下三个方面工作:

建设城市能源大脑。建设以能源数据为核心的多模态数据汇聚分析处理中心,打造能源领域的城市大脑,构建以碳达峰、碳中和为核心的城市级智慧能源管控平台,汇聚城市全域能源数据,通过“GIS+CIM” (地理城市系统+城市信息模型)方式对城市能源进行规划管理,推动实现碳迹追踪、节能减排等降碳目标。

建设城市神经系统。大数据中心、5G共享基站、北斗地基增强站等新基建设施是支撑智慧城市可持续发展的基石,为智慧城市正常运转提供数据通道。但需要注意的是,此类新型信息基础设施在构建智慧城市底层数据基础的同时,也带来大量能源消耗。

电网企业在能耗管理方面具有原生优势,可利用新能源和高效节能技术实现低碳。同时,电网企业变电站和地下管廊贯穿整个城市,可在现有站址资源的基础上建设覆盖城市的数据中心和5G基站,为智慧城市数据传输、存储提供基础设施服务。

建设城市神经末梢。智慧城市的数据基础来源于各类感知终端,换言之,只有各类感知终端通过数据通道向智能中枢源源不断地提供各类原始数据时,才能保证整个智慧城市系统正常运转。

电网企业在城市终端感知方面早有布局,如2020年南方电网充电桩保有量达6万个,计划到2023年达38万个;2018年南方电网实现全网智能电表覆盖,并于2020年推出具备用户负荷类型分析功能的新一代智能电表,进一步拓宽了城市用能感知数据的维度;南方电网积极布局“四网融合”、智能路灯等感知终端,推进跨行业数据共享。

下一步,南方电网将持续推动城市数据融合汇聚,夯实新型智慧城市的数字底座,为政府提供能源领域的智慧城市大脑,助力提升城市治理现代化水平,推动智慧城市加速实现碳达峰、碳中和。

(作者系南网数研院大数据公司公网资源与北斗运营事业部副总监)

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出品 | 中国能源报(ID:cnenergy)

责编丨闫志强

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