近年來(lái)，我國(guó)鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)勁，催生了農(nóng)村能源變革需求。同時(shí)，農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展面臨老齡化加劇、農(nóng)業(yè)農(nóng)村資源利用效率低等挑戰(zhàn)，需要以數(shù)字化手段解決鄉(xiāng)村用能自動(dòng)化水平低、能源利用不充分、能耗高等問(wèn)題。
在山東壽光、浙江安吉、湖北潛江上線應(yīng)用近兩年的鄉(xiāng)村電氣化智慧能源服務(wù)平臺(tái)，聚焦農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村生活、鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)、供電服務(wù)四大領(lǐng)域，為用戶搭建智慧物聯(lián)體系，提供用能優(yōu)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、關(guān)鍵設(shè)備精準(zhǔn)控制，提升用能舒適度和綜合能效水平，助力農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要智慧用能解決方案
電力在鄉(xiāng)村振興中發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。近年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)有限公司實(shí)施鄉(xiāng)村電氣化提升工程，提高農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展水平，推進(jìn)農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，促進(jìn)鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活水平不斷提升。我國(guó)農(nóng)村用電量由2006年的4895.8億千瓦時(shí)增長(zhǎng)到2016年的9238.3億千瓦時(shí)，10年間增長(zhǎng)了88.7%。
在農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)加快發(fā)展的同時(shí)，農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化推進(jìn)過(guò)程中存在人口老齡化加劇、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科技含量不夠高、用能較粗放等狀況。
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)是典型的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)條件艱苦，對(duì)年輕人的吸引力不足，從業(yè)人員老齡化問(wèn)題嚴(yán)重?！罢l(shuí)來(lái)種地”成為制約鄉(xiāng)村發(fā)展的一大因素。
隨著工業(yè)領(lǐng)域前沿成果向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域滲透，我國(guó)農(nóng)業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)之間產(chǎn)生了較大差距：農(nóng)業(yè)設(shè)施發(fā)展水平低，對(duì)設(shè)施內(nèi)溫、光、水、肥、氣等環(huán)境因子的調(diào)控能力不足；機(jī)械化程度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)仍以人力為主；設(shè)施技術(shù)不配套、不規(guī)范、缺乏量化指標(biāo)，管理主要靠經(jīng)驗(yàn)、科技含量低，“如何種好地”問(wèn)題亟待解決。
目前，農(nóng)業(yè)設(shè)施智能化改造主要關(guān)注環(huán)境數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程控制，對(duì)電、水、肥等要素的管理仍較為粗放，能效管理不到位。此外，農(nóng)業(yè)智能化設(shè)備廠商眾多，缺少統(tǒng)一的功能和技術(shù)規(guī)范，不同廠家的設(shè)備之間互不兼容，難以形成合力。
農(nóng)業(yè)設(shè)施智慧用能迫切需要更強(qiáng)的技術(shù)支撐力，建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的鄉(xiāng)村電氣化智慧用能解決方案，降低用能及人力成本，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量。應(yīng)用基于能源互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的鄉(xiāng)村電氣化智慧能源服務(wù)平臺(tái)能夠引導(dǎo)農(nóng)戶科學(xué)合理用能，探索各領(lǐng)域電氣化應(yīng)用模式和先進(jìn)技術(shù)，為服務(wù)鄉(xiāng)村振興提供可復(fù)制、可推廣的用能方案。
智慧能源服務(wù)平臺(tái)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)升級(jí)
2019年起，南瑞集團(tuán)信通科技公司承擔(dān)了山東壽光、浙江安吉、湖北潛江鄉(xiāng)村電氣化示范項(xiàng)目建設(shè)，提出鄉(xiāng)村智慧用能方案。該公司承建的鄉(xiāng)村電氣化智慧能源服務(wù)平臺(tái)于2019年年底至2020年年初相繼在浙江安吉、湖北潛江、山東壽光上線。平臺(tái)應(yīng)用電力物聯(lián)網(wǎng)能源數(shù)據(jù)采集等關(guān)鍵技術(shù)成果，通過(guò)大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)開(kāi)展深度能效分析評(píng)估工作，為客戶提供節(jié)能改造、清潔低碳能源應(yīng)用等綜合能源增值服務(wù)。
