上海黃浦區“互聯網+”智慧能源發展規劃研究

黃浦區發展改革委員會

上海市節能減排中心

黨的十九大提出，要推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合。國務院將能源與互聯網融合發展作為重點領域之一予以大力推進，國家發改委、能源局、工信部于2016年初發布《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》，對我國能源互聯網發展進行部署。為貫徹落實相關要求，進一步加強黃浦區能源需求側管理和供需銜接，提升能源綜合效率，優化能源資源配置，創建低碳示范城區，開展黃浦區“互聯網+”智慧能源發展規劃研究。

1 能源互聯網發展概述

能源互聯網作為能源發展的一個新概念，近年來得到了業內的普遍重視和關注。作為一個還在持續發展中的事物和能源發展的新形態，各方面對能源互聯網的認識還不盡一致，但在以下幾個方面的特征和內涵已基本取得共識：

（1）注重供需平衡，即能源互聯網更加注重能源供需的匹配，通過對供應側的智能化建設、需求側的有效管理以及儲能等技術的應用，實現供需的相互協調；

（2）注重分布式能源，即能源互聯網更加注重燃氣分布式供能、分布式光伏、新能源汽車等新型的“分布式”供用能方式的發展，鼓勵分布式能源的接入和應用；

（3）注重能源大數據應用，即能源互聯網更加注重對能源實物流的副產品信息流的應用，通過能源大數據的分析和互聯網通訊技術的應用，加強能源流的跟蹤和管理，提高能源開發利用效率；

（4）注重能源市場，即隨著傳統能源價值形成機制日趨不能滿足社會發展需求，新技術和新模式促使分布式能源比重逐步升高，能源數據體系構建的完善和商業價值得到挖掘，實時互動、公平開放的能源市場建立將是能源互聯網發展的內涵之一。

（5）在能源互聯網的上述特征和內涵中，核心特征是將能源信息數據的互聯網化，即通過在電網、熱網等能源供應、傳輸、消耗各環節安裝大量數據采集傳感裝置，采集各類能源運行數據，并通過云計算和大數據技術進行分析處理，進而實現更為高效的能源管理。隨著相關技術和商業模式的逐步成熟，能源將逐步完成類互聯網變革，形成如圖1所示的能源互聯網基本架構。

2 能源互聯網發展情況

2.1 能源互聯網發展基礎條件

（1）能源供應總體寬松。近年來，按照本市能源發展規劃，黃埔區大力推進能源基礎設施建設，電力、燃氣等能源供應的保障能力、管理水平逐步提高，基本滿足負荷需求。其中，電力主要由10座110 kV變電站、21座35 kV變電站供應，配網供電容量共計189.6萬kVA，區域容載比達到2.0，供電可靠率達到99.99%；分布式光伏裝機容量約650 kW、樓宇式燃氣分布式供能裝機容量達到700 kW；電動汽車充電設施已基本覆蓋全區，其中充電站點124個，充電樁1 108個。

（2）能源消費增速趨緩。近年來，黃浦區積極推進能源消費控制工作，已取得顯著的成效。2016年黃浦區能源消費總量為126.55萬t標準煤，同比增長1.7%，滿足年均增長不超過2%的控制要求；人均能源消費量約2 t標準煤，單位增加值能耗為0.13 t標準煤/萬元，均處于全市最低水平。

（3）商務樓宇需求側管理試點率先啟動。作為商業建筑密集的中心城區，區域用電負荷峰谷差大。2016年區域內辦公建筑、商場建筑單日最大峰谷差占最高負荷比重分別達到88%、67%。針對此特點，黃埔區積極開展需求側管理工作，引入54棟商業樓宇開展試點，實現多次在線調峰，并于2016年成功申報國家級商業建筑需求側管理示范項目，取得了良好的示范效果。

（4）初步建立重點樓宇和單位用能監管體系。已建成大型公共建筑和機關辦公建筑能耗監測平臺，實現對233棟建筑的在線監測；對22家重點用能單位、134棟重點用能建筑定期報送的數據進行分析和節能目標公示等管理。

