以數字化低碳城市電網擦亮城市副中心綠色發展鮮明底色
國網北京電力員工在新型電力系統創新中心討論城市智慧能源管理系統（CIEMS）的頁面開發情況。
曹瑾 王萌 李艷娜 郭菲
北京初雪後，大運河畔的三大建築顯得更加寧靜、挺拔。豐糧滿倉、書林參天、帆立潮頭，它們周圍一場圍繞北京城市副中心的綠心組團「零碳」建設正如火如荼地進行著。綠色發展，電力先行。作為服務首都電力的重要窗口，國網北京市電力公司立足首都資源稟賦，以城市副中心綠色發展示範區為試點，錨定「數字化低碳城市電網」建設目標，為首都能源綠色低碳轉型賦能助力。
為什麼選在北京城市副中心
建設北京城市副中心，與雄安新區形成新的「兩翼」，是以習近平同志為核心的黨中央作出的重大決策部署。堅持世界眼光、國際標準、中國特色、高點定位，北京城市副中心全速推進國家綠色發展示範區建設。
推動綠色發展，實現「雙碳」目標，能源是主戰場，電力是主力軍。「我們緊跟中央和北京市委決策部署，選定城市副中心新型電力系統建設示範區，積極打造『數字化低碳城市電網』，為城市副中心綠色發展賦動能添動力。」國網北京電力總工程師史景堅說。
為什麼選在城市副中心建設新型電力系統？
史景堅給出了解釋，「一方面城市副中心在落實國家『雙碳』戰略目標、京津冀協同發展戰略方面一直發揮著橋頭堡作用；另一方面因為副中心具有智能電網基礎良好、負荷特性呈高速增長等重要特點，有更好的參考性、示範性。」
首先，城市副中心智能電網建設經驗豐富。
2018年，國網北京電力自主研發的世界首個10千伏「雙花瓣」供電網絡綻放在北京城市副中心行政辦公區，供電率達到了99.9999%。截至目前，它已經平穩運行了2100餘天。「我們充分總結了『雙花瓣』運行經驗，在原有基礎上，將建設更多組『雙花瓣』，覆蓋更廣領域，滿足電網可觀可測可控新要求。」國網北京電力設備部主任劉音介紹。
其次，城市副中心負荷保持高增長態勢，柔性化特點明顯。
「十三五」期間副中心負荷年均增速10%，是全市負荷平均增速的2倍，預計「十四五」期間仍將保持高速增長，隨著大規模新能源接入後，電網「雙高」「雙峰」特性凸顯，源隨荷動的實時平衡模式將向源網荷儲協同互動的非完全實時平衡模式轉變，這對城市型新型電力系統的建設具有更好的示範性。
國網北京電力遵循副中心能源發展的趨勢，以《北京城市副中心電網發展行動計劃（2023-2035年）》《北京城市副中心能源綠色低碳發展示範區行動計劃》兩大方案為頂層設計，加快推動「數字化低碳城市電網」建設。「我們明確了26項新型電力系統建設的示範任務，編制政策清單22項、項目清單97項，全方位助力城市副中心能源綠色轉型目標實現。」國網北京電力新型電力系統辦公室主任林濤說。
「數字化低碳城市電網」怎麼建
清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能是新型電力系統建設的方向。國網北京電力緊跟中央部署，將建設「數字化低碳城市電網」作為目標，其中，「城市電網」是重要載體和物質基礎，「數字化」是手段和支撐，「低碳」則是目標和價值體現。
保障能源可靠供應和電網安全運行，是電網企業的立身之本，也是新型電力系統建設的重中之重。城市副中心作為典型受端城市電網，需要推進多級電網協調發展，全面增強電網彈性、安全韌性和調節柔性。
主網方面，依託環京特高壓網絡結構，構建「多向注入、多點支撐」的骨幹雙環網，規劃建設「一南一北一中」500千伏三電源支撐、「三分區」220千伏供電、鏈式110千伏供電的網架結構，打通電力運輸主動脈。
配網方面，配電線路自動化全覆蓋，加入「光纖+5G+載波」的一體化通信網絡，實現配網故障主動隔離和快速自愈。完善分布式電源多級協同控制體系，全面建成「融合、綠色、創新、安全」的城市副中心數字化配電網。
微網方面，攻克交直流混聯微網、分布式光伏群調群控等技術難題，在前疃村建成全市首個智能微網「零碳社區」，實現台區功率互濟、峰谷調電和光伏協同消納，打造社區級源網荷儲協同聯動的示範。
立足當下，堅強物理網架為新型電力系統建設夯基固底，面向未來，智慧數字化技術為新型電力系統發展提供更多可能。
2023年10月13日，隨著挖掘機的轟鳴，位於城市副中心的110千伏大營變電站工程正式開工。不同於傳統變電站，這座北京首座綠色建築融合數字化零碳變電站在建設過程中，充分應用了數字仿真技術。「通過運用BIM技術和數字化工地系統，不僅能三維立體直觀反映全專業設計方案，還能強化電網基建工程進度、作業風險和工藝質量管控，提升電網基建工程全壽命管理水平。」國網北京電力基建部副主任肖群安介紹。
