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国网天津电力公司新方案将减少转换环节让用能更高效

2019-05-15 15:20:00

两条机械臂将引流线传入穿刺线夹，向上举升到作业位置，随后拧紧螺栓，将引流线与主行线搭接在一起，带电接引流线的模拟操作流程就完成了。

5月9日，在国网天津综合能源服务中心二层展厅，“改革先锋”、“时代楷模”、天津滨海供电公司职工张黎明带领团队自主研发的“创享2号”人工智能配网带电作业机器人正在进行演示。

这栋位于天津滨海新区中新天津生态城生态科技园的五层建筑里，正展示着国网天津市电力公司运用“大云物移智”等技术与能源电力深度融合的最新成果。

新方案让用能更高效

未来，你或许将购买到更为轻薄的电视、笔记本电脑，更轻便的电磁炉、微波炉。其实，这些产品形态的变化，并不仅仅是产品设计师的功劳。

为了满足我国目前民用220伏交流电电源要求，这些由直流电能驱动的电器都在设备内部设置了整流器，将交流电能再次转换为直流使用。未来，它们可以直接从家中获得直流电能，电器内部也就不再需要整流器，设备自身的体积和成本都将进一步下降。

令家庭用户直接获得直流电能的，正是国网天津电力自主研发的八端口柔性多状态开关站。

这一开关站集变压、换流功能于一身，可输出不同电压等级的交直流电能，相当于在家庭之外的箱式变压器环节完成了电器内部的整流过程，省去了电器自身的交直流转换环节。开关站还可直接接入分布式光伏、风力发电机产生的直流电进行传输，减少交直流相互转换的次数，降低能源转换过程中的浪费。

“八端口”是多状态开关站的最大亮点，意味着该站可以接入更多不同类型和电压等级的电能，同时根据客户类型和需要输出不同电压等级的交直流电能，实现更加灵活、柔性的电能转换。

“减少转换环节、提高用能效率，这一定是未来的发展趋势。”负责承建综合服务中心的国网（天津）综合能源服务有限公司总工程师卢欣说。

八端口柔性多状态开关站计划于明年9月前在天津北辰大张庄小镇试点应用。未来，这里将作为两个智慧能源小镇之一，成为国网天津电力打造智慧能源服务平台、落实泛在电力物联网建设的对外突破点。

相较于众多还处于研发阶段的技术创新，二层展厅另一端的虚拟电厂，已经有了两年的实践经验。

2017年，虚拟电厂的蓝本——天津市能源供需互动服务平台上线运行。目前，该平台共开展2次春节填谷和1次夏季削峰需求响应，累计降低参与企业用能成本2000余万元。

去年夏季，74户企业参与需求侧响应，实现避峰负荷29.5万千瓦。今年春节通过竞价参与模式，抬高负荷33.6万千瓦，有效缓解了热电矛盾。未来，虚拟电厂的投运将进一步助力天津市需求响应工作的开展。

所谓虚拟电厂，是通过调控、通信等电网技术，把分布式电源、储能以及工业用户、商业用户、电动汽车等可控负荷整合起来，作为一个特殊电厂，参与电网运行和调度。

目前，国网天津综合能源服务中心所在的中新天津生态城正在建设中的2万千瓦规模虚拟电厂，投资成本仅为传统火电机组的十分之一。国网天津电力计划2020年在全市建成40万千瓦城市级虚拟电厂，可开展常态化负荷资源调节，实现用户侧削峰和填谷两个方向的资源灵活调动。

新技术助力用能管理

2020年，我国电动汽车保有量将达到500万辆，大规模集群放电功率可达2000万千瓦，接近三峡水电站装机容量。但若想真正利用电动汽车中的电能，使其成为电网的潜在移动能源库，反向充电技术的推广应用必不可少。

在国网天津综合能源服务中心的电动汽车与电网互动系统展台上，电动汽车无线大功率充放电技术正在展示。埋于地面下的供电导轨以高频交变磁场的形式，将电能传输给在地面上一定范围内的车辆接收端电能拾取机构，给车载储能设备供电，是汽车无线充电的技术要点。

“目前这一无线充电装置的功率可达22千瓦，是当前国内先进水平的两倍。不仅如此，它还可以实现车辆向电网侧送电，使移动侧储能成为现实。”国网（天津）综合能源服务有限公司技术工程部主任吴明雷介绍说。

在无线充电过程中，系统可以智能感知电网与电动汽车状态，实现双向互动。当负荷临近最大值时，系统将自动降低充电功率，缓解台区负荷压力；当出现配网故障停电时，若台区负荷降为零，系统将控制电动汽车反向送电，保障台区内重要设备的短时平稳运行。目前已投入使用的大规模有线充电桩，同样可以实现上述功能。

对用户而言，系统能够记忆用户的充电习惯，根据峰谷电价变化情况，给出最经济合理的充电建议，引导用户在谷段电价较低时充电，减轻电网负载，实现更加智能的用能管理。

同样主打智慧用能理念的还有新型智能电能表，只要家中有电器在使用，电表就可以根据电流和电压数据智能辨识正在运行的电器类型，并实时显示用能数据。

所获取的用能数据经过汇总整理，将为客户提供准确、可信的分项电费账单，通过定制个性化的节能策略，帮助客户降低用能费用。

以某一客户为例，当月他所在小区家庭在空调这一电器上的平均用电是100度，而这位客户的用电达到150度，供电公司就会在月电费账单中做出提示，建议客户适当调整温度或减少空调使用时间。随着生活电气化水平的逐步提高，负荷辨识技术将成为客户的节电帮手。

吴明雷介绍，第一批新型智能电表已于5月7日安装在中新天津生态城智能公寓中，明年9月前还将有600块新型智能电表在生态城内投入使用。

基于精准感知的配电物联网、5G创新应用、智慧能源工厂、绿色能源公建……仅国网天津综合能源服务中心二层展厅就有13个展项可供参观者观看和互动。

不止于研发和展示，展厅中的技术创新将于今明两年首先应用在天津智慧能源小镇的建设之中，未来还将根据实际使用情况进行改进和推广。

“让坚强智能电网‘心有灵犀’，让综合能源服务‘尽在掌握 ’，是我们做技术研发和应用的最终目的。”