国内首家功能最全的电能替代技术联合实验室在北京落成

“现在室外温度18℃，但这里却北风呼啸，大雪纷飞，只有零下21℃，俨然一番冬季之景。这就是国网北京市电力公司刚刚建成投运的气候仿真实验室。在这里，你可以感受到风霜雨雪等各种极端天气。”国网北京电科院副院长及洪泉介绍说。

电能替代实验室位于国网北京市电力公司电力科学研究院，自2016年6月开展可行性研究，2018年7月全面完工，整体建设进程历时近两年。

实现国内实验室建设领域三项自主创新

气候模拟全覆盖。该实验室能模拟雨、雪、风、雾等八种气象元素，温度可在-40℃到50℃范围内自由调节，基本覆盖了全国所有天气，为京津冀及周边“2+26”个城市电采暖研究提供所需气候条件。除‘煤改电’研究外，实验室还可以模拟海南、广东等南方地区夏季高温高湿天气，实现电动汽车与充电装置在南方高温以及漠河等北方极端低温条件下性能试验研究。

数据分析全业务。国网北京电科院电能替代技术专家李香龙介绍说：“简单地理解，这就好比一个融合了数据采集通信功能的智能插座，能兼容不同种类、不同品牌的电采暖设备，并与用户手机等移动端数据通信互联，实现电采暖设备数据采集及远程监控智能服务。”

动模仿真全场景。创新利用电网和电采暖设备缩小版的实物模型，模拟电采暖设备接入后电网建设运行全部场景，仿真研究电采暖设备等接入电网后的运行需求，保障电采暖设备能持续制热，不让用户受冻；模拟分布式光伏等清洁能源，深入研究构建清洁低碳、安全高效能源体系。

核心技术全力攻关 服务用户

指导用户选择最优电采暖设备。在电采暖设备选型上，电能替代实验室研究成果可以指导用户根据地理位置、房屋采暖面积、房屋保温改造情况的不同，个性化定制最适合的电采暖设备。李香龙告诉我们：“以北京通州地区采暖面积100平方米、已完成房屋保温节能改造的用户为例，为确保整个采暖季室内温度不低于18℃，热负荷指标应按照每平方米60瓦计算，即电采暖设备的制热功率应不小于6千瓦，用户可据此选配电采暖设备型号，以达到最优的采暖效果，减少经济投入。”

引导用户有序用电节约采暖费用。冬季特别冷的时段，居民基本会在同一时间集中采暖，电网面临着负荷激增的巨大压力。经调研得知，农村采暖通常设定在14――16℃，因房屋本身有热惯性，短时间内减少热量供应或停暖，房屋能够维持室温。利用上述特性，通过“煤改电”智能服务平台，在居民主动参与下，有序引导其采暖用电，电采暖一键自主运行，可减小极端天气下电采暖供电压力，有效提升供电服务水平，减少用户采暖开支。

探索山区用户“煤改电”技术方案。山区居民居住较为分散，电网建设较平原地区更为困难，投资也更大。目前，实验室正从安全可靠供暖，同时减少采暖设备和配套电网投资、降低用户采暖费用的角度开展研究，在充分利用谷电，降低采暖费用的同时，探索确保供暖可靠性的蓄热方案。

自动化检测装置推动检测能力提升。国网北京电力建设了北京地区超过80%的公共直流充电设施，投运前，每个充电设施都会进行检测。电能替代实验室研发的电动汽车充电设施自动化检测装置，能使充电设施单桩检测时间从4小时缩短至0.5小时，现已节约检测时间总量达5.2万小时，让电动汽车用户使用便携安心。

提升供电可靠性 服务电网

按照户均容量需求进行配电网改造。配套电网规划是“煤改电”可靠电力供应的基础，如果户均容量不足，则不能满足电采暖用电需求，户均容量过大又会造成电网投资资产闲置浪费。实验室精准确定了最优的“煤改电”户均容量需求，研究出的“煤改电”户均容量配置法已应用于国家电网公司配电网“煤改电”建设改造技术原则，广泛指导我国北方地区“煤改电”配电网的建设改造，有效提升了配电网运行效率和经济性。

电采暖需求侧管理优化电网资源配置。面对冬季电采暖负荷激增导致配电网重过载问题，国家电网公司通常采用电网扩容的方式解决。“煤改电”智能服务平台开展电采暖需求侧管理，向用户提出错峰用电建议，在用户主动参与的情况下，可降低负荷高峰时段电力需求，优化电网资源配置，有效缓解电网扩容压力。

创新成果支撑充电服务。创新提出充电设施充电互通性测试法，自主研发设计电动汽车与电网交互影响研究平台方案，实现电网与设备、电网与充电站、电网与用户相互影响的全方位分析，大幅提升充电设施接入电网的适应性，为充电站建设及电源的规划布局提供支撑。

“北京是全国‘煤改电’工程和电动汽车推广最早、应用规模最大的地区，拥有多年的电能替代实际运行数据、科研成果、工程施工及运行经验，国家电网公司‘电能替代技术联合实验室（北京）’的投运将进一步推动‘以电代煤、以电代油’多方面资源的整合，力争在“煤改电”技术路线、电动汽车用户智能服务等方面取得国际领先的创新成果，为我国北方地区清洁能源技术发展贡献‘北京方案’。”及洪泉副院长介绍。

实时动捕

动作捕捉设备

真人动作捕捉

VR手套

相关内容