鄉(xiāng)村電氣化智慧能源服務(wù)平臺(tái)面向七大應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)置9個(gè)模塊109項(xiàng)功能，通過(guò)部署能效監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、能效水平輔助分析、柔性負(fù)荷智能調(diào)控、用能設(shè)備遠(yuǎn)程控制與運(yùn)行異常告警，提升農(nóng)業(yè)企業(yè)和農(nóng)戶的能源在線自治、自我管理能力，提高鄉(xiāng)村能效管理水平。
鄉(xiāng)村電氣化智慧能源服務(wù)平臺(tái)可應(yīng)用到大棚種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜牧養(yǎng)殖、果蔬加工倉(cāng)儲(chǔ)等多個(gè)場(chǎng)景中，讓農(nóng)戶感受到實(shí)實(shí)在在的方便，獲取更多經(jīng)濟(jì)效益。
在電氣化大棚智慧用能場(chǎng)景中，溫度、濕度、二氧化碳濃度等8類數(shù)據(jù)可通過(guò)在蔬菜大棚中安裝的傳感器和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，傳到鄉(xiāng)村電氣化智慧能源服務(wù)平臺(tái)。系統(tǒng)將數(shù)據(jù)處理后再傳送到用戶手機(jī)上。用戶足不出戶就能知道大棚里的情況，并能用手機(jī)給大棚補(bǔ)光、通風(fēng)、降溫，給農(nóng)作物澆水、施肥。
鄉(xiāng)村電氣化智慧能源服務(wù)平臺(tái)還能從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工延伸到農(nóng)村多個(gè)領(lǐng)域，如全電景區(qū)、多能互補(bǔ)供暖等，打造“智慧能源+N行業(yè)”農(nóng)業(yè)發(fā)展生態(tài)圈，改善農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，為美麗鄉(xiāng)村建設(shè)注入新動(dòng)能。
針對(duì)農(nóng)村清潔能源消納需求，鄉(xiāng)村電氣化智慧能源服務(wù)平臺(tái)增加了零能耗鄉(xiāng)村住宅多能互補(bǔ)運(yùn)行優(yōu)化功能，并在壽光智慧能源服務(wù)驛站開(kāi)展試點(diǎn)驗(yàn)證，利用光伏發(fā)電、直流微網(wǎng)與高效直流熱泵節(jié)能等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村住宅全年供電、制冷及供熱的凈零能耗。
助力農(nóng)戶增產(chǎn)增收，未來(lái)應(yīng)用前景廣闊
基于鄉(xiāng)村電氣化智慧能源服務(wù)平臺(tái)，山東壽光、浙江安吉、湖北潛江3個(gè)縣（市）的鄉(xiāng)村電氣化示范項(xiàng)目建設(shè)完成。項(xiàng)目實(shí)施后，農(nóng)戶開(kāi)展種植養(yǎng)殖更輕松、更高效，也獲得了更多收益。
以湖北潛江的水產(chǎn)養(yǎng)殖項(xiàng)目為例，小龍蝦養(yǎng)殖戶不用出門巡塘，只需打開(kāi)鄉(xiāng)村智慧用能手機(jī)APP“農(nóng)村養(yǎng)殖排灌電氣化”模塊，就可以獲得小龍蝦田的水溫、水位、酸堿度、含氧量等數(shù)據(jù)，還能用手機(jī)遠(yuǎn)程操作抽排水，極大減輕了夜間及夏、冬季節(jié)，尤其是惡劣天氣下的勞動(dòng)強(qiáng)度。在疫情防控期間，小龍蝦養(yǎng)殖戶在家中就能完成抽排水工作，既確保了小龍蝦正常生長(zhǎng)，又避免了人員健康風(fēng)險(xiǎn)。小龍蝦養(yǎng)殖戶還可以利用該平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)，控制水體污染，從而降低小龍蝦的發(fā)病率與死亡率，提高小龍蝦產(chǎn)量。
在山東，該平臺(tái)已在省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高新技術(shù)試驗(yàn)示范基地等7個(gè)園區(qū)161個(gè)蔬菜大棚、400戶居民供暖用戶及果蔬加工企業(yè)、畜牧養(yǎng)殖企業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)、旅游景區(qū)和學(xué)校等上線應(yīng)用。項(xiàng)目實(shí)施后，電氣化大棚種植戶平均一年可通過(guò)智慧用能多收入10余萬(wàn)元。
南瑞集團(tuán)信通科技公司正在推進(jìn)山東、江蘇、安徽等地的農(nóng)業(yè)園區(qū)級(jí)微網(wǎng)工程建設(shè)，探索鄉(xiāng)村新能源友好接入和綜合利用新模式，并向更多省級(jí)電力公司推廣相關(guān)經(jīng)驗(yàn)做法，助力提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)、農(nóng)村生活電氣化水平。
未來(lái)，鄉(xiāng)村電氣化智慧能源服務(wù)平臺(tái)將形成面向鄉(xiāng)村的清潔低碳、安全高效能源體系解決方案，進(jìn)一步突破分布式光伏發(fā)電數(shù)字化運(yùn)維管理、多能協(xié)同等核心技術(shù)，構(gòu)建可中斷、可調(diào)節(jié)的鄉(xiāng)村多元負(fù)荷資源庫(kù)，助力提升電網(wǎng)對(duì)鄉(xiāng)村清潔能源的并網(wǎng)消納和用電安全管理能力，促進(jìn)形成與鄉(xiāng)村共贏發(fā)展的專業(yè)支撐體系。
（作者單位：南瑞集團(tuán)信通科技公司）
評(píng)論