企業微電網能效係統建設正當時

簡婷 开云体育手机下载教程  201801

一 案例介紹

隨著新型電力係統進程加快，新能源裝機占比逐步提高，發電側(ce) 波動性、隨機性導致可靠容量降低。加之天氣帶動負荷快速增長，造成電力供需緊張、電網尖峰負荷屢創新高，對現有能源供應帶來巨大挑戰。 

國家電投五淩電力有限公司（簡稱“五淩電力”）根據長沙電網結構，分析區域用能特點，結合保供需求，建設以分布式電源、儲(chu) 能、充電、供冷供熱、可調負荷等多能一體(ti) 的綜合智慧零碳電廠，緩解區域能源供需嚴(yan) 峻形勢，助力新型電力係統建設。

二 技術方案

綜合智慧零碳電廠是指利用電力網連接，通過協調控製、智能計量以及信息通信等關(guan) 鍵技術，實現“通信”和“聚合”，將相對分散的源、網、荷、儲(chu) 等元素通過天樞智慧係統進行集成調控，構建對內(nei) 協調平衡、對外與(yu) 電網友好互助的“智慧調控+可控負荷/儲(chu) 能/分布式電源”聚合體(ti) 。實現綠能就近取材、就地消納利用，提高能源自給率，緩解能源供需矛盾。通過綠電直供、儲(chu) 能、節能改造等技術的應用，引導用戶分時用能，促使用戶用電更加合理、穩定、高效、節能，切實降低用戶的用能成本。充分挖掘和利用靈活性資源，平抑負荷波動，幫助用戶科學、高效地參與(yu) 需求側(ce) 響應，獲得額外收益。終通過天樞智慧係統對可調節資源進行調控和優(you) 化，實現削峰填穀、促進電力供需平衡和適應新能源電力運行，解決(jue) 傳(chuan) 統電網的備用容量及滯後性、靈活性不足和風光等新能源的隨機性和波動性造成對電網負荷特性衝(chong) 擊的問題，提升電力係統的靈活性和可靠性，支撐新型電力係統建設。

長沙綜合智慧零碳電廠從(cong) 分布式電源、儲(chu) 能、充電樁、清潔供冷供熱、售電大客戶合作、可調負荷聚合、綠證交易等場景入手，按照“自建+聚合”方式分期建設、分步推進，規劃總投資約18億(yi) 元，建設/聚合分布式電源裝機239.34MW，接入各類工商業(ye) 負荷1191.84MW，以及用戶側(ce) 儲(chu) 能83.7MW /178.6MWh，終形成能力716.4MW，調峰能力644.64MW，調頻容量178.6MW。預計2025年底前全部建成投產(chan) 。

三  客戶收益  

綜合智慧零碳電廠是典型的多方共贏商業(ye) 創新模式。

（1）對於(yu) 地方政府，可以提升地方能源供應能力，保障用能安全，推動能源相關(guan) 產(chan) 業(ye) 發展，改善生態環境，促進區域綠色低碳發展，保障社會(hui) 民生，助力實現鄉(xiang) 村振興(xing) 。

（2）對於(yu) 電網企業(ye) ，可以增強電網的靈活性和調節能力，平抑負荷波動，補充尖峰缺口，保障區域電網安全穩定運行。

（3）對於(yu) 工商業(ye) 用戶，可以降低用能成本，增加收入，提高用電安全性，並提高用能綠電比例，緩解減碳需求，同時實現用能的智慧化管控。

（4）對於(yu) 個(ge) 體(ti) 用戶，可以增加居民收入，降低用能成本，並提升生物質等資源化利用水平，改善炊事、采暖用能條件，實現智慧低碳生活，提升個(ge) 體(ti) 用戶幸福感。

