能源互联网背景下南方城市电能替代发展路线研究

能源互联网背景下南方城市电能替代发展路线研究

梁亮1古小科2杨俊鑫2张小凤2

（1.广东电网有限责任公司珠海供电局珠海519000；2.珠海华电应星智慧能源研究院珠海519000）

摘要：本文分析了能源互联网背景下的电能替代的意义，并研究了南方城市能源互联网的特点，提出南方城市主要的电能替代形式，包括电动汽车替代、港口岸电替代、岛屿柴油发电机替代、用户自备电厂替代及工业商业锅炉灶具替代等，指出能源互联网背景下南方城市电能替代发展路线。

关键词：电能替代；能源互联网；电动汽车；港口岸电

1.引言

随着全球能源互联网的发展，电能替代将迎来新的发展契机。电能作为清洁、高效、便捷的二次能源，可以有效提高能源利用效率、促进清洁能源的发展、提高电气化水平。实施电能替代，在能源消费上，以电能替代煤、油、气等化石能源的直接消费，提高电能在终端能源消费中的比重，不仅是清洁替代的必然结果，而且是能源变革和转型的中心环节，有利于拉动全球能源互联网健康发展。

南方城市应大力推广“电能替代”，在终端用能环节实施电能替代煤、油、天然气等。

2.电能替代在能源互联网的作用

（1）电能替代是构建能源互联网的重要前提。一方面，通过电网远距离输电，为城市供应充足的清洁电力；另一方面，在供暖、交通、大型机械等领域全面推广电能替代，用清洁电力代替传统化石能源。

（2）智能电网是构建城市能源互联网的重要保障。要将智能电网与热力管网、天然气管网、交通网络等多种类型网络互联互通，建设多种能源形态协同转化、集中式与分布式能源协调运行的综合能源网络，确保综合能源网络结构合理、运行高效。

（3）用能终端改造是构建城市能源互联网的重要支撑。智能化是能源互联网的典型特征，而智能化的前提是能源数据的收集，构建多能互联信息系统，建设能源大数据的分析应用工具，改善终端用户用能模式。

总之，能源互联网的建设需要多方合作，在合理规划的前提下先行先试，走出一条符合南方城市特色的道路。

3.南方城市电能替代的方式

针对目前电能替代存在的困难，通过对南方城市的实际环境及各项技术的特点分析，可以重点推广电动汽车替代、港口岸电替代、岛屿柴油发电机替代、企业用户自备电厂替代、工商业锅炉（灶具）等五个方面电能替代工作。

（1）电动汽车替代

通过大力推动电动公交充电桩建设，推广电动汽车应用，根据公交规划及车辆进出规律合理布局充电站/桩，大幅度减少汽车尾气排放，降低氮氧化物、碳氧化物排放，减少环境污染。

1）新能源+储能+充电桩模式：结合南方光照充足的特点，可在建筑上布置光伏及储能系统，减少充电桩对电网的电力需求，降低对电网的冲击，促进新能源汽车与电网的协调发展。

2）配网设备+充电桩模式：充电桩设备与配网设备集中式配置，在充电车位建设充电插头，减少充电桩的占地面积。

（2）港口岸电替代

南方沿海城市港口众多，为实施港口岸电提供了有利条件，应该因地制宜，积极推进港口岸电替代。岸电电源能使船舶在泊位关闭柴油发动机，接入码头陆侧的电网，减少废气排放、节省燃油资金、降低噪音污染。

