“現(xiàn)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。這就是國網北京市電力公司剛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?！眹W北京電科院副院長及洪泉介紹說。

電能替代實驗室位于國網北京市電力公司電力科學研究院，自2016年6月開展可行性研究，2018年7月全面完工，整體建設進程歷時近兩年。

實現(xiàn)國內實驗室建設領域三項自主創(chuàng)新

氣候模擬全覆蓋。該實驗室能模擬雨、雪、風、霧等八種氣象元素，溫度可在-40℃到50℃范圍內自由調節(jié)，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(qū)夏季高溫高濕天氣，實現(xiàn)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性能試驗研究。

數(shù)據分析全業(yè)務。國網北京電科院電能替代技術專家李香龍介紹說：“簡單地理解，這就好比一個融合了數(shù)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(shù)據通信互聯(lián)，實現(xiàn)電采暖設備數(shù)據采集及遠程監(jiān)控智能服務?！?/p>

動模仿真全場景。創(chuàng)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(xù)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、安全高效能源體系。

核心技術全力攻關 服務用戶

指導用戶選擇最優(yōu)電采暖設備。在電采暖設備選型上，電能替代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。李香龍告訴我們：“以北京通州地區(qū)采暖面積100平方米、已完成房屋保溫節(jié)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(yōu)的采暖效果，減少經濟投入。”

引導用戶有序用電節(jié)約采暖費用。冬季特別冷的時段，居民基本會在同一時間集中采暖，電網面臨著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，有序引導其采暖用電，電采暖一鍵自主運行，可減小極端天氣下電采暖供電壓力，有效提升供電服務水平，減少用戶采暖開支。

探索山區(qū)用戶“煤改電”技術方案。山區(qū)居民居住較為分散，電網建設較平原地區(qū)更為困難，投資也更大。目前，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。

自動化檢測裝置推動檢測能力提升。國網北京電力建設了北京地區(qū)超過80%的公共直流充電設施，投運前，每個充電設施都會進行檢測。電能替代實驗室研發(fā)的電動汽車充電設施自動化檢測裝置，能使充電設施單樁檢測時間從4小時縮短至0.5小時，現(xiàn)已節(jié)約檢測時間總量達5.2萬小時，讓電動汽車用戶使用便攜安心。

提升供電可靠性 服務電網

按照戶均容量需求進行配電網改造。配套電網規(guī)劃是“煤改電”可靠電力供應的基礎，如果戶均容量不足，則不能滿足電采暖用電需求，戶均容量過大又會造成電網投資資產閑置浪費。實驗室精準確定了最優(yōu)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家電網公司配電網“煤改電”建設改造技術原則，廣泛指導我國北方地區(qū)“煤改電”配電網的建設改造，有效提升了配電網運行效率和經濟性。

電采暖需求側管理優(yōu)化電網資源配置。面對冬季電采暖負荷激增導致配電網重過載問題，國家電網公司通常采用電網擴容的方式解決。“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，可降低負荷高峰時段電力需求，優(yōu)化電網資源配置，有效緩解電網擴容壓力。

創(chuàng)新成果支撐充電服務。創(chuàng)新提出充電設施充電互通性測試法，自主研發(fā)設計電動汽車與電網交互影響研究平臺方案，實現(xiàn)電網與設備、電網與充電站、電網與用戶相互影響的全方位分析，大幅提升充電設施接入電網的適應性，為充電站建設及電源的規(guī)劃布局提供支撐。

“北京是全國‘煤改電’工程和電動汽車推廣最早、應用規(guī)模最大的地區(qū)，擁有多年的電能替代實際運行數(shù)據、科研成果、工程施工及運行經驗，國家電網公司‘電能替代技術聯(lián)合實驗室（北京）’的投運將進一步推動‘以電代煤、以電代油’多方面資源的整合，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(chuàng)新成果，為我國北方地區(qū)清潔能源技術發(fā)展貢獻‘北京方案’?！奔昂槿痹洪L介紹。

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