四 企業(ye) 微電網能效係統建設正當時

4.1 虛擬電廠加快落地

隨著泛在電力物聯網和能源互聯網的發展，各地智慧電廠、虛擬電廠建設也不斷從(cong) 調研進入實施階段，並且取得較大進展。除了上麵案例中的長沙智慧電廠外，比如嘉興(xing) 市虛擬電廠管理平台已接入涵蓋儲(chu) 能設施、空調、充電樁、光伏電站等負荷資源4920MW，其中可調負荷資源達821.4MW，預計削峰能力為(wei) 246.1MW、填穀能力為(wei) 228.2MW。虛擬電廠的建設快速進展的同時，電網公司也加強力度組織調用虛擬電廠負荷資源進行削峰填穀，立足“政府主導、電網主動、企業(ye) 主體(ti) ”的建設模式，進一步為(wei) 虛擬電廠盈利兌(dui) 現創造條件。

4.2 新能源建設成本大幅降低

從(cong) 用電企業(ye) 的角度來看，隨著電改走向深水區，如果不會(hui) 合理使用、調度新能源，企業(ye) 的用電成本將可能不降反升，對於(yu) 高能耗企業(ye) 來說，這也會(hui) 進一步壓縮企業(ye) 的利潤空間。2023年以來國內(nei) 光伏、鋰電池產(chan) 能過剩導致光伏組件、儲(chu) 能係統價(jia) 格大幅下跌，光伏組件價(jia) 格大幅下降，曆史一次出現了每瓦低於(yu) 1元的價(jia) 格，這個(ge) 價(jia) 格隻有去年同期50%左右。儲(chu) 能鋰電池價(jia) 格同樣大幅下降，儲(chu) 能係統中標均價(jia) 甚至低至0.9元/Wh，這和一年前2元/Wh左右的成本相比已經下降50%以上，這也導致投資光伏、儲(chu) 能係統建設的度電成本越來越低，投資回報率越來越高。所以現階段優(you) 質用電企業(ye) 都是綜合能源投資的香餑餑，本著誰投資誰受益的原則，對企業(ye) 來說現階段也是投資建立自身企業(ye) 微電網能效係統的佳時機，這也將為(wei) 企業(ye) 在將來的能源變革中取得更大的話語權和靈活性。

五 安科瑞企業(ye) 微電網能效係統解決(jue) 方案

智慧電廠或虛擬電廠實際上就是眾(zhong) 多用電企業(ye) 微電網的聚合體(ti) ，包括分布式光伏、儲(chu) 能係統、可調節負荷、汽車充電樁等，根據電網負荷波動進行需求響應來保障電網安全，降低供用電成本。所以一個(ge) 虛擬電廠實際上是數量眾(zhong) 多的企業(ye) 微電網組成的聚合體(ti) 。

AcrelEMS企業(ye) 微電網能效係統融合企業(ye) 電力監控、能耗統計、電能質量分析及治理、智能照明控製、主要用能設備監控、充電樁運營管理、分布式光伏監控、儲(chu) 能管理等功能，用戶通過一個(ge) 平台可全局、整體(ti) 的對企業(ye) 微電網進行進行集中監控、統一調度、統一運維，幫助企業(ye) 提高供電可靠性，就地消納新能源發電，提高用電效率，降低用電成本，功能見圖1 所示。

企業(ye) 微電網能效係統包含安裝於(yu) 現場的電量傳(chuan) 感器、邊緣計算網關(guan) 和能效管理軟件。電量傳(chuan) 感器用於(yu) 監測和控製企業(ye) 的負荷設備和分布式發電設備，傳(chuan) 感器的數據接入邊緣計算網關(guan) ，每個(ge) 網關(guan) 可以看做是一個(ge) 區域指揮部，采集所接傳(chuan) 感器數據進行協議轉換後上傳(chuan) AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理軟件或轉發第三方平台，網關(guan) 可以根據預設閾值或自動學習(xi) 來執行邏輯計算，並AcrelEMS執行的指令。AcrelEMS可以看做是企業(ye) 微電網的指揮部，根據網關(guan) 上傳(chuan) 的數據生成各類圖表、控製策略和分析結論，並響應虛擬電廠的調度指令，係統架構圖如圖2所示。