2.2 能源互聯網發展需解決的問題

（1）能源供應安全保障能力尚有提高空間。由于配電網架還有待完善等原因，“十二五”期間黃浦區戶均停電時間仍達到52.8 min，與東京（5 min）、法蘭克福（7.9 min）等國際先進城市相比，供電可靠性仍有差距。打浦橋、南京東路、董家渡等部分區域在極端條件、個別時段仍會出現電力供應緊張情況。

圖1 能源互聯網基本架構

（2）分布式能源有待進一步發展。目前區域光伏、燃氣三聯供等分布式能源的發展規模仍較小，區域內能源供應方式單一，仍依賴常規能源供應方式，應結合實際情況適度發展分布式能源，優化區域內的能源供應結構，與常規能源協同運行，提高能源供應的保障能力。

（3）能源供需還需進一步平衡和銜接。隨著商辦建筑進一步開發建設，區域用電峰谷差還將進一步增大，部分區域、時段的能源供需平衡矛盾較為突出。在此情形下，宜采取互聯網手段，通過進一步強化需求側管理和需求側負荷調控，使電力負荷和供應容量區域平衡和匹配。

（4）能耗監測平臺功能需繼續加強。建筑能耗監測平臺數據接入準確率有必要提升，需要進一步強化數據接入管理、創新數據運維機制。平臺功能尚不能完全滿足政府和用戶精細化節能管理的要求，需進一步完善平臺功能、加強能源大數據的應用，以達到平臺的預期效果。

（5）能源市場模式有待創新。目前區域開展的需求側管理、建筑能耗監測、電動汽車充電設施、分布式供能等項目無論是建設還是運營都比較依賴政府補貼，還沒有形成切實可行的商業模式和創新機制，有必要在能耗監測平臺功能完善的基礎上，從供需兩側探索新的市場模式，建立長效推進機制。

3 黃浦區能源互聯網發展目標

3.1 總體目標

圍繞黃浦區建立安全、清潔、高效、可持續的現代能源體系的要求，以能源智能化、信息化為基礎，以強化建筑節能管理和降低用電峰谷差為抓手，建立信息對稱、多能協同、供需互動、交易開放的能源互聯網體系架構，提升區域能源利用效率，實現高效、可靠、清潔、智能的多種能源互補、供需無縫銜接的能源互聯網，推進黃浦區成為以智慧能源為特色的中心城區低碳發展典范。

3.2 規劃指標

（1）供需平衡方面

電網發展：至2020年，本區配電網供電可靠率不低于99.998%，配電自動化覆蓋率達到100%，配電通信網覆蓋率達到100%，智能電表覆蓋率達到100%。至2025年，供電可靠率不低于99.999 8%。

需求側管理：至2020年，虛擬電廠容量50MW，自動需求響應能力10 MW。至2025年，虛擬電廠容量100 MW，自動需求響應能力20MW。

儲能發展：至2020年，結合區域電力用戶負荷特點，在大型公共建筑積極推廣2～3個儲能示范工程。至2025年，推進儲能的普遍應用。

（2）分布式能源方面

燃氣分布式供能：至2020年，黃浦區新增燃氣分布式供能裝機容量1 MW。至2025年，新增裝機容量5 MW。

光伏發電：積極推廣光伏發電項目，利用學校、醫院、政府辦公大樓等建筑屋頂建設，至2020年，黃浦區新增光伏裝機容量1 MW。至2025年，新增裝機容量2 MW。

充電設施發展：至2020年，基本建成多點分散、密度較高的服務網絡，公共充電設施數量達到1 300個。至2025年，公共充電設施數量達到2 000個。

（3）能源大數據方面

至2020年，基于建筑能耗監測平臺搭建區域能源大數據平臺，實現建筑全能源數據接入，具備對重點用能單位和建筑進行節能管理、考核、需求側管理等功能。至2025年，平臺實現供需側數據全面接入，具備輔助決策、能源精細化管理和能源交易等功能。

