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、時代潮流的戰(zhàn)略選擇，也是推動區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和提高城市競爭力的客觀需要.唐山市作為一個現(xiàn)代港口城市，在加快城市發(fā)展，全面提高城市競爭力的同時，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。本文深入分析了唐山市生態(tài)城市建立所需的指標體系及規(guī)劃應(yīng)對措施中有關(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)電機組裝機容量為841.99萬千瓦，2016年原油產(chǎn)量135萬噸，石油伴生氣4.78億立方米，全市成品油消費量361萬噸;

可再生能源資源方面包括太陽能、風能、地熱、生物質(zhì)、水電等方面，唐山市位于河北省東部地區(qū)，年日照時數(shù)2578.9小時左右，太陽能輻射總量5016-5852MJ/（m2·a），為太陽能資源豐富地區(qū)，可重點考慮太陽能光熱利用。風能資源方面主要集中在市區(qū)南部豐南、灤南、樂亭縣、曹妃甸區(qū)及沿海海域。唐山市在70米高度，大于200瓦/平方米標準（風能資源可利用區(qū)）的技術(shù)開發(fā)量為1100萬千瓦，技術(shù)開發(fā)面積為3640平方公里;大于300瓦/平方米標準（風能資源豐富區(qū)）的技術(shù)可開發(fā)量為115萬千瓦，技術(shù)開發(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)的地熱能資源，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一套或幾套能源加工與轉(zhuǎn)化設(shè)備來實現(xiàn)。根據(jù)唐山市典型可利用能源技術(shù)路徑分析，針對唐山市生活熱水、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)先選擇太陽能光熱制生活熱水，其次對于大型公建合理配置燃氣三聯(lián)供（CCHP），并充分考慮利用（污）水源熱泵;應(yīng)盡量避免采用燃氣直接燃燒來制熱的技術(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)先考慮合理配置燃氣三聯(lián)供（CCHP），充分考慮利用（污）水源熱泵，同時考慮常規(guī)供能技術(shù)（冷水機組等）的選擇，利用水蓄冷技術(shù)進行調(diào)峰。

3 整體規(guī)劃思路

唐山市戰(zhàn)略定位為“國家科學發(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“能源運營中心”。

4 智慧能源

由唐山市內(nèi)各個能源站、生物燃氣、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)主要實現(xiàn)能源設(shè)備的自動、安全運行，保障用戶的安全、穩(wěn)定用能等，并實現(xiàn)了人與能源設(shè)備的互動，使運行人員可根據(jù)當前的實際情況對能源生產(chǎn)設(shè)備、傳輸設(shè)備、終端用能用戶實現(xiàn)能源監(jiān)管、控制。

傳感控制網(wǎng)通過能源生產(chǎn)、儲運、應(yīng)用和再生四環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)能效平臺對能源站、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)的燃氣發(fā)電與光伏發(fā)電等分布式電源的應(yīng)用和未來電動汽車的快速發(fā)展及滿足電力的安全、高效、互動、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)先進的傳感測量技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)、自動控制技術(shù)及能源電力技術(shù)并與當?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)基于有線與無線通訊相結(jié)合的通訊的網(wǎng)絡(luò)，并實現(xiàn)與運營中心內(nèi)云服務(wù)平臺的數(shù)據(jù)共享，并接受運營中心的能源調(diào)度指令。

智能熱（冷）網(wǎng)可實現(xiàn)對公共建筑實現(xiàn)能源“時間”管理和“差異化”管理。在用能時間段內(nèi)無人建筑，如夜間商場、辦公場所，停止供能或降低供能要求，根據(jù)建筑功能不同，實現(xiàn)差異化供能。

4.3 智能燃氣網(wǎng)

隨著唐山市城市規(guī)模的增加和唐山市經(jīng)濟規(guī)模的增長，長輸燃氣管線及城市內(nèi)燃氣管網(wǎng)規(guī)模逐步增加，能夠有效提高燃氣管網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施利用效率和供氣效益，提供更加安全、可靠地燃氣供應(yīng)成為智能燃氣網(wǎng)的發(fā)展目標和必然趨勢。

智能燃氣網(wǎng)主要對長輸燃氣管線、燃氣門站、燃氣管網(wǎng)、終端用戶的數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)視、控制，實現(xiàn)燃氣供應(yīng)、調(diào)配智能化，對燃氣供應(yīng)、輸送、使用實現(xiàn)一體化動態(tài)監(jiān)管。實現(xiàn)燃氣運營管理的智能化和自動化。

在終端用戶側(cè)，實現(xiàn)以智能計量體系為基礎(chǔ)的需求側(cè)管理的現(xiàn)代化燃氣供應(yīng)體系，為實現(xiàn)燃氣互動和為未來實現(xiàn)分時氣價等提供基礎(chǔ)。

智能燃氣網(wǎng)基于有線與無線通訊相結(jié)合的通訊網(wǎng)絡(luò)，并實現(xiàn)與運營中心內(nèi)云服務(wù)平臺的數(shù)據(jù)共享，并接受運營中心的能源調(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)化的問題，只有通過搭建能源互智網(wǎng)實現(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)平臺組成，通過云服務(wù)平臺，對三網(wǎng)（電網(wǎng)、氣網(wǎng)和熱（冷）網(wǎng)）的梯級匹配、信息和能量的綜合協(xié)同，能夠達到能量的高效應(yīng)用，資源的全面利用和經(jīng)濟價值的最大化。

4.5 能源規(guī)劃效果

遵循先對用能側(cè)進行優(yōu)化節(jié)能，再對供能側(cè)實現(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，通過能源和資源的循環(huán)與梯級利用，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

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