在自家屋顶架设光伏发电板，立一个风力发电扇，发出来的电，即插即用，可以点亮自己家的灯，实现了再生能源的就地转化……这一构想如今走出实验室，走进了天津中新生态城颐和美墅小区11户居民家中，让居民“尝鲜”的是电力部门一项“智慧园区用户侧能源信息融合与高效利用关键技术及工程应用”的新技术推广。这项由国网天津电科院团队耗时六年多攻关的新技术，旨在解决产业园区内各种能源之间分割独立、接入复杂、利用效率低的难题，实现园区内能源的相互融合，助力智慧园区建设。10月19日，这项新技术获得了国家电网公司科技进步一等奖。
六年攻克五道难关
“我国目前已有省级以上园区1000多个，其中的新型智慧园区聚集了高端制造、电子信息、金融机构以及数据中心等高精尖产业，这些企业往往对综合能源供应品质和服务质量有着较高要求。”10月26日，天津电科院院长孙龙彪介绍，“我们的最终目标，就是提升园区综合能效水平和多能源数据应用价值，为智慧园区提供从综合能源高效接入到优化运营、信息共享的全寿命周期整体解决方案。”
记者了解到，为解决国内智慧园区能源发展过程中存在的多元负荷接入复杂、多能源协调控制难、能源信息集成及大数据挖掘不足等诸多技术难题，天津电力牵在2011年就在天津电科院组建专项攻关团队，从负荷接入融合、能源信息融合及能源服务融合三方面入手，针对园区用户侧进行系统化的能源信息融合与高效利用技术研究。六年多时间来，天津电科院攻关团队广泛调研分析了我国典型智慧园区的用户用能特性和能效提升潜力，开展一系列的多能源协调优化控制策略与方法研究，以及软硬件装置研制和工程应用工作。
10月26日，在天津生态城智能营业厅微电网控制室，记者见到了由项目组研发的15千瓦分布式光伏虚拟同步发电机。较传统光伏逆变器而言，该光伏虚拟同步机外观更加小巧，但功能却实现了质的飞跃。通过应用虚拟同步机技术，其具有同步机组并网运行的惯性、阻尼特性、有功调频、无功调压等运行外特性，能够实现惯量功率、自主有功控制、自主调压控制等三大功能，将显著改善分布式电源并离网过程平滑性和运行稳定性，促进清洁能源友好接入与消纳。工作人员告诉记者，上述的发明，只是整个项目的一小部分，而“智慧园区用户侧能源信息融合与高效利用”项目涵盖5项关键技术研究，包括智慧园区用户侧多元负荷接入融合、水电气热多源信息感知融合、冷热电多能源互补协调控制、综合能源大数据分析与应用、能源信息利用综合评价及服务模式等内容，最终要形成集接入融合、信息融合和服务融合于一体的园区智慧用能关键技术和工程体系。
经过六年努力，项目组攻克了分布式能源便捷化接入与管理技术等5大技术难题，成功构建了集多元负荷互联接入、多源能源信息集成、定制化能效服务、大数据信息服务、多维量化评估于一体的智慧用能关键技术和工程体系，为增量配电业务放开后智慧园区综合能源的高效利用和加快发展奠定了坚实技术基础。
其中，在用户侧多元负荷接入融合方面，项目突破了分布式能源便捷化接入与管理技术，设计开发了集电水气热四表集抄、用能分析、能源管理及用户交互一体化的家庭能源中心，解决了多元负荷接入便捷性及能量交互性不足的难题，使园区居民用户均可实现准确用能分析和高效控制，降低户均能耗。
在多源能源信息集成方面，项目攻克了覆盖电水气热多源信息的采集、通信及融合技术，实现了从终端到管网的多能源信息互联与共享，使多表集抄采集准确率达到100%。
在定制化能效服务方面，项目研发了基于用户侧电气热等能源互补特性的能效提升调控技术，实现了用户侧能源优化利用的定制化服务，在降低园区用户供能成本的同时，提升了区域可再生能源就地消纳率。
在大数据信息服务方面，项目建立了评估各类行业用户用能数据与宏观经济数据之间时变关系的数据模型，通过对用户用能行为特征的分析，实现了园区工商业企业多能源大数据宏观经济预测及能效预测预警。
在多维量化评估方面，项目建立了智慧园区多方主体的能源信息服务模式和大数据交易模型，首次实现了对智慧园区能源信息服务的综合评价。
智慧用能增效12亿元
作为我国首个智能电网综合示范区所在地，项目组目前在在生态城一共建成了动漫园、科技园、产业园、信息园等4座冷热电联供能源站，实现了综合能源接入与联合调节，并成功开发架设了智慧园区综合能源信息服务平台，覆盖园区100%终端用户，支持接入18个以上能源及市政系统数据，并提供了优化用电决策管理、能效预测预警等12项以上精准的能源信息综合应用服务。
10月26日下午，在中新天津生态城智能营业厅，记者看到，智慧园区综合能源信息服务平台上，向居民、企业、政府等不同用户开展能源信息服务大屏幕上，各种指数闪烁不停，实时显示着生态城内6000多户工商业和居民用户水、电、气、热等能源利用和能效监测情况。记者了解到，该系统还会定时向用户推送节能方案，实现了对企业用户能效预警阈值的精确计算，并以红、黄、绿三色预警信号，随时为政府和企业及时掌握能效风险提供有效警示参考。
随后，记者又来到了生态城动漫园，这里的2号能源站内，工作人员正在现场测算本年度冬季供暖期能源综合供应方案，该能源站可向动漫园园区提供冷、热、电等综合能源的一体化供应，并采用多种能源梯级利用方式，即在首先充分利用绿色环保的光伏发电的基础上，由燃气三联供补充发电，发电余热可在采暖季为园区进行供热，并与地源热泵互为补充，同时还可在夜间的用电低谷期，利用储能电池和水蓄能实现能源存储，最终通过多能源互补协调控制和定制化服务，使园区年均用能成本比传统供能方式降低15%，全年可再生能源就地消纳率提升10%以上。
记者了解到，目前生态城200余户工商业企业用户和6000多户居民用户全都享受道路电力部门提供了定制化的能源服务方案，不仅验证了提升园区整体能源利用效率的技术方法，而且有效降低了用户用能成本，提高了园区能源利用效率。目前，我国有各类产业园区超过1500个，推广智慧用能潜力巨大。如今，经过生态城的实践后，智慧用能技术已经推广至江苏、浙江等20多个省的一百多个智慧园区，成果应用区域能效水平和可再生能源消纳能力显著提升，多能源数据融合规模和内在价值挖据能力明显提高，累计产生直接经济效益12.5亿元以上。
截至记者发稿，天津电力从智慧园区用户侧多能源利用水平、大数据服务水平、多方共建的可持续发展水平三个层面，正在开展智慧园区能源信息服务的综合评价，依托项目成果编写的《中美智能电网效益分析白皮书(2014-2016)》将在第六届中美气候变化工作组智能电网研讨会上，由中国国家能源局、美国能源部正式发布，为中美乃至世界智能电网可持续发展提供技术和政策支撑。
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