淺談生態(tài)城市規(guī)劃與建設(shè)研究中智慧能源規(guī)劃

董亞軍

摘 要：生態(tài)城市建設(shè)是城市發(fā)展規(guī)律、時(shí)代潮流的戰(zhàn)略選擇，也是推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和提高城市競(jìng)爭(zhēng)力的客觀需要.唐山市作為一個(gè)現(xiàn)代港口城市，在加快城市發(fā)展，全面提高城市競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，更加重視城市生態(tài)環(huán)境的改善和城市可持續(xù)發(fā)展能力的增強(qiáng)。本文深入分析了唐山市生態(tài)城市建立所需的指標(biāo)體系及規(guī)劃應(yīng)對(duì)措施中有關(guān)智慧能源方面的研究。

關(guān)鍵詞：生態(tài)城市;規(guī)劃;智慧;智慧能源

1 能源資源條件分析

唐山市能源資源條件包括傳統(tǒng)能源與可再生能源，傳統(tǒng)能源包括煤炭、電力、石油及天然氣。唐山市是煤炭與石油的原產(chǎn)地，傳統(tǒng)能源資源豐富，煤炭保有量62.5億噸，全市各類并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量為841.99萬(wàn)千瓦，2016年原油產(chǎn)量135萬(wàn)噸，石油伴生氣4.78億立方米，全市成品油消費(fèi)量361萬(wàn)噸;

可再生能源資源方面包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)?、生物質(zhì)、水電等方面，唐山市位于河北省東部地區(qū)，年日照時(shí)數(shù)2578.9小時(shí)左右，太陽(yáng)能輻射總量5016-5852MJ/（m2·a），為太陽(yáng)能資源豐富地區(qū)，可重點(diǎn)考慮太陽(yáng)能光熱利用。風(fēng)能資源方面主要集中在市區(qū)南部豐南、灤南、樂(lè)亭縣、曹妃甸區(qū)及沿海海域。唐山市在70米高度，大于200瓦/平方米標(biāo)準(zhǔn)（風(fēng)能資源可利用區(qū)）的技術(shù)開(kāi)發(fā)量為1100萬(wàn)千瓦，技術(shù)開(kāi)發(fā)面積為3640平方公里;大于300瓦/平方米標(biāo)準(zhǔn)（風(fēng)能資源豐富區(qū)）的技術(shù)可開(kāi)發(fā)量為115萬(wàn)千瓦，技術(shù)開(kāi)發(fā)面積為330平方公里。

此外還包括主要分布在南部平原區(qū)和北部山區(qū)的地?zé)崮苜Y源，結(jié)合污水處理廠利用污水源熱能，結(jié)合陡河、邱莊、大黑汀等水庫(kù)利用江水源熱能、水電資源等條件。

2 可利用能源技術(shù)路線分析

對(duì)于唐山市能源利用方式分析，唐山市終端用戶能源需求主要包括采暖、制冷、生活熱水等，而依據(jù)上述分析的傳統(tǒng)能源與可再生能源資源條件，唐山市采暖、制冷、生活熱水都可以利用其中一種或幾種能源通過(guò)一套或幾套能源加工與轉(zhuǎn)化設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)唐山市典型可利用能源技術(shù)路徑分析，針對(duì)唐山市生活熱水、采暖與制冷需求提出如下可利用能源技術(shù)路徑：

生活熱水：優(yōu)先選擇太陽(yáng)能光熱制生活熱水，其次對(duì)于大型公建合理配置燃?xì)馊?lián)供（CCHP），并充分考慮利用（污）水源熱泵;應(yīng)盡量避免采用燃?xì)庵苯尤紵齺?lái)制熱的技術(shù)方法。

采暖與制冷：居民住宅優(yōu)先考慮利用電空調(diào)制冷;大型公建優(yōu)先考慮合理配置燃?xì)馊?lián)供（CCHP），充分考慮利用（污）水源熱泵，同時(shí)考慮常規(guī)供能技術(shù)（冷水機(jī)組等）的選擇，利用水蓄冷技術(shù)進(jìn)行調(diào)峰。

3 整體規(guī)劃思路

唐山市戰(zhàn)略定位為“國(guó)家科學(xué)發(fā)展示范城市和環(huán)渤海生態(tài)宜居城市”。依據(jù)此戰(zhàn)略定位，唐山市能源規(guī)劃應(yīng)契合唐山市未來(lái)發(fā)展需要，構(gòu)建的能源系統(tǒng)可以為唐山市發(fā)展提供安全、清潔、充足的能源。唐山市能源規(guī)劃整體思路為：1）強(qiáng)化用能側(cè)約束，構(gòu)建唐山市低碳、低能耗的“生態(tài)終端系統(tǒng)”。2）建設(shè)基礎(chǔ)能源網(wǎng)，打造唐山市低碳、高效的“綠色供能系統(tǒng)”。3）完善能源控制網(wǎng)，形成唐山市供用能互動(dòng)的“能源微網(wǎng)系統(tǒng)”。4）搭建能源互智網(wǎng)，建立唐山市低碳、智能的“能源運(yùn)營(yíng)中心”。

4 智慧能源

由唐山市內(nèi)各個(gè)能源站、生物燃?xì)?、光伏電站、終端用能用戶的數(shù)據(jù)采集、傳輸、控制系統(tǒng)與基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵕W(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成了傳感控制網(wǎng)。