（4）能源市場方面

至2020年，在需求側管理的基礎上，按照國家電力體制改革工作的總體部署，對若干建筑或區域開展需求側負荷調節交易、建筑用能直接交易、分布式能源直供電交易的能源市場試點；若干區域開展增量配電業務試點。至2025年，基本形成能源市場交易體系。（詳見表1）

4 黃浦區能源互聯網發展的重點任務

4.1 推動構建區域能源局域網

進一步完善區域配電網建設。加強配電網與城市控制性詳細規劃相對接，推進110 kV紫霞、福州、東江陰站、牯嶺、世博三站等站點建設，擴建金陵站、新東門站、南京站，基本解決區域熱點地區用電緊張局面。加快老舊小區配電網改造，推進“光明工程”建設，支撐老城廂升級擴容。提升配電網智能化水平，推進關鍵節點自動化覆蓋，配置“三遙”終端，實現故障定位自動化、網架分析智能化、配網調度可視化。

（1）強化能源信息智能化采集系統建設。以現有建筑能耗監測系統為基礎，全面推進用電信息自動采集和建筑用戶安裝分項計量設施，逐步實現建筑的電、氣、冷熱等多種能源種類的全面監測，推進終端用戶安裝類型多樣的智能化終端設施。

（2）構建區域能源局域網。以配電網為骨干網絡，以智能化數據采集終端為節點，匯聚分布式光伏、燃氣分布式供能系統、電動汽車充電設施、樓宇需求側負荷調控和儲能設施，以在現建筑能耗監測平臺為基礎上建設的區域能耗監測平臺為樞紐，逐步構成區域電、氣、冷熱等多種能源高效集成互補、接入本市電力、燃氣等能源主干網運行的區域能源局域網。

4.2 深入開展需求側管理

（1）完善區域需求側管理平臺。大力推進黃浦區商業建筑虛擬電廠建設，至2020年，建設完成基本覆蓋黃浦區商業建筑的虛擬電廠，虛擬電廠容量50 MW，自動需求響應能力10 MW，二次調頻能力2 MW，年虛擬發電運行時間不小于50小時。將分布式光伏、儲能、充電樁等多種數據接入平臺，實現數據處理、在線預警、電能質量分析、能效分析和雙向互動等功能，進一步擴大需求側負荷相應范圍和程度。

（2）探索儲能系統示范應用。探索結合上海南市發電廠、世博城市最佳實踐區等分布式光伏項目，合理配置儲能系統，實現平滑出力波動、提升消納能力、為電網提供輔助服務等功能；探索在恒基名人購物中心、金融廣場等用電規模較大的商辦建筑內，配套建設儲能系統，利用儲能電池削峰填谷的特點，參與需求響應；探索通過構建儲能系統綜合管理平臺，將存量的分布式儲能設備通過互聯網進行有效管控和運營，實現對儲能設備的網絡化管理。

（3）探索多種能源、不同主體參與需求響應模式。探索建筑樓宇、電動汽車、儲能等需求側資源參與需求響應，研究建筑、園區、小區不同層次的用能主體及綜合能源服務商等新型市場主體的參與方式和運行模式。

（4）完善需求側響應的管理機制。制定和細化參與者補貼標準，建立并完善需求響應的市場交易模式；建立統一的信息交互標準，實現設備、系統之間的互聯互通。

4.3 大力發展分布式能源

表1 黃浦區“十三五”期間主要發展指標

促進燃氣分布式供能發展。在醫院、賓館、大型商場等建筑物及區域推進燃氣分布式供能項目，力爭至2020年燃氣分布式供能新增裝機容量1 MW。推進紅房子等分布式供能系統示范項目建設。

推進屋頂分布式光伏開發。重點推進重慶南路139號區機關大樓、黃浦區老年護理醫院等公共機構建筑的屋頂分布式光伏開發，力爭至2020年黃浦區新增光伏裝機容量1 MW。

加強電動汽車發展。鼓勵區內公交車、通勤班車等公共服務車輛開展新能源車輛更新和替代；繼續推動電動汽車充電基礎設施配套建設，至2020年基本建成多點分散、密度較高的服務網絡，公共充電設施數量達到1 300個以上。

