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智慧城市建设的基石

时间:2022-03-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:智慧城市建设的最终目的是打造宜居、舒适、安全的生活环境并实现城市的可持续发展。因此,智慧城市的顶层设计在战略上应以绿色为重,围绕节能减排和优化环境进行谋划和建设。总之,在智慧城市进程中,通过智慧能源四大核心系统建设,以及运用ICT技术、遵循IEEE1888标准,不仅仅可带来节能减排和生态文明的社会效益,还可以带来良好的产值和服务升级的经济效益。

智慧城市是通过综合运用现代科学技术、整合信息资源、统筹业务应用系统,加强城市规划、建设、管理和运行的新模式,是智慧地建设城市、智慧地管理和服务城市、智慧地推进城市可持续运行。

智慧城市建设的最终目的是打造宜居、舒适、安全的生活环境并实现城市的可持续发展。因此,智慧城市的顶层设计在战略上应以绿色为重,围绕节能减排和优化环境进行谋划和建设。打造智慧能源,以可持续发展为出发点和归宿点,借以提高城市的宜居度,减轻城市能源和环境压力,是实现城市节能减排和保障城市持续发展、创新经济增长的基础环节。

●智慧城市的智慧能源体系

通过转变传统的能源开发和消费观念,以生态环境的可持续性为前提,以经济社会的可持续发展为目标,运用先进的新技术、新工艺、新设备,大力发展清洁能源,积极开发可再生能源和新能源,优化能源消费结构,提高能源的使用效率,建立科学合理的能源生产方式和消费模式以及相应的激励机制和约束机制,从而减缓能源瓶颈制约和生态环境压力,促进经济社会的和谐发展。

智慧城市的智慧能源包含如下四大核心系统:

1.智慧能源生产和输配系统。在智慧城市中能源的输配系统是关键,特别是智慧电网的输配系统,而能源的生产系统偏重微网能源和分布式能源系统。

2.智慧储能系统。将能量以可控制性、可观察性、互操作性的方式直接或间接存储起来的能源集成系统。它推动能量从单一流向演变成双向、多向流动,且推动能源系统从集中式控制向扁平化分散式控制演变。在传统能源结构中,建筑、交通、工业设施等终端系统主要是能源的消费体系,而在智慧能源结构中,它们即使能源的消费体系,也是能源的储备系统、简单的生产体系和能源市场的交易者。特别是伴随着建筑光伏一体化、电动汽车的普及,将大大加快这一形态的演变。

3.智慧终端能源系统。利用系统集成方法,推动通信技术、信息技术、建筑技术和能源系统的有机结合,充分利用终端内部的智能设备、智能网络、太阳能、绿色低碳材料、终端专用软件服务、燃料电池、储能技术、微型燃气轮机和内燃机等先进技术,实现终端内部照明、燃气、电力、热力、暖通、空调、给排水、应急体系等设备的综合智能管控,以期实现建筑、交通、工业设施等终端系统的高效能源管控。它可通过电能、气能、热(冷)能、太阳能、蓄能的高效结合,大幅度提高能源的利用率,实现终端内部灵活定制,多种选择、高效便捷的多网融合服务。

4.智慧能源服务系统。具有通用语义、通用语法、通用网络、通用规范、通用端口、标准化流程、接口,能够链接先进组件和现有技术架构,简化和便捷各系统应用之间的信息交换和逻辑服务,实现即时数据传感监测,有效实现高精度、全系统、时间同步的能源服务体系。其不仅仅包括传统的节能服务、城市电力需求侧管理、电力营销,还包括能源引擎服务、气象能源服务系统、远程能源管控系统、M2M通信协议、基于IPV6的信息基础网络、节能量交易、碳交易及其他新产业业态。

●绿色ICT成为未来发展趋势

智慧能源的本质是能源优化、管理和服务,其中包含节能减排和节能服务,对智慧城市建设进程具有巨大的推进意义。智慧能源旨在利用ICT(ICT是信息、通信和技术3个英文单词的词头组合)技术提高能源的使用效率,即利用信息化的手段,实现用能智能化,达到能源的经济性、高效性、环保性。

在世界范围内,很多国家和地区早已经认识到ICT节能的重要性并大规模应用部署,这也是未来的必然发展趋势。将ICT应用于能源的生产、储运、应用、再生等各个环节,可以实现能源网络的互联互通,通过融合新一代信息技术,优化能源的可管、可控。ICT与能源技术深度融合,可实现信息与能源的双向流动,达到规模化、体系化。

●自主创新绿色节能国际标准

传统的节能减排领域通常基于工业总线系统,工业控制系统非IP、封闭、垂直,不能达到设备的互联互通,扩展性很差。我国主导的IEEE1888标准已经正式成为全球能源互联网产业首个ISO/IEC国际标准,这一标准将ICT、互联网的概念切入节能减排领域,彻底改变了传统工业控制现场总线的封闭的技术体系和标准体系,创新性地构建了与IPv6、物联网、云计算等先进技术深度融合的标准化、开放式技术体系和系统架构,形成了传感器、控制器、网关、存储及应用平台、终端设备等贯穿下游、中游、上游,涵盖多领域、跨行业、庞大的、完整的产业链。

IEEE1888标准技术主要应用于绿色园区、城市供水、市政供暖、绿色数据中心及通信机房等领域。目前,围绕着IEEE1888标准已经形成了完整的绿色节能解决方案,广泛应用于泛在绿色控制领域,利用ICT促进节能减排。实现数字化绿色城市能源网络监测和控制,提出统一的绿色节能控制协议,兼容目前众多的智能楼宇协议,应用于绿色节能产业。

●智慧能源开始大规模部署

IEEE1888标准技术已经在山东、北京、陕西和国外一些主要城市应用,绿色监控站点数量已经达到数万个,累计创造了超过3亿元的节能收益。

清华大学部署IEEE1888后,使建筑综合能耗降低20%。青岛科技大学高密校区应用IEEE1888后,全年节电约20%,节水10%至20%,CO2排放减少4%,SO2排放减少5%,氮氧化合物排放减少3%,项目投资回报期为2年至3年。

青岛市政二次供水应用IEEE91888后,社会效益和经济效益明显,降低了供水电耗和管网漏失率,避免了水资源浪费,保障二次供水居民的安全可靠用水。东京大学5个校区应用IEEE1888进行节能,综合节电效率达到44%,每年节约能耗支出折合1.3亿元人民币

未来5年,基于IEEE1888标准有可能形成以中国企业为主体,年产值超过500亿元人民币的泛在绿色社区网络产业。

总之,在智慧城市进程中,通过智慧能源四大核心系统建设,以及运用ICT技术、遵循IEEE1888标准,不仅仅可带来节能减排和生态文明的社会效益,还可以带来良好的产值和服务升级的经济效益。

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