傳感控制網(wǎng)主要實(shí)現(xiàn)能源設(shè)備的自動(dòng)、安全運(yùn)行，保障用戶的安全、穩(wěn)定用能等，并實(shí)現(xiàn)了人與能源設(shè)備的互動(dòng)，使運(yùn)行人員可根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際情況對(duì)能源生產(chǎn)設(shè)備、傳輸設(shè)備、終端用能用戶實(shí)現(xiàn)能源監(jiān)管、控制。

傳感控制網(wǎng)通過(guò)能源生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、應(yīng)用和再生四環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)能效平臺(tái)對(duì)能源站、終端用戶的節(jié)能優(yōu)化、能源調(diào)配等功能。

4.1 智能電網(wǎng)

隨著唐山市內(nèi)的燃?xì)獍l(fā)電與光伏發(fā)電等分布式電源的應(yīng)用和未來(lái)電動(dòng)汽車的快速發(fā)展及滿足電力的安全、高效、互動(dòng)、可靠等要求，唐山市內(nèi)應(yīng)積極發(fā)展建設(shè)智能電網(wǎng)。

借助傳感控制網(wǎng)內(nèi)先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及能源電力技術(shù)并與當(dāng)?shù)厥姓娏Σ块T構(gòu)建智能、高效、可靠的綠色電網(wǎng)。

4.2 智能熱（冷）網(wǎng)

分布式能源站在本區(qū)域的大規(guī)模應(yīng)用，區(qū)域公共建筑的集中供熱（冷），將有效解決唐山市內(nèi)部分建筑的用熱（冷）需求。

智能熱（冷）網(wǎng)基于有線與無(wú)線通訊相結(jié)合的通訊的網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)與運(yùn)營(yíng)中心內(nèi)云服務(wù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享，并接受運(yùn)營(yíng)中心的能源調(diào)度指令。

智能熱（冷）網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)公共建筑實(shí)現(xiàn)能源“時(shí)間”管理和“差異化”管理。在用能時(shí)間段內(nèi)無(wú)人建筑，如夜間商場(chǎng)、辦公場(chǎng)所，停止供能或降低供能要求，根據(jù)建筑功能不同，實(shí)現(xiàn)差異化供能。

4.3 智能燃?xì)饩W(wǎng)

隨著唐山市城市規(guī)模的增加和唐山市經(jīng)濟(jì)規(guī)模的增長(zhǎng)，長(zhǎng)輸燃?xì)夤芫€及城市內(nèi)燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)模逐步增加，能夠有效提高燃?xì)夤芫W(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施利用效率和供氣效益，提供更加安全、可靠地燃?xì)夤?yīng)成為智能燃?xì)饩W(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)和必然趨勢(shì)。

智能燃?xì)饩W(wǎng)主要對(duì)長(zhǎng)輸燃?xì)夤芫€、燃?xì)忾T站、燃?xì)夤芫W(wǎng)、終端用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、控制，實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤?yīng)、調(diào)配智能化，對(duì)燃?xì)夤?yīng)、輸送、使用實(shí)現(xiàn)一體化動(dòng)態(tài)監(jiān)管。實(shí)現(xiàn)燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)管理的智能化和自動(dòng)化。

在終端用戶側(cè)，實(shí)現(xiàn)以智能計(jì)量體系為基礎(chǔ)的需求側(cè)管理的現(xiàn)代化燃?xì)夤?yīng)體系，為實(shí)現(xiàn)燃?xì)饣?dòng)和為未來(lái)實(shí)現(xiàn)分時(shí)氣價(jià)等提供基礎(chǔ)。

智能燃?xì)饩W(wǎng)基于有線與無(wú)線通訊相結(jié)合的通訊網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)與運(yùn)營(yíng)中心內(nèi)云服務(wù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享，并接受運(yùn)營(yíng)中心的能源調(diào)度指令。

4.4 搭建能源互智網(wǎng)

唐山市能源網(wǎng)絡(luò)智能化只可以解決三網(wǎng)各自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的能源優(yōu)化、調(diào)度，而要實(shí)現(xiàn)三種能源網(wǎng)絡(luò)間的能源調(diào)配、峰值轉(zhuǎn)換、能源優(yōu)化的問(wèn)題，只有通過(guò)搭建能源互智網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。

能源互智網(wǎng)由基礎(chǔ)能源網(wǎng)、傳感控制網(wǎng)和云服務(wù)平臺(tái)組成，通過(guò)云服務(wù)平臺(tái)，對(duì)三網(wǎng)（電網(wǎng)、氣網(wǎng)和熱（冷）網(wǎng)）的梯級(jí)匹配、信息和能量的綜合協(xié)同，能夠達(dá)到能量的高效應(yīng)用，資源的全面利用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的最大化。

4.5 能源規(guī)劃效果

遵循先對(duì)用能側(cè)進(jìn)行優(yōu)化節(jié)能，再對(duì)供能側(cè)實(shí)現(xiàn)高效供應(yīng)的原則，指導(dǎo)唐山市內(nèi)能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，保障唐山市能源的安全供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)能源供需平衡。

規(guī)劃建立化石能源與可再生能源的循環(huán)利用、集中式與分布式相結(jié)合的能源網(wǎng)系統(tǒng)。在這種新的供能模式中，從能源利用的全生命周期入手，融合各種新能源技術(shù)，在滿足唐山市冷、熱、氣、生活熱水需求，通過(guò)能源和資源的循環(huán)與梯級(jí)利用，最大化保證能源綜合利用效率，逐步降低污染物的排放，提升唐山市能源供應(yīng)系統(tǒng)的智能化水平，為唐山市的產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及未來(lái)人們生活提供安全、穩(wěn)定和高品質(zhì)的系統(tǒng)能源。

參考文獻(xiàn)

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