5.1 企業(ye) 微電網能效係統功能

5.1.1 電力監控

對企業(ye) 高低壓變配電係統的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償(chang) 櫃及電纜等配電相關(guan) 設備的電氣參數、運行狀態、接點溫度進行實時監測和控製，監測企業(ye) 微電網主要回路的電能質量並進行治理，對故障及時處理並發出告警信息，提高企業(ye) 供電可靠性。

5.5.2 能耗分析

采集企業(ye) 電、水、燃氣等能源消耗，進行分類分項能耗統計，計算單位麵積或單位產(chan) 品的能耗數據以及趨勢，對標主要用能設備能效進行能效診斷，計算企業(ye) 碳排放，為(wei) 企業(ye) 製定碳達峰、碳中和路線提供數據支持。

5.5.3 照明控製

智能照明控製功能可以根據企業(ye) 情況實現定時控製、光照感應控製、場景控製、調光控製等，並結合紅外傳(chuan) 感器、超聲波傳(chuan) 感器，實現人來燈亮、人走燈滅，並可以根據係統的控製策略實現集中控製，為(wei) 企業(ye) 節約照明用電。

5.5.4 分布式光伏監控

監測企業(ye) 分布式光伏電站運行情況，包括逆變器運行數據、光伏發電效率分析、發電量及收益統計以及光伏發電功率控製。

5.5 儲(chu) 能管理

監測儲(chu) 能係統、電池管理係統(BMS)和儲(chu) 能變流器(PCS)運行，包括運行模式、功率控製模式，功率、電壓、電流、頻率等預定值信息、儲(chu) 能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據企業(ye) 峰穀特點和電價(jia) 波動以及上級平台指令設置儲(chu) 能係統的充放電策略，控製儲(chu) 能係統充放電，實現削峰填穀，降低企業(ye) 用電成本。 

5.6 充電樁運營管理 

監測企業(ye) 充電樁的運行狀態，提供充電樁收費管理和狀態監測功能，並根據企業(ye) 負荷率變化和虛擬電廠的調度指令調節充電樁的充電功率，使企業(ye) 微電網穩定安全運行。

5.7 需求響應

根據企業(ye) 負荷波動數據，再結合虛擬電廠的調度指令，決(jue) 定以何種方式參與(yu) 電網需求響應，平台可通過給儲(chu) 能係統下發控製策略，調整充發電時間。平台在需求響應時間段調整可控負荷功率，停止給可中斷負荷供電，並且可以根據企業(ye) 可控負荷數據製定需求響應控製策略，實現一鍵響應。

此外，AcrelEMS還具備電能質量監測和治理、電氣安全監測、電能預付費管理、設備台賬、運維工單管理、3D建模等功能，幫助用電企業(ye) 實現供配電網絡的數字化管理。

5.2 企業(ye) 微電網能效係統硬件設備

安科瑞針對企業(ye) 微電網能效係統除了軟件外，還具備現場傳(chuan) 感器、邊緣計算網關(guan) 等設備，組成了完整的“雲(yun) -邊-端”能源互聯網體(ti) 係，具體(ti) 包括高低壓配電綜合保護和監測產(chan) 品、電能質量在線監測裝置、電能質量治理、照明控製、新能源充電樁、電氣消防類解決(jue) 方案等，可以為(wei) 企業(ye) 微電網能效係統建設提供一站式服務，部分設備見表1。

六 未來展望

麵向未來，AcrelEMS企業(ye) 微電網能效係統將結合行業(ye) 特點、服務“雙碳”目標，積極利用安科瑞“雲(yun) -邊-端”的能效係統體(ti) 係和企業(ye) 微電網能效管理技術積累幫助企業(ye) 改造傳(chuan) 統電網，推動企業(ye) 微電網向更加智慧、更加安全、更加友好的智慧能源係統升級。未來新型電力係統中，企業(ye) 微電網和大電網的互動也會(hui) 越來越頻繁，這也需要企業(ye) 微電網能效係統來對企業(ye) 的“源-網-荷-儲(chu) -充”及運維進行統一監測和管理，這樣才能保障企業(ye) 微電網高效運行，從(cong) 而促進新型電力係統邁向穩定、可靠、低碳的良性循環。

作者：簡婷，安科瑞電氣有限公司，本科