能源是城市的血液，綠色的智慧能源更是智慧城市可持續發展的基礎。澳門大學智慧城市物聯網國家重點實驗室智慧能源研究團隊透過攻關新能源綜合系統關鍵技術，與領軍能源企業合作，引領城市構建清潔、低碳、高效、安全的智慧能源體系，持續發揮先行示範作用。
引領城市能源轉型
為使智慧城市的能源系統低碳、零碳運行，智慧能源研究團隊近年積極探索優化物聯網能源系統的運行與控制方法。澳大校長、電力系統專家宋永華講座教授，兼任智慧城市物聯網國家重點實驗室主任及智慧能源研究團隊學術帶頭人，他說：「我們針對以澳門特區為代表的高負荷密度城市新能源佔比不斷攀升，數據中心、電動車新型負荷需求極速增長等迫切需求，展開多項交叉學科研究，以原創性成果解決智慧能源體系的諸多挑戰。」
澳門特區是典型的高負荷密度城市，其能源消耗結構與大部分城市相似。實驗室研究顯示，澳門電力、交通、樓宇的直接能源消耗接近佔本地碳排放九成，因此需綜合運用電氣化、智能電網、清潔能源替代、低碳建築等技術手段，減少本地直接能源消耗。
宋永華教授牽頭研發出含高比例的新能源電力系統需求側負荷調控系統，提出了靈活負荷調節能力跟隨發電變化的新路徑，形成了創新理論和發明，其關鍵技術亦應用於內地11個省市的電網，並出口海外，對國家實現「雙碳」目標具支撐作用，亦有助澳門建設低碳城市。宋教授表示，澳大成果對內地東南沿海等地高度發達的城市具有示範引領作用。
智慧綜合能源管理平台
實驗室團隊結合澳門實際情況和需求，如城市建築密集、電力負荷強度高、老舊建築較多等因素，從提高城市電網的智能化水平著手攻克關鍵技術。在電力需求側方面，團隊研究將柔性負荷模式納入常態化的電力系統運行之中，從而能對電動車、中央冷氣等大型設備作靈活自動的動態供電調控，同時開展儲能、直流配用電等城市智能電網技術研究，以提高城市電網供電質量和容量，改善城市電網經濟性、安全性。
同時，研究團隊逐步完善智慧能源監控系統、能源數據建模與可視化，並已搭建「澳門大學智慧綜合能源管理平台」，實現了大學校園建築、電力系統、關鍵設備等實體的數字建模，能實時監測電壓、頻率、節點能耗等多元能源數據，並開展了負荷智能化管理、多能優化調度、用能健康度分析、安全防護等技術研究，為未來智能電網應用於城市場景提供實踐經驗。
實驗室與澳門電力、格力電器、國家電投集團、廣東電網、浙江大學等合作，基於物聯網、大數據、人工智能技術，開展電、氣、冷／熱等綜合能源系統全景感知與畫像、智能運行控制、異常監測與安全防護等關鍵技術研究，並於澳門和內地分別開展示範應用，以進一步提高城市綜合能源利用效率，保障城市能源供應安全。此外，實驗室與國家電投合作，開展橫琴區域製冷系統運行優化研究，為城市節能減排提供科學依據。
研究電動車智能充電減碳排
電動車大規模發展對電網將有不可忽視的影響。實驗室因此與澳門電力、清華大學合作開展澳門電動車充電長遠發展規劃研究，融滙新能源、人工智能、物聯網、大數據等技術，預測澳門未來不同發展場景下電動車充電負荷水平，分析其對電網的潛在影響，並系統性地研究澳門充電設施建設規劃、「車—樁—網」協同優化運行、全週期收益模式等關鍵問題，以促進電動車實現智能有序充電，提高電網效率，保障城市供電質量。
實驗室團隊亦研究未來電動車智能充電的商業模式，探討未來可行的電動車分時充電電價政策等，通過經濟激勵推動電動車及充電設施高效發展，為制定相關發展規劃提供參考。團隊預計本澳通過交通電氣化可減少碳排放約19%。
共建低碳灣區
澳大與南方電網共建「碳中和智慧能源電力聯合實驗室」，為粵澳首個在能源領域的產學研合作平台。雙方開展能源電力領域科技攻關、人才培養與產業推廣，實現產學研深度融合。澳大科技學院助理院長、電機及電腦工程系、智慧城市物聯網國家重點實驗室副教授戴寧怡表示，隨著電動車增長及都市更新，舊區通常會出現局部供電薄弱環節，透過校企科研合作，能為未來困擾智慧城市發展的挑戰帶來新的解決方案，助力粵港澳大灣區乃至全國能源行業創新發展。
面向澳門、深圳等粵港澳大灣區城市節能的需求，實驗室以先進的物聯網技術參與灣區城市能效調控，實現配電網靈活資源調控潛力挖掘，採用「時變建模—信息交互—調度控制—互動驗證」的研究技術路線，正在和深圳供電局合作開展南方電網港澳揭榜項目「雙碳目標下基於物聯網的城市電網靈活資源評估與互動關鍵技術研究」，並計劃在大灣區應用研究成果。
文 / 余偉業、實習校園記者朱江舸
圖 / 何杰平，部分由受訪者提供
英文翻譯 / 蘇恩霆
來源：《澳大新語》第27期
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