4.4 探索推進區域新能源車與電網智慧互動

（1）試點布局新能源汽車V2G（Vehicle to Grid）項目。選取區域內樓宇用電負荷波動較大、充電設施較多的區域，組織相關企業對充電站點進行適當改造，在現有充電供能的基礎上加設放電功能，在樓宇用電高峰期間，試點新能源汽車向電網放電，就地平衡樓宇負荷。加強新能源汽車充放電管理，根據車輛用途合理安排充放電時間，進行有序管理，實現電網負荷低谷時電動汽車充電、負荷高峰時電動汽車向電網饋電，達到削峰填谷的效果，協助電網優化運行。組織供電企業及區域內相關充電設施運營企業等探索電動汽車與公共電網互饋的新的運行模式。

（2）組織開展新能源汽車V2H（Vehicle to Home）示范。選取電力條件較好的新建小區，以電動汽車動力電池為儲能載體，在用電低谷時對電動汽車進行充電，在用電高峰為家庭供電，開展V2H項目的試點示范。

（3）探索開展V2V（Vehicle to Vehicle）的應急充電模式。組織區內有關新能源汽車運營企業，研究充電站無空余樁位或負荷不足而無法為小型電動汽車充電時，電動大巴作為補充電源為小型電動汽車充電的運行模式。結合擬建的V2G項目或分時租賃站點，根據嘉定供電公司的相關技術規程，開展V2V項目的試點工作。

4.5 構建區域能源大數據平臺

（1）完善建筑能耗監測平臺。進一步拓展監測樓宇范圍和能源品種，增加燃氣、分布式光伏、充電樁、燃氣分布式供能系統、需求側負荷調節、重點用能單位和樓宇用能等信息采集。加強監測能耗數據在樓宇能耗費用收費管理、電力負荷精細化預測和管理的銜接。創新平臺數據接入運維機制，加強數據采集、傳輸設備信息庫建設和動態管理，在建筑能耗監測平臺的基礎上拓展數據智能運維功能，創新運營遠程運維等長效機制，進一步提升接入數據質量，為平臺發揮預期功能奠定基礎。

（2）夯實平臺精細化節能管理功能。加強大數據分析，分析平臺數據與區承擔節能指標、重點用能單位承擔指標、重點用能樓宇能效水平變化等數據的關聯關系，強化數據預測預警和輔助決策功能，并加強建筑業主、設備類型等能耗相關信息的收集分析，研究建筑能耗與入住率、經濟、氣象、環境等各方面的關系，為政府后續針對重點用能單位、建筑開展能耗對標、節能考核，乃至后續差別化電價等精細化管理工作提供堅實的數據基礎。

（3）探索開展能源供需數據銜接和互動。逐步接入區域配電網、燃氣等供應側數據，基于建筑能耗監測平臺，整合能源供應側、傳輸側、消費側各環節的能源數據，構建以供需銜接、多能互補為特征的區域能源大數據平臺。在此基礎上，建立基于精確需求導向的能源規劃模式，指導區域內能源設施合理布局，提高能源規劃的科學性、合理性。

（4）強化平臺對外綜合服務功能。加強平臺能耗監測數據與樓宇、重點用能單位能源審計等的銜接，研究樓宇節能潛力及光伏、分布式供能、充電樁等新技術的應用潛力。在保障信息安全的前提下，根據需要采取適當方式逐步向區域用能單位、物業管理單位，以及符合有關要求的節能服務企業及充電樁、光伏、分布式供能系統等潛在投資商公開相關數據，實現數據共享，從而推動節能潛力挖潛和新技術應用。基于對能源大數據的信息挖掘和智能預測，鼓勵各類企業開展面向能源生產、流通、消費等環節的增值服務，探索開展建筑用電直接交易、需求側負荷輔助服務交易等業務。