國網北京電力深入應用「大雲物移智鏈」技術，融入人工智慧、數字孿生等技術，推進電網在規劃、建設、運維、調控、服務全環節數字化轉型升級。
地下8米深處，78公里長的高壓電力隧道數字化三維建模正全面展開，通過雷射點雲成像掃描技術，地下管網信息精準呈現，為實現機器人自主巡檢打實基礎。
地上50米空中，無人機順著輸電線路進行巡檢，2025年副中心適航區將完成全部線路杆塔的360度全景照片採集，屆時「無人機+遠程監控」智慧線路將做到全狀態、全息感知……
數字化技術不僅可以實現建設規劃設計和設備智慧巡檢，在助力優化電力營商環境方面，也展現出獨特作用。
北京環球度假區旁的國網北京通州公司環球影城供電服務中心是北京市首個「光儲直柔」零碳營業廳。走進服務大廳，螢幕展示著企業「一證辦」和居民「刷臉辦」等服務內容介紹。在這裡，客戶不僅可以使用綜合自助終端完成傳統辦電、交費、查詢等業務，還能通過手機號、身份證查詢用電信息。「我們在全國範圍內率先推出『三零』服務，打造水電氣暖『五聯』辦電服務品牌，將原本需要50天的串聯審批，最短只需2天就能完成並聯審批，用數據網上跑代替群眾路上跑。」國網北京電力營銷部主任宋鵬說。
新型電力系統建設
如何融入綠色發展和百姓生活
建設數字化低碳城市電網，既要落實「雙碳」戰略部署，也要滿足百姓對美好生活的電力能源需求。聚焦服務綠色能源、綠色建築、綠色交通三大領域，國網北京電力助力綠色成為城市副中心高質量發展的鮮明底色。
2022年北京冬奧會前夕，一句「張北的風點亮北京的燈」讓北京的綠電家喻戶曉。服務綠色能源，首先要加強綠電供應。依託政府間能源合作協議、省間外購綠電交易等方式，國網北京電力從山西、內蒙古等資源富裕地區引進清潔電力。「預計到2035年，城市副中心外調綠電規模將超過80億千瓦時，提升至現在的5倍以上，綠電占全社會用電量比重將提升至60%左右。」國網北京電力副總工程師兼發展部主任陳斌發介紹。
服務綠色能源，不單單只有綠電供應。深挖電力數據價值，通過「電碳分析模型」，打造碳監測全景駕駛艙，匯聚電力、能源、經濟等64類數據，構建現碳排放、碳減排、碳清除等8個主題場景。持續向政府部門提供碳監測分析報告，為「雙碳」管理和企業節能降碳提供有價值的決策參考，助力城市副中心「雙碳」目標實現。
綠色建築作為低碳城市的承載者，是實現節能減排目標的重要舉措。自2021年5月起，城市副中心範圍新建大型公共建築100%執行綠建三星級標準，對綠色建築提出更高標準。
城市綠心森林公園是城市副中心綠色發展的又一個縮影。聚焦城市綠心「零碳」園區建設，國網北京電力聯合北投集團以「電網可靠+綠電供應+用能高效+碳管理」為建設路徑，推動三大建築及共享區域構建樓宇CPS系統，接入城市智慧能源管理系統（CIEMS）平台，按需參與輔助服務。預計2025年，將打破水、電、氣、熱等能源壁壘，實現區域綜合能源多能優化互補及一體化優化運行。
「我們將城市綠心三大建築可調節負荷接入虛擬電廠平台，預計2025年形成2400千瓦可調節容量的資源池，參與到虛擬電廠運行。」國網北京電力通州供電公司總經理邱明泉說。
虛擬電廠，是國網北京電力服務綠色建築的又一「有力工具」。「通過發揮虛擬電廠『聚沙成塔』的作用，不僅能夠喚醒建築樓宇空調、熱泵、儲能、光伏等海量沉睡資源，提高電網靈活調節和負荷互動能力，還能夠提高綠色建築綠電消納水平和能源智慧管理水平。」國網北京新型電力系統辦公室的項目研發人員孫欽斐介紹。
城市副中心能源碳排放中，油類占17%，主要是由機動車產生，服務新能源汽車推廣、便捷居民充電等問題成為了國網北京電力亟須行動的新課題。
國網北京電力針對各類充電場景，以滿足客戶充電需求為導向，優化快充樁網絡布局，推廣新技術示範應用，助力打造快慢互補的副中心全域2公里充電服務圈，在推動綠色出行方面體現新價值。除此之外，國網北京電力加快科技助力綠色交通步伐，建設規模化充電設施檢定檢測與車網互動技術實驗室，成為北京市首個充電樁計量檢定授權機構，核心研究成果獲得2023年日內瓦國際發明展特別嘉許金獎。
藍綠交織、水城共融。北京城市副中心正以綠色低碳之筆，全力描繪綠色發展的現代化城市樣板。新時代新征程賦予新使命，國網北京電力將全速推進數字化低碳城市電網建設，打造首都綠色發展新型電力系統新名片。
總 監 制丨王 輝
監 制丨李丕光 王彧 劉衛民
主 編丨毛晶慧 編 輯丨陳姝含