近日，在美丽的天津东丽湖畔国网客服中心北方园区内，全国首个可实现100%电能替代、规模化利用可再生能源的园区型绿色能源网已平稳运行一周年。在这座处处渗透着绿色环保理念的国际一流公共服务中心内，国网天津电力通过绿色能源网为园区持续提供冷、热、电、热水等全部综合能源服务，实现城市能源互联网园区级的首次成功实践。
融合世界先进能源技术
节能环保成效显著
当前，能源生产和消费引起的环境污染愈加突出，而在企业传统供能方式中，冷、热、电分别进行规划设计和运行，用户设备投资大，运行维护费用高，企业用能成本增加。如何利用可再生能源、节能、电能替代技术解决雾霾困扰和企业用能“费心费事又费钱”的痛点？
绿色能源网项目的成功实践创造性地解决了这一问题。对于这个能源领域的崭新技术名词，天津电科院院长孙龙彪介绍道：“绿色能源网是以电为中心，灵活接纳和综合利用光能、地热能等多种可再生能源，广泛集成能量信息，实现多种能源协调控制和综合能效管理的园区型能源互联网。”
国网天津电力创新能源服务商业模式，由国网天津节能公司具体承担项目，集能源规划、设计、投资、建设、运营于一体，在一年的运行中为国网客服中心北方园区15万平米的建筑群提供了经济、高效、环保的电能以及制冷、供暖、生活热水等综合能源供应。
建筑屋顶铺设的是成排的光伏组件和太阳能真空玻璃管集热器，宽大的地下室则整齐排列着地源热泵和电锅炉等设备。在深入园区的实地探访中，笔者无时无刻不感受到绿色能源网先进装备“上天入地”的震撼。
“绿色能源网由光伏发电、储能微网、太阳能空调、太阳能热水、冰蓄冷、地源热泵、蓄热式电锅炉等七系统和一个运行调控平台组成，融合了目前世界上最为先进的绿色能源及节能技术。”天津节能公司副经理卢欣在现场向笔者介绍说，“你头顶方向上的光伏发电系统利用园区建筑物及连廊屋顶，建设了装机总容量为823千瓦的光伏电站，为园区部分负荷供电，同时屋顶还安装太阳能热水系统提供生活热水。”
笔者跟随工作人员走进园区地下集中能源站，这里设置了地源热泵和冰蓄冷双空调系统。其中地源热泵是利用地表蓄积能量做冷热源进行能量转换的空调系统，制冷供暖一机两用；冰蓄冷空调利用夜间电网低谷电能蓄冰，在夏季日间用融冰实现供冷。与普通空调相比，它们具有不燃煤、高效能、零碳排等诸多优势，且全部建于地下，避免了噪声污染。
随着近期北方的大风降温，天津的冬天格外寒冷，而走进园区任何一栋建筑物内，扑面而来的都是浓浓暖意。天津节能公司项目团队成员介绍，园区在这个采暖季采用“地源热泵+蓄热式电锅炉”联合形式为园区建筑供热。这种供暖方式兼顾可再生能源利用与电力削峰填谷。其中夜间谷电价时段，由4台2070千瓦的电热水锅炉将水加热到90摄氏度进行蓄热，待白天峰电价时将高温水与二次热网进行热量交换实现供暖；而平、谷电价时段则开启地源热泵，为园区提供24小时不间断供暖。在极端寒冷天气情况下，运行调控平台通过实时数据采集和精准控制，让地源热泵与蓄热式电锅炉同时为供热出力，实现最优效果。
而太阳能热水系统则利用铺设在园区研发楼楼顶的真空玻璃管集热器，吸收光热制备生活热水供园区用户使用。如遇连续阴雨天气，蓄热式电锅炉的蓄热水箱还可为生活热水补充热量，满足用户每时每刻的热水需求。
电为中心，上接光能、下采地热，这种运行模式最大限度地利用了可再生能源。据国网客户服务中心北方园区后勤管理人员介绍，绿色能源网投运一年以来，运行平稳、节能环保效果显著。同期供暖与市政供暖相比、同期供冷与常规制冷空调相比节省费用均在15%以上，运行一年以来累计折算节约标煤3531吨左右，减排二氧化碳约1万吨、二氧化硫约73吨、氮氧化物约40吨。
