一、建设背景
威海荣成市三面环海，海岸线近500公里，是全国第一渔业大县，截止2023年，水产品产量连续41年蝉联全国县级首位，拥有“中国海参之都”、“中国海带之都”等美誉，海洋经济占威海市GDP的44.4%。荣成市坚持海洋一二三产业融合提升，积极发展海洋牧场、远洋渔业、极地经济，推动海洋食品加工、临港工业向海洋预制菜、海洋生物医药、海工装备等新产业转型，建成12处国家级海洋牧场和全国第二家国家远洋渔业基地。
作为全国最大的海洋牧场聚集区之一，如此优越的海洋资源，促进了海洋食品产业链的形成。国网荣成市供电公司结合本地众多优质海洋牧场的特色，精准发力现代海洋渔业产业，以满足海洋牧场清洁、高效、可靠供用能为目标，在充分调研海洋牧场渔业实际应用需求基础上，打造了养殖业转型的新高地，在推动农民致富、农业兴旺、农村宜居方面走出了一条具有海洋特色的乡村振兴之路。
该案例以“智慧低碳多能互补、党建+服务惠民便民”为核心理念，针对海洋牧场乡村振兴发展中的痛点、难点，依托云计算、大数据、物联网、直流供电、分布式光伏、空气源热泵等前沿技术，结合综合管控系统、边缘代理终端以及末端感知等搭建平台层、边缘层、感知层。建成1个云平台、3个数据中心、N个业务场景，形成发电侧多能互补、供电侧高效可靠、用电侧电气提升的“1+3+N”爱伦湾海洋牧场能效服务管理新模式。
二、案例发展情况
爱伦湾国家级海洋牧场位于荣成市桑沟湾北部，是集海洋生态保护、休闲渔业采摘、海洋生态体验、海洋知识科普宣传为一体的科研教育及海洋渔业产业数字化、信息化发展示范基地。但曾经的桑沟湾沿岸曾遍布小养殖场，工业废水排放海水，造成严重污染。
为助力海湾生态环境质量快速改善，加快育苗产量的提升。国网荣成市供电公司深入走访调研，发现以前的爱伦湾海洋牧场存在以下三个问题：
一是部分海产品加工，譬如对海带、鱿鱼等海产品进行加工烘干，主要依赖传统燃煤、天然气蒸汽换热烘干的生产方式，污染高、能源利用效率低的问题亟待解决。
二是临海离岸海岛、平台等养殖，受地理条件影响，用电、供暖主要依靠柴油发电机实现，缺少清洁、可靠、安全的能源供应保障。
三是大多数微藻、鲍鱼等海产品育苗企业依靠人工经验，对海苗的环境温度、湿度以及光照强度进行控制，缺乏科学的养殖育苗手段提升良品率和产量。
三、案例主要做法
（一）构建发电侧多能互补微电网，推动能源绿色低碳化。
绝大多数企业对海带、鱿鱼等海产品进行加工烘干，主要依赖传统燃煤、天然气蒸汽换热烘干的生产方式，存在污染高、能源利用效率低等问题。国网荣成市供电公司为解决此类问题，大力推行电能替代，助力绿色低碳转型，创新构建海洋牧场多能互补的分布式智能微电网。在现有微电网架构基础上，充分利用海洋牧场光能资源禀赋，搭建海洋牧场建筑容量配置模型，构建新型多能互补发电系统，促进乡村电力能源的清洁化转型，增加了海洋牧场多能互补系统的可靠性和灵活性。
推广以来，对通过对发、供、用侧全环节开展电能替代，提高了电能在终端能源消费占比至38.5%，每年电网企业新增替代电量0.6亿千瓦时，每年实现电能替代收入约0.35亿元。海洋牧场广泛使用了海洋清洁能源及屋顶光伏直流柔性用配技术，碳汇管理平台的海洋“蓝色”碳汇资源规划管理技术处于国际领先水平，实现了海洋牧场能源替代，减少煤炭消耗13950吨，减排二氧化碳3.6万吨，为保护海洋环境和“蓝色粮仓”良性发展发挥强大作用。
（二）开发供电侧船载移动储能装置，保障供电灵活可靠性。
临海离岸海岛、平台等养殖旅游区域，受地理条件影响，用电、供暖主要依靠柴油发电机实现，缺少清洁、可靠、安全的能源供应保障。
为解决以上问题，公司创新研发船载移动储能装置，采用模块化储能即插即用技术，在旅游旺季时为海岛浮台提供可靠灵活电源供应，淡季时迁移至生产码头，既为捕捞船只充电，又能消纳光伏，为海上浮台提供模块化、可移动、可共享的供电方式，保证了供能安全性和可靠性。
