“一张网”提升城市能源安全韧性

科技日报记者 叶青

7月2日，2023国际数字能源展在深圳会展中心圆满落幕。在此次展会上，深圳上线了国内首个“电力充储放一张网”（以下简称“一张网”）。

【资料图】

据介绍，在深圳市政府推动下，依托南方电网，深圳市智慧城市科技发展集团（以下简称深智城集团）联合南方电网深圳供电局，基于全市域级、全自主可控、精细建模的统一时空信息平台，率先打造了国内首个“一张网”，这是我国首个聚合充电设施、新型储能、光伏等各类电力充储放分布式资源的平台，能够有效提升能源安全保障能力。

“一张网”将分布式资源聚合起来

“一张网”以数字孪生、全景可控的形式，全量接入分布式资源，融合多源异构数据，包括17万个充电桩、5100个5G储能基站、6000个电动自行车充换电柜、1200个光伏站、15个储能示范站、13个车网互动站、46个换电站以及大型数据中心等资源，并与虚拟电厂管理平台协同，实现分布式资源可观、可测、可控，全过程科学化、智能化、精细化管理。

基于完备的风险评估体系，“一张网”可以对接入的分布式资源进行风险自动识别、预警及处置调度，实现风险智能管控；还具有充电设施智能规划选址、能源应急保障、一站式市民服务、一站式企业服务等功能。

“以往，充电设施等电力充储放资源零星分散，缺乏统一管理，资源价值没有得到有效发挥。有了‘一张网’，将各类分布式资源聚合起来，形成规模化的整体性资源，对深圳的电力削峰填谷、能源保障和能源安全将产生实际的作用，提升城市能源安全韧性。”南方电网深圳供电局新兴产业部总经理冯悦波介绍。

同时，“一张网”提供的统一公益性服务入口，将给市民带来更便利的生活体验。目前，深圳活跃的充电桩运营小程序有40余个，用户经常要下载不同的小程序，且单个小程序中只能查看该运营商的充电桩信息，甚至还要重复交押金。“一张网”将在小程序“i深圳”上提供全量充电桩智能推荐、查询等功能，方便用户的同时，智能引导用户充电，纾解交通拥堵，缓解停车位及充电位的时空不均，帮助运营企业引流，从而实现多方多赢。

“分布式电力资源是城市电力发展的一个重要趋势。”冯悦波表示，城市内的分布式电力资源以自产自销为主，运行维护以用户自身力量为主，火灾等安全隐患需要当地政府监管、处置。“一张网”通过三级安全指标体系和数据智能分析，分级分类对链接的分布式资源进行安全监测、预警、调度、处置、评估，保障分布式电力资源运行、使用安全，构建良性、健康城市分布式电力资源发展环境。

此外，分布式电力资源具有节能环保、绿色低碳的特点，且安装简单、灵活性强、启停速度快，小型化、模块化的分布式电力系统可以在几周甚至在几天内完成安装，对建设环境要求低，升降负荷或启停速度快，参与调峰调频所需要的时间短，反应速度快。

采用数字孪生等技术对资源进行管理

建设一个聚合充电设施、新型储能、光伏等各类电力充储放分布式资源平台，有哪些技术挑战呢？

“最难的在于海量多源异构分布式电力资源的管理和应用。”深智城集团“一张网”负责人徐前祥指出，从资源类型来看，“一张网”聚合了光伏、储能、充电桩、中央空调柔性负荷等各类资源，既有光伏发电单一功能体，也有光储充放多功能集成体，类型复杂、组合多样，各类资源链接后构成了一个复杂的网络；从资源分布来看，分布式电力资源可分布于深圳任何一个地理位置，如屋顶光伏、地下停车场充电桩、数据中心储能等，空间分布上具有异构性、随机性和不均匀性。

针对种种现实难题，“一张网”采用数字孪生、物联网、人工智能等技术进行管理。

“一张网”基于全市域级的、全自主可控的、精细建模的统一时空信息平台，构建了统一数字承载体。深圳统一时空信息平台已完成全市实景三维、65万栋带纹理白模、6万栋高精度MAX模型，基于建筑信息模型精细化建模成果，构建起全市统一的地上下、室内外、动静态、海陆一体、全周期的空间数字底板和能力中枢，精准映射现实世界，打造智能化、自进化的数字孪生城市。

此外，“一张网”具备多协议多平台接入能力、低代码低成本部署能力、高并发高可用计算能力、大集成大生态融合能力和本地化定制化服务能力等五大能力，形成了基于多元异构感知融合的城域物联网，实现了分布式电力资源的实时感知与智能控制，结合统一时空信息平台，实现虚实融合。

同时，基于人工智能大模型，“一张网”为充电站等分布式电力资源进行智能规划选址，为重大活动等特殊用电需求提供充电资源动态应急保障，为充储放产业政策的制定提供推演仿真。

这样，“一张网”以数据为中心，通过大数据、人工智能、物联网等关键技术，把深圳以及在深圳服务的相关企业编织进同一张网络。

解决电网运行、监管中面临的难题

《“十四五”现代能源体系规划》提出，积极发展分布式能源，鼓励风电和太阳能发电优先本地消纳；健全分布式电源发展新机制，推动电网公平接入。

可以看到，如今越来越多的电力项目都选择了电源、电网、负荷、储能一体化的分布式建设方案。“目前，分布式电力项目功能越来越齐全，说明了技术越来越成熟，标准也越来越统一，因此融合各类功能的产品具有技术可行性。此外，用户应用场景越来越清晰，市场环境越来越好，市场空间也越来越大，因此多功能集成产品具有市场可行性。”在徐前祥看来，未来分布式电力资源产业发展具有长足空间，发展趋势包括设备体积小型化、集成组装模块化、能量转换高效化、能量和信息网联智能化等。

电力充储放设施行业迎来快速发展机遇期，新能源设备在生活中已随处可见。然而，新能源市场的蓬勃发展，也给政府监管、电网运行带来了很大的挑战，缺少统筹规划、无序建设、底数不清、安全监管难等问题日益明显。

“一张网”就是深圳尝试解决上述问题的最新举措。深圳市发改委有关负责人介绍，深圳积极落实“四个革命、一个合作”的能源安全新战略，助力实现“双碳”目标，加快建设新型能源体系，更好发挥源网荷储一体化在保障能源安全中的作用，相继出台了《深圳市促进绿色低碳产业高质量发展若干措施的通知》等文件，提出加快发展新型储能全产业链，加快建设电力充储放一张网，推进源网荷储一体化和多能互补发展，拓展以新型储能为主体的“电力充储放一张网”的商业模式。

“通过能量互通、信息互联，深圳‘一张网’将推动局部坚强电网建设，促进能源生产和消费革命，助力深圳建设数字能源先锋城市。”深圳市发改委有关负责人说。

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