1）岸上供电系统：岸上供电系统使电力从高压变电站供应到靠近船舶的连接点。

2）电缆连接设备：连接岸上连接点及船上受电装置间的电缆和设备。电缆连接设备必须满足快速连接和储存的要求。

3）船舶受电系统：在船上固定安装受电系统，包括电缆绞车、船上变压器和相关电气管理系统等。

（3）海岛岛屿柴油发电机替代

应根据海岛的实际情况，为重要岛屿建设以新能源为基础的智能微网，替代现有的柴油发电机，提高供电可靠性，降低污染，同时解决海岛交通及用水问题。

1）海岛电、水、环保一体化设计

放眼海岛能源开发全局，统筹规划，对整岛电、水、环保等公共事业进行统一设计，将科技、自然、海岛旅游有机的结合起来。

2）海岛综合能源管理系统

海岛综合能源管理系统对岛上微电网系统、水源系统和环保系统进行实时监控和能量管理调度，对电源和负载分配进行综合解析和能量调度。

3）电动汽车参与微电网系统能量调节

电动汽车参与微电网系统直流母线能量调节，能够实时调节直流母线电源、负载和交流母线能量平衡，同时可作为局部负载供电故障应急电源，保证重要负载不间断供电。

4）LED大功率高效驱动电源

微电网系统采用交直流母线结构，LED通过LED大功率高效驱动电源直接由微电网系统直流母线供电，提高驱动电源转化效率。

5）交直流母线电源模式切换管理系统

微电网系统采用交直流母线对能量流向进行管理，自动完成交直流母线工作模式切换，为微电网系统稳定运行提供双重保证。

（4）企业用户自备电厂替代

近年来，南方电网经营区存在统调共用机组利用小时低和清洁能源富余的情况，消纳矛盾十分突出；同时，企业燃煤自备电厂大量存在，不集中发电、发电效率不高等问题导致大气污染，自备电厂清洁替代是电能替代工作的重要方面。

应积极与用户沟通，以电价优惠或鼓励用户用新能源替代自备煤电；组织富余水电、风电、太阳能等清洁能源或高效火电机组替代燃煤自备电厂发电，实施后将对提高清洁能源消费比重等作出重要贡献。

（5）工商业锅炉替代

工业制造方面，应在南方城市大力推广电窑炉、电锅炉，部分取代传统的燃油锅炉，采用先进技术对效率低下的锅炉进行电能替代工作，包括电窑炉、电锅炉、电熔炉、热泵等，电能设备清洁无污染，容易清扫，运维成本减少，改善了职工劳动条件，占地少，辅助设备简单、易维修，能源消耗低，经济效果好等优点。

4.南方城市电能替代发展路线

1）规划先行、有序替代

南方城市与北方城市比较，在能源结构与用能方式上略显差异，随着居民对生活质量要求的提高，在冬季的采暖需求已非常强烈。对此，需要统筹能源结构、环境特点、生活习惯，制定电能替代工作规划，有序引导电采暖、电磁厨房、电动汽车等电能替代工作。

2）建立以电代煤、油，优化能源结构

南方电网主推利用清洁能源实施电能替代的能源战略，新能源项目甚至可以扩充为非煤、非油发电项目，通过电能替代宏观控制燃煤发电的比重，有利于减小环境压力。

3）建立与能源互联网融合的电能替代工作机制

能源互联网的提法具有革命性意义，而建设开放服务型能源互联网更有现实意义，其相关的有些举措也具有引领性和现实性。建立与能源互联网融合的电能替代工作机制是南方城市实施电能替代工作的重要路线，有利于实现能源互联网的绿色转型，并提高电能替代的先进性、可持续性。

4）政府政策支持

政府应加快出台扶持政策加强对电能替代的技术支持和应用，设立电能替代专项补贴资金，鼓励单位或个人开展电能替代工作，按照替代电量进行补贴；鼓励开展可再生能源与电能替代相结合的工作方式，对成效显著的电能替代项目开展示范宣传；政府应牵头组织电能替代相关的技术交流会、研讨会、培训会，促进人才交流。

5.结论

能源互联网作为国家能源转型的重要战略，为电能替代工作的实施带来了全新的发展机遇。南方城市具有与北方城市不同的电能替代特点，特别是在采暖方面，必须因地制宜制定相关的电能替代工作规划，有序引导电采暖等电能替代工程的建设。建议重点推广电锅炉、热泵、电蓄冷空调、电窑炉、船舶岸电、电磁厨房、电动汽车、机场桥载设备替代飞机APU、电制茶/电烤烟等相关电能替代工作，形成以能源互联网为支撑的电能替代工作体系，实现电能替代的长期可持续共赢发展，促进我国供给侧结构性改革。

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