4.6 探索開展能源市場交易

（1）試點開展區域配售電業務。積極推進配售電改革工作，依托世博城市實踐區、創意園區等小區域現有配售電網架，向社會資本開放售電業務，多途徑培育售電側市場競爭主體，以區內用電負荷、充換電設施和光伏發電系統等項目為基礎，積極購買區域外電力，在按規定繳納輸配電費用后，開展區域內配售電業務，以提高能源利用效率，提高供電安全可靠性。

（2） 探索開展區域樓宇用電直接交易。依托建筑能耗平臺，引入社會資本，將監測的樓宇用電打包，作為整體參與本市直接與本市發電企業或市外清潔電力開展交易，使用戶擁有更多選擇權，促進能源資源優化配置。

（3）啟動開展樓宇需求側負荷調節交易。在已有區域需求側調節工作的基礎上，深入挖掘各樓宇需求側調節的潛力，研究開展負荷調節等輔助服務市場交易，包括區域內參與交易的主體、交易品種、交易機制，以及區域需求側負荷與本市電力輔助服務市場的銜接機制等，并根據實際情況啟動樓宇需求側負荷調節交易。

（4）培育能源互聯網服務創新產業發展。結合能源市場交易開展，鼓勵和支持具有技術引領、模式創新的能源互聯網創新創業；鼓勵能源互聯網金融領域創新；鼓勵傳統能源企業、研發機構、技術服務企業等開展跨界合作；培育能源大數據相關的互聯網企業。

4.7 打造智慧能源示范區域

（1）打造智慧能源示范園區。選擇世博城市實踐區、八號橋等園區，建設分布式光伏、燃氣分布式供能、儲能等項目，實現電、熱、冷等多種能源生產、傳輸、消費全過程實時監控，探索供需銜接、多能互補的運行模式，試點開展配售電業務，形成可復制、可推廣的智慧能源示范園區建設和管理經驗。

（2）打造智慧能源示范小區。在部分電力接入條件較好的小區，結合智能用電、家電等應用，構建社區能源公共服務平臺，實現對全景用能，包括對家電應用、分布式光伏、電動汽車充電等的監測和控制，提升終端負荷的靈活可控性，探索示范家居領域的智慧能源應用。

（3）打造智慧能源示范樓宇。針對部分需求側調節能力較大的樓宇，構建樓宇微能網，完善建立樓宇需求側管理平臺，探索開展對樓宇用電負荷、充電設施、儲能設施、分布式光伏、燃氣三聯供等系統的聯合調控，實現更大范圍、更大程度的消峰填谷效應。

5 黃浦區能源互聯網發展的保障措施

5.1 加強組織管理，推進項目落地

以區域列入國家需求側管理示范項目為契機，構建區能源互聯網推進領導小組，由區分管領導擔任組長，辦公室設在發展改革委，統籌協調各有關部門，對區內能源互聯網發展重大事務進行決策、協調和推進。將能源互聯網相關目標和任務納入區節能低碳工作年度安排，落實責任分工和推進機制，推動項目落地。

5.2 積極對接主管部門，加強專業服務機構支撐

加強與國家、市兩級有關主管部門的交流，就國家和本市有關部門電力體制改革、能源互聯網建設、需求側管理等相關工作對接，爭取將全區能源互聯網方案及世博城市實踐區等區域增量配電方案，列為國家和本市智慧能源示范、電力體制改革增量配電試點項目。支持各類專業咨詢服務機構，在智慧能源等領域開展具有前瞻性課題研究，為區域能源互聯網及各類能源項目的技術方案、投融資方案等提供專業服務，為區域能源互聯網推進提供藍圖和指導。

5.3 拓寬資金渠道，完善投融資機制

在區內現有節能低碳等相關扶持資金的基礎上，充分發揮市場機制作用，大力推行能源互聯網項目的市場化運作，廣泛吸納社會資本、外商投資、國外金融機構等社會各類資金投入。探索風險投資、產業基金以多種形式參與智慧能源技術應用和產業創新。與銀行等金融機構、專業咨詢機構開展發行專項債券、股權交易、眾籌、PPP等方式進行投融資項目的研究，加快示范項目建設。