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数智赋能、端云协同、光储融合,打造国内首个近零能耗场馆

建筑领域的碳减排对于中国实现30/60双碳目标至关重要;作为国家首批低碳城示范项目,深圳国际低碳城会展中心近零能耗场馆的创新实践,具有鲜明的标杆意义;华为为国际低碳城提供的“能源管理云+光伏+储能”绿色低碳解决方案,助力打造园区低碳建筑,汇聚能量流与信息流、实现碳排可视可管可优。

文/华为数字能源技术有限公司能源云Marketing部部长 张典曦
华为数字能源技术有限公司能源云领域总裁 张德

根据国际能源署统计,全球建筑行业建造和运营所产生的碳排放量占比到37%;在中国,包括建材生产、建造和运营的全过程碳排放量占比约为51%。随着城市化率的持续提升,建筑行业已经成为碳排放增长速度最快的领域之一。围绕园区建筑的碳减排,国内外业界展开了广泛研究,低碳建筑、零能耗建筑等概念也应运而生。

2021年底,在深圳国际低碳城内诞生了国内首个近零能耗场馆类建筑,其会展中心三栋建筑的综合节能率>70%、本体节能率>20%,全部达到了国家近零能耗建筑技术标准。据测算,深圳国际低碳城会展中心投入使用后,每年将生产127万度绿电,园区用电基本实现自发自用;每年可减少碳排放606吨,相当于年等效植树3.3万棵。

深圳国际低碳城

图1 深圳国际低碳城会展中心

零能耗建筑,低碳城名片

深圳是国家首批低碳试点城市、碳排放权交易试点城市,荣获“国家生态文明建设示范市”称号。深圳国际低碳城会展中心占地4.8万平米,总体规划以“呼吸之馆、活力之廊、生态之盒、生长之丘”为架构,创造一座可自由呼吸的、真正将绿色融于日常的“低碳之城”;会展中心融合了112项绿色、低碳、智慧亮点节能措施,率先试点应用了磁悬浮空调主机、高效太阳能光伏板、碳捕集技术(微藻氧吧)、智慧园区系统等13项国内外领先的低碳技术。

近零能耗展馆的达成,不仅是建筑结构、材料的改变,也和深圳国际低碳城采用了华为提供的“能源管理云+光伏+储能”绿色低碳解决方案紧密相关。能源管理云融合发、储、用等多维数据,通过智能调度实现光伏发电波动与用电负荷高峰的动态协同,提升用能效率、降低运营成本,使得园区运维更稳定更高效。

双流汇聚,能源管理云智能降碳

深圳国际低碳城引入了AI、大数据、物联网、5G等技术构建能源管理云服务,对园区内空调、照明、充电桩、电动窗等建筑能耗相关设备进行精细化管理;基于能源管理云实现碳排一屏可视、一网可管,助力园区低碳高效运营。

深圳国际低碳城

图2 深圳国际低碳城会展中心能源管理云IOC大屏

首先,汇聚能量流和信息流,实现能耗数据可视化。

目前国际低碳城会展中心三栋建筑的各项能耗指标参数(水、电、气)均已实现可视化,园区IOC(智慧运营中心)大屏数据准实时动态刷新(~30秒),并可提供历史数据和能耗报告查询;借助AI优化算法,能源管理云还能实现设备能耗数据监测分析及节能策略一键生成。

其次,实现发储用一体化调度,支撑全生命周期精细化减碳。

从传统的被动节能到主动节能,能源管理云创新融合数字技术与电力电子技术,实现国际低碳城能耗全链路的数字化和智能化;通过发储用智能协同和一体化调度,综合节能率最高可达15%;

未来能源管理云还将针对国际低碳城内的电、水、冷等各类能源进行全生命周期精细化管理,打造从测量、规划、行动到效果跟踪的闭环碳管理系统,为国际低碳城提供绿色、低碳、安全的全方位能源服务。

深圳国际低碳城

图3 能源管理云使能全场景低碳解决方案

光储融合,使能高效运营

国际低碳城会展中心部署的光储融合解决方案包括1.1MW的光伏板和2MWh的智能组串式储能系统,每年可生产约127万度绿电,折合可供近500户三口之家使用1年;每年可减少碳排放606吨,相当于等效植树3.3万棵;光伏发电优先供给园区,可基本满足园区自用需求,然后再给储能系统充电,在非会展活动期间可向电网供电、产生额外收益(2022年深圳市分布式光伏发电财政补贴达0.3元/千瓦时)。

该方案具备更高收益、安全可靠和智能运维等三大优势:

第一,光伏逆变器采用多路MPPT(最大功率点跟踪)设计,智能组件支持组件级发电优化,提升整体发电量5%~30%;储能系统采用全模块化设计,一包一优化、一簇一管理,实现储能全生命周期度电成本降低20%。

第二,储能电芯级、电池包级、电池簇级和储能系统级四重联动安全防护,实现主动预警;逆变器可支持L4级智能电弧防护,0.5秒快速关断、预防火灾;异常时优化器支持0V快速关断,提供更高安全保障。

第三,整体光伏发电系统设备可靠,无易损件,故障率<0.5%;组件级数字可视,支持实时监控和智能感知,通过在线、全量光伏电站体检,提升整体运维效率50%。

开放共生,构建南北向生态

深圳国际低碳城会展中心部署了智能抄表、冷热源、充电桩、智能照明、发电机等12个建筑能耗相关物联网子系统,能源管理云通过ROMA集成平台(华为云应用与数据集成平台)对接调用各子系统,实现对低碳城各建筑的能耗数据汇聚和节能策略下发;目前对接厂商包括格力、霍尼韦尔和特来电等能源领域标杆企业。

依托能源管理云开放平台,华为数字能源构建了丰富的南北向生态,支持海量连接、实现上电即上云;其中,能源管理云南向生态制定接口规范,赋能生态设备快速接入,当前已实现百万级设备连接及处理能力;北向生态聚焦承载千行百业SaaS能力,封装原子能力、开放API接口,支撑合作伙伴快速构建场景化应用;当前已拓展20+ SaaS合作伙伴,并在逐步丰富中。

深圳国际低碳城

图4 能源管理云聚合南北向生态、构建能源数字化黑土地

结合深圳国际低碳城示范点的实践探索,华为将持续优化能源管理云解决方案,构建能源互联网与能源数字化使能管理平台,实现家庭、园区、ICT、县域和城市等五大场景的智能管理;源网荷储一体化、双碳管理数字化,助力整个社会从低碳迈向零碳。