“現在室外溫度18℃，但這里卻北風呼嘯，大雪紛飛，只有零下21℃，儼然一番冬季之景。這就是北京市電力公司剛建成投運的氣候仿真實驗室。在這里，你可以感受到風霜雨雪等各種極端天氣。”日前，在北京電力建設的電能替代專項科技研究實驗室，北京電科院副院長及洪泉介紹。據了解，為解決居民、企業、政府在用能經濟性、電力保障、支撐政策等方面面臨的問題，不斷加強科技創新，北京電力在北京電科院建設了目前我國第一所功能齊全的電能替代專項科技研究實驗室。該實驗室自2016年6月開展可行性研究，2018年7月全面完工。

同時，該實驗室與中國電科院、天津市電力公司聯合申報為國家電網公司電能替代技術聯合實驗室，于10月29日掛牌。實驗室瞄準電能替代領域科技前沿，主要開展試驗檢測、仿真模擬、設備研發、系統集成等創新研究，集中展示電能替代的最新科研成果和工作成效。

實現3項自主創新

據了解，電能替代實驗室實現了國內實驗室建設領域氣候模擬全覆蓋、數據分析全業務、動模仿真全場景3項自主創新。

我國不同地區氣候條件存在差異，居民需要根據當地天氣，因地制宜選擇電采暖設備，并開展采暖效果評估、配套電網研究等。實驗室將大自然環境“搬”到室內，并首次與民居建筑和焓差實驗室互相嵌套使用，成為我國暖通領域容積最大、功能最全的環境模擬實驗室。該實驗室能模擬雨、雪、風等8種氣象元素，溫度可在-40℃到50℃范圍內自由調節，基本覆蓋了全國所有天氣，為京津冀及周邊“2+26”個城市電采暖研究提供所需的氣候條件。除“煤改電”研究外，實驗室還可以模擬海南、廣東等南方地區夏季高溫高濕天氣，實現電動汽車與充電裝置在南方高溫以及漠河等北方極端低溫條件下的性能試驗研究。

北京電科院電能替代技術專家李香龍介紹：“數據分析全業務就好比一個融合了數據采集通信功能的智能插座，能兼容不同種類、不同品牌的電采暖設備，并與用戶手機等移動端數據通信互聯，實現電采暖設備數據采集及遠程監控智能服務。”北京電力開發的綜合能源服務平臺，能對“煤改電”用戶的室內環境、用電負荷等重要信息進行24小時監測和大數據分析，為用戶提供用能指導建議，讓用戶采暖省心、省力又省錢。

據悉，電能替代實驗室創新利用電網和電采暖設備縮小版的實物模型，模擬電采暖設備接入后電網建設運行全部場景，仿真研究電采暖設備等接入電網后的運行需求，保障電采暖設備能持續制熱，不讓用戶受凍；模擬分布式光伏等清潔能源，深入研究構建清潔低碳、安全高效的能源體系。

定制化服務“煤改電”用戶

電能替代技術實驗室“讓百姓真正得實惠”的是，可以指導用戶選擇最優電采暖設備、引導用戶有序用電節約采暖費用、探索山區用戶“煤改電”技術方案。

在電采暖設備選型上，實驗室研究成果可以指導用戶根據地理位置、房屋采暖面積、房屋保溫改造情況的不同，個性化定制最適合的電采暖設備。李香龍表示：“以北京通州地區采暖面積100平方米、已完成房屋保溫節能改造的用戶為例，為確保整個采暖季室內溫度不低于18℃，熱負荷指標應按照每平方米60瓦計算，即電采暖設備的制熱功率應不小于6千瓦，用戶可據此選配電采暖設備型號，以達到最優的采暖效果，減少經濟投入。”

在冬季特別冷的時段，居民基本會在同一時間集中采暖，電網面臨負荷激增的巨大壓力。經調研得知，農村采暖通常設定在14℃-16℃，因房屋本身有熱慣性，短時間內減少熱量供應或停暖，房屋能夠維持室溫。利用上述特性，通過“煤改電”智能服務平臺，在居民主動參與下，電采暖可一鍵自主運行，減小極端天氣下電采暖供電壓力，減少用戶采暖開支。

山區居民居住較為分散，電網建設較平原地區更為困難，投資也更大，因此一直是“煤改電”工程建設改造的難點。為此，實驗室正從安全可靠供暖，同時減少采暖設備和配套電網投資、降低用戶采暖費用的角度開展研究，在充分利用谷電、降低采暖費用的同時，探索確保供暖可靠性的蓄熱方案。

提升供電可靠性

記者了解到，電能替代實驗室精準確定了最優的“煤改電”戶均容量需求，研究出的“煤改電”戶均容量配置法已應用于國網配電網“煤改電”建設改造技術原則，廣泛指導我國北方地區“煤改電”配電網建設改造，有效提升了配電網的運行效率和經濟性。

面對冬季電采暖負荷激增導致配電網重過載問題，國網通常采用電網擴容的方式來解決。而“煤改電”智能服務平臺開展電采暖需求側管理，向用戶提出錯峰用電建議，在用戶主動參與的情況下，可以降低負荷高峰時段電力需求，優化電網資源配置，有效緩解電網擴容壓力。

及洪泉介紹：“北京是全國‘煤改電’工程和電動汽車推廣最早、應用規模最大的地區，擁有多年的電能替代實際運行數據、科研成果、工程施工及運行經驗，國網‘電能替代技術聯合實驗室（北京）’的投運將進一步推動‘以電代煤、以電代油’多方面的資源整合，力爭在‘煤改電’技術路線、電動汽車用戶智能服務等方面取得國際領先的創新成果，為我國北方地區清潔能源技術發展貢獻‘北京方案’。”

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