基于城市副中心绿心公园的智慧能源示范应用项目

北京城市副中心投资建设集团有限公司(简称北投集团)是市属一级、特殊功能类国有独资公司,注册资本100亿元,是按照经营城市的理念组建,集“投资、融资、开发、建设、经营”于一体的城市综合运营商,代表政府营造城市。“十三五”时期,北投集团实现了跨越式发展,截止2020年底,北投集团资产总额1884亿元、净资产1007亿元,资产负债率47%。“十四五”时期,北投集团将继续以服务城市副中心发展为中心,谱写高质量发展新篇章。

北投集团是北京城市副中心投资建设运营平台企业,积极服务首都“四个中心”功能建设,紧密围绕“城市投融资、建设与综合运营,保障性住房投融资与建设运营”两大主业,积极打造“投资建设、城市运营、金融服务、保障房”四大业务板块,业务领域涉及土地整理、城市基础设施建设、区域配套服务设施投资建设运营、人才公租房投资建设运营、商业地产、文旅体育、生态环保等,以及为其提供资金支持的金融服务。

北投集团聚焦北京城市副中心投资建设,截至2020年底,在城市副中心共承担项目207个,总投资约3800亿元,已累计完成投资约1270亿元,完成了北京城市副中心155平方公里总体城市设计和重点地区详细城市设计方案国际征集,承担了潞城棚改和东方厂周边棚改任务,规划建设城市绿心,统筹推进城市副中心区域基础设施建设,设立了1000亿元城市副中心投资基金,为城市副中心的投资建设提供强有力的资本支撑。

北投集团建设了奥林匹克中心区、奥体文化商务园区、丽泽金融商务区,承建北京新机场和承德机场临空经济区,投资建设持有运营亚洲金融大厦(亚洲基础设施投资银行总部办公场所),是北京市高端人才公租房建设运营平台,在落实疏解北京非首都功能,推动京津冀协同发展中发挥了市属国企的重要作用。

未来,北投集团将不忘初心、砥砺前行,积极推进城市副中心投资建设,进一步提升城市副中心的规划建设统筹水平,将集团打造成国内领先、国际一流的城市综合运营商,为建设国际一流的和谐宜居之都做出新的更大贡献。

【 项目内容 】

本项目以北京城市副中心建设国家绿色发展示范区为着眼点,以城市功能组团为研究单元,在碳排放源端控制上,结合区域建筑与市政规划,明确区域主要碳排放源及碳排放量,创新绿色能源系统投资建设模式。在提升固碳能力上,以“绿电供应+能源高效利用+森林碳汇”为路径,合理布局绿化苗木,强化市政基础设施与园林景观和生态环境的深度融合。在综合能源利用上,通过提升系统能源、市场化交易购买绿电,实现城市绿心11.2平方公里范围内年度碳中和,形成了可复制可推广的城市组团级区域零碳排放建设模式。

【 实现目标 】

本项目创新绿色能源系统投资建设模式,推动绿心组团“零碳”片区建设,率先在北京城市副中心打造首个近零碳排放城市组团创新实践,推动实现现代城市与自然环境的生态共生。

建设主体:北京北投生态环境有限公司

【 技术产品需求 】

(1)智慧能源系统的“数据链”设计。智慧能源系统各个设备的设计结构、制造工艺、性能参数、运行参数等,对系统运行服务均会产生影响。基于数据采集、传输、分析和输出的全过程“数据链”设计,通过研究“数据链”与设计云、生产云、知识云、检测云、服务云中的实体与虚体关联关系,利用数据库和机器学习智能算法,形成全生命周期“数据链”的描述与设计方法。

(2)智慧能源系统设备的通用精细化模型库。智慧能源系统设备的精细化模型库将有助于实现对模型的精细化和个性化建模。构建云端–边缘端的数据交互机制,为数字孪生模型提供所要求的数据及交互接口,实现数据的纵向贯通。研究云端和边缘端多维数据约简合并技术,设计复杂事件处理引擎,开发能源系统模型库,实现服务的横向融合。

(3)基于多物理场和多尺度的数字孪生技术。鉴于智慧能源系统的复杂性,不能只考虑单个物理场效应或一维尺度数据,不能忽略多物理场和多尺度之间的耦合关系。应用有限元仿真软件构建包括电、热、冷在内的多物理场和体现历史、实时和未来效应的多尺度的仿真模型,支持从不同角度对智慧能源系统的仿真模型进行分析与评价。

(4)城市绿心公园配套建筑绿色能源应用。设计阶段明确采用100%清洁可再生能源系统供热、供冷,实现100%清洁供能。绿心公园配套建筑供热采暖和夏季制冷不直接消耗化石能源,仅消耗电能。太阳能利用方面,部分绿心公园配套建筑装配了屋顶光伏+储能系统,光伏铺设规模达388kW,储能装机1.25MWh,年发电量约46万度。

(5)城市绿心三大建筑及共享设施绿色能源应用。城市绿心三大建筑及共享空间应采用“地源热泵+冷水机组+燃气锅炉+水蓄能+余热回收”的多能互补供应形式。整套系统“地源热泵+水蓄能+余热回收”装机占冬季热负荷的76%,地埋孔2500口,实际运行阶段可再生能源贡献占比可高到80%以上。

(6)城市绿心组团绿电供应服务。目前准备在城市绿心组团内开展绿电购买及供应服务,通过绿电供应中和抵消碳排放。基于多物理场和多尺度的数字孪生技术。鉴于智慧能源系统的复杂性,不能只考虑单个物理场效应或一维尺度数据,不能忽略多物理场和多尺度之间的耦合关系。应用有限元仿真软件构建包括电、热、冷在内的多物理场和体现历史、实时和未来效应的多尺度的仿真模型,支持从不同的角度对智慧能源系统的仿真模型进行分析与评价。

(7)需求响应、源网荷储一体化、虚拟电厂建设。应实现“智慧减碳”结合泛在物联网建设和综合能源服务,实现需求侧资源自动化和智能化调用;应实现双向柔性友好互动,即实现从传统的“源随荷动”向“源网荷储”友好互动模式转变。通过打造源网荷储一体化系统,应能够实时监测能源生产的碳排放,调动能源网中新能源电站、储能设备、供能系统、可调节负荷等资源,促进绿色能源的优先消耗,实现节能降碳。同时与虚拟电厂柔性互动,充分发挥电力需求响应在促进发、输、配、用全过程高效运行和精准投资中的重要作用,助力系统安全运行、经济运行,实现系统效益最大化。







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