淺談生態城市規劃與建設研究中智慧能源規劃

董亞軍

摘 要：生態城市建設是城市發展規律、時代潮流的戰略選擇，也是推動區域經濟可持續發展和提高城市競爭力的客觀需要.唐山市作為一個現代港口城市，在加快城市發展，全面提高城市競爭力的同時，更加重視城市生態環境的改善和城市可持續發展能力的增強。本文深入分析了唐山市生態城市建立所需的指標體系及規劃應對措施中有關智慧能源方面的研究。

關鍵詞：生態城市;規劃;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能源與可再生能源，傳統能源包括煤炭、電力、石油及天然氣。唐山市是煤炭與石油的原產地，傳統能源資源豐富，煤炭保有量62.5億噸，全市各類并網發電機組裝機容量為841.99萬千瓦，2016年原油產量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、水電等方面，唐山市位于河北省東部地區，年日照時數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，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南部豐南、灤南、樂亭縣、曹妃甸區及沿海海域。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）的技術開發量為1100萬千瓦，技術開發面積為3640平方公里;大于300瓦/平方米標準（風能資源豐富區）的技術可開發量為115萬千瓦，技術開發面積為330平方公里。

此外還包括主要分布在南部平原區和北部山區的地熱能資源，結合污水處理廠利用污水源熱能，結合陡河、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，而依據上述分析的傳統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化設備來實現。根據唐山市典型可利用能源技術路徑分析，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路徑：

生活熱水：優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供（CCHP），并充分考慮利用（污）水源熱泵;應盡量避免采用燃氣直接燃燒來制熱的技術方法。

采暖與制冷：居民住宅優先考慮利用電空調制冷;大型公建優先考慮合理配置燃氣三聯供（CCHP），充分考慮利用（污）水源熱泵，同時考慮常規供能技術（冷水機組等）的選擇，利用水蓄冷技術進行調峰。

3 整體規劃思路

唐山市戰略定位為“國家科學發展示范城市和環渤海生態宜居城市”。依據此戰略定位，唐山市能源規劃應契合唐山市未來發展需要，構建的能源系統可以為唐山市發展提供安全、清潔、充足的能源。唐山市能源規劃整體思路為：1）強化用能側約束，構建唐山市低碳、低能耗的“生態終端系統”。2）建設基礎能源網，打造唐山市低碳、高效的“綠色供能系統”。3）完善能源控制網，形成唐山市供用能互動的“能源微網系統”。4）搭建能源互智網，建立唐山市低碳、智能的“能源運營中心”。

4 智慧能源

由唐山市內各個能源站、生物燃氣、光伏電站、終端用能用戶的數據采集、傳輸、控制系統與基于數據傳輸的通訊網絡等構成了傳感控制網。

傳感控制網主要實現能源設備的自動、安全運行，保障用戶的安全、穩定用能等，并實現了人與能源設備的互動，使運行人員可根據當前的實際情況對能源生產設備、傳輸設備、終端用能用戶實現能源監管、控制。

傳感控制網通過能源生產、儲運、應用和再生四環節的數據采集、數據分析，實現能效平臺對能源站、終端用戶的節能優化、能源調配等功能。

4.1 智能電網

隨著唐山市內的燃氣發電與光伏發電等分布式電源的應用和未來電動汽車的快速發展及滿足電力的安全、高效、互動、可靠等要求，唐山市內應積極發展建設智能電網。

借助傳感控制網內先進的傳感測量技術、信息通信技術、分析決策技術、自動控制技術及能源電力技術并與當地市政電力部門構建智能、高效、可靠的綠色電網。

4.2 智能熱（冷）網

分布式能源站在本區域的大規模應用，區域公共建筑的集中供熱（冷），將有效解決唐山市內部分建筑的用熱（冷）需求。

智能熱（冷）網基于有線與無線通訊相結合的通訊的網絡，并實現與運營中心內云服務平臺的數據共享，并接受運營中心的能源調度指令。

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

4.3 智能燃氣網

隨著唐山市城市規模的增加和唐山市經濟規模的增長，長輸燃氣管線及城市內燃氣管網規模逐步增加，能夠有效提高燃氣管網的基礎設施利用效率和供氣效益，提供更加安全、可靠地燃氣供應成為智能燃氣網的發展目標和必然趨勢。

智能燃氣網主要對長輸燃氣管線、燃氣門站、燃氣管網、終端用戶的數據進行實時監視、控制，實現燃氣供應、調配智能化，對燃氣供應、輸送、使用實現一體化動態監管。實現燃氣運營管理的智能化和自動化。

在終端用戶側，實現以智能計量體系為基礎的需求側管理的現代化燃氣供應體系，為實現燃氣互動和為未來實現分時氣價等提供基礎。

智能燃氣網基于有線與無線通訊相結合的通訊網絡，并實現與運營中心內云服務平臺的數據共享，并接受運營中心的能源調度指令。

4.4 搭建能源互智網

唐山市能源網絡智能化只可以解決三網各自網絡內的能源優化、調度，而要實現三種能源網絡間的能源調配、峰值轉換、能源優化的問題，只有通過搭建能源互智網實現。

能源互智網由基礎能源網、傳感控制網和云服務平臺組成，通過云服務平臺，對三網（電網、氣網和熱（冷）網）的梯級匹配、信息和能量的綜合協同，能夠達到能量的高效應用，資源的全面利用和經濟價值的最大化。

4.5 能源規劃效果

遵循先對用能側進行優化節能，再對供能側實現高效供應的原則，指導唐山市內能源基礎設施建設，保障唐山市能源的安全供應，實現能源供需平衡。

規劃建立化石能源與可再生能源的循環利用、集中式與分布式相結合的能源網系統。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，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系統的智能化水平，為唐山市的產業發展以及未來人們生活提供安全、穩定和高品質的系統能源。

參考文獻

[1]蔡世超.智慧能源多能互補綜合能源管理系統研究[J].應用能源技術，2017（10）.

[2]張丹，沙志成，趙龍.綜合智慧能源管理系統架構分析與研究[J].中外能源，2017（04）.