公司研发海洋牧场多端口直流供电模块，将直流供电系统接口变换器和两相交错并联双向DC/DC的切换模式应用在海洋牧场、海上观光岛上。依托直流供电体系，基于自主研发“零耗能建筑信息采集管理终端”进行海岛建筑能耗信息采集，推广多能互补智慧供暖模式，通过精准调控供暖流量，海上观光岛供暖用能效率提升10%以上。临海离岸分布式直流供电模块的研发成果目前已应用于海洋牧场和海上观光岛，并在海上浮台和近海客户中得到推广，极大减少了意外停电风险，并且提升了供暖用能效率。
自2022年建设推广以来，累计减少爱伦湾海洋牧场降低因停电造成经营损失约185余万元，降低用电成本及运营管理成本约 246余万元，产生成果的投资回报率高于当地平均水平，并在较短时间内实现了投资回收，展现了其在经济效益和投资效益方面的优越性。
（三）研发用电侧电能替代成套装置，实现车间智能精益化。
大多数微藻、鲍鱼等海产品育苗企业依靠人工经验，对海苗的环境温度、湿度以及光照强度进行控制，缺乏科学的养殖育苗手段提升良品率和产量。为解决以上问题，公司率先研发海产品育苗车间电气化生产成套装置，基于海洋渔业乡村电气化提升，研发加工生产产业链电能替代的成套装置，在微藻鲍鱼等养殖车间部署自动分拣机、自动清洗机、自动卷帘等电气化设备，实现车间智能化、精益化的生产加工。
在海洋牧场微藻等育苗车内建设空气源热泵系统，为车间提供更加适宜的温湿度生长环境；具有感控功能的智能传感器，可以实时监测和调节养殖池的环境参数，并将数据传送到智慧能效管理平台，将超过适宜区段的养殖参数进行报警，为人工决策提供数据支撑。末端的控制装置，可实现循环水泵、遮阳帘、空气源热泵的自动启停和变频控制，对影响微藻生长环境做到“可控、在控”。
通过以上对生产过程的电气化、自动化设备的研发，提高了海洋牧场养殖电气化、数字化、标准化水平，平均生产效率提升50%以上，同时可提高养殖精细化水平，降低人工经验养殖造成的养殖品死亡率，年均增加产值10%以上。并且利用生产过程中循环水落差的发电技术，增强了海洋牧场水资源的综合利用水平，每年节约用工成本10万元。
（四）推动党建+服务赋能升级，打造乡村振兴品牌矩阵。
每年，公司依托彩虹服务队开展志愿活动达到150余次，将乡村振兴建设作为党建与业务深度融合的有效载体，构建起“一支部一特色，一品牌一阵地”的基层党建新格局。当养殖生产开始时，国网荣成市供电公司服务队人员对寻山街道爱伦湾海洋牧场微藻培育车间的智慧能效管理平台以及海洋牧场的分布式光伏设备进行维护检修，积极助力乡村振兴，为海上产提供优质的服务和充足的电力保障。
实施电能替代技术初期，企业对新能源技术接纳较慢。公司以爱伦湾牧场为中心，对周边海产品养殖、水产品加工、冷链物流等企业主动开展技术指导和设备检修等工作。目前已累计完成 27 家海产品加工企业的电能替代和用能优化工作。
此外，服务队策划建设“农时保供电”、“护航开渔季”党员服务精品项目，助力乡村振兴。通过建立“书记+队长+队员”的“1+1+N”小队联动机制，提前到田间地头开展设备检修、灌溉保电等行动，持续做好农业生产保供工作。并现场为村民讲解、答疑和处理生活中常见的用电安全隐患，累计为村民现场处置用电问题260余例，强化供电保障、加强设备运维、规范业扩报装和延伸便民服务，多措并举做好“三农”电力服务保障。
国网荣成市供电公司以山东威海爱伦湾海洋牧场为应用示范点，探索“功能融合*产业提升”乡村振兴新模式。案例先后申请7项发明专利，荣获“中国技术市场协会金桥奖第四届三农科技服务案例一等奖”、“山东省电力行业协会电力创新奖二等奖”、“全省综合智慧能源服务项目三等奖”、“第一届中国新型智慧城市创新应用大赛智尊奖”等重磅奖项，同时，“海洋牧场的清洁低碳用能技术”已被山东省科技厅纳入2024年山东省绿色低碳技术成果目录，在储能技术应用、大气腐蚀检测、海洋牧场养殖等领域提供了技术典范。
来源：国网荣成市供电公司
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