综合能源“一站式”供应是当前能源服务的重要趋势，绿色能源网成为了在园区落地实践城市能源互联网的典型范本。
优化能源网运行维护
探索实践综合能源服务模式
“嘟嘟嘟……”8月29日23时12分，绿色能源网运行调控平台大屏幕上，实时监控信息突然发出故障告警。平台当班值长迅速打开故障信息列表，查看到故障显示设备为蓄冰槽后，立即点开三维可视化平台监测系统。随后三维画面逐渐放大，故障点定位到7号蓄冰盘管位置。他点击选中图中仿真化设备，显示冰厚度传感器失灵。
不到一分钟，故障点就找到了。值长通过运行调控平台，立刻断开冰蓄冷双工况主机电源，并联系检修人员，检修人员现场维修后向值长汇报了情况。值长通过调控平台对双工况主机恢复供电，监测系统显示故障已消除，同时故障信息被收录进历史故障记录。
这是国网天津电力通过加强日常监测与运维，为绿色能源网持续高效运转保驾护航的一个缩影。他们将运行调控平台中的设备故障信息同步到三维监测系统显示，方便工作人员更为直观地查看园区中故障设备情况，也大大缩短运维人员查找故障位置的时间。
“平台还可监测能源流向，实时全景展现能源系统的实际功率、累计产能量、热水温度、发电功率等指标信息。”在运行调控平台大屏幕前，经历过系统开发调试工作的韩慎朝熟练地演示着其各项功能，“除能源监测外，运行过程中还可通过平台实现能源调控、能源分析、资产运维管理和安全生产培训等多种功能。”
其中，能源调控功能利用能量优化配比、调度等技术，使园区能源生产与用户负荷需求间智能互动，实现能源网内冷、热、电多种能源经济运行。能源分析从能源安全、微网关系、大电网关系等方面对能源网进行分析，提供综合性产能结构决策支持。资产运维管理为设备检修提供信息化支撑。安全生产培训通过在线课程帮助员工掌握园区能源网实际运作流程。
此外，项目团队还建立了综合能源系统规划和运行调度优化模型，根据园区用电典型特点，在充分考虑用能成本和运行负荷基础上，重点分析采暖期、空调期的综合能源系统运行特征，通过调节供储设备启停状态及数量，达到园区最优的经济、环保运行效果。
以绿色能源网一年的能源供应和运行维护为基础，国网天津电力不断收集和分析运行数据、优化节能模式，探索实践出“一站式、全方位、多元化”的综合能源服务模式，建立了从能源网规划、设计到维护“一站式”的综合能源全寿命周期管理评价体系，提出能源网能效比、可再生能源占比、能源利用率、安全运转率等关键指标进行“全方位”评价。同时还结合国家能源领域政策分析解读，进行用能咨询、调控策略研究等“多元化”增值服务，通过对园区内冷、热、电多种能源全过程监测管理及优化调度，使园区实现多种能源的长期安全、经济运行目标。
在绿色能源网一年多的攻关过程中，项目团队共获得发明专利12项，实用新型专利8项，发表论文3篇，出版专著1部，提出的商业模式获得天津市企业现代化管理创新一等奖。同时凭借绿色能源网出色的节能与能源利用示范效果，国网客服中心北方园区建筑被整体授予了最高等级的“国家三星级绿色建筑称号”。
下一步，国网天津电力还将把绿色能源网的技术创新和商业模式创新形式标准化，推广应用至天津宝坻中关村科技城1400万平米园区等重点园区综合能源规划中，在更多更广区域实现多能源合理协调、优化配置、经济运行的目标。
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