企業微電網能效係統建設正當時

2023年11月14日，由國家電投統籌，山東(dong) 總公司（山東(dong) 院）研究編製的《綜合智慧零碳電廠通則》在全國團體(ti) 標準信息平台正式發布，成為(wei) 綜合智慧零碳電廠相關(guan) 標準。《綜合智慧零碳電廠通則》提出了綜合智慧零碳電廠構建術語和定義(yi) 、總則、技術方案架構、主要幹係方、技術指標、核心價(jia) 值和效用評價(jia) 等9部分內(nei) 容，探索以農(nong) 村、鄉(xiang) 鎮、園區、城市等場景為(wei) 核心，聚合分布式新能源、用戶側(ce) 儲(chu) 能、可調節負荷等資源，構築源網荷儲(chu) 一體(ti) 自平衡體(ti) 的有效路徑，為(wei) 綜合智慧零碳電廠項目開發、設計、建設提供重要依據。

1 綜合智慧零碳電廠前景廣闊

2022年8月國家電投提出“雪炭N行動"，重點是打造綜合智慧零碳電廠，這是國家電投創新打造的一種能源保供新模式。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，將相對分散的源、網、荷、儲(chu) 等元素通過智慧電廠管理係統進行集成調控，構建對內(nei) 協調平衡、對外與(yu) 電網友好互助的“智慧調控+用戶側(ce) 可控負荷/儲(chu) 能/分布式電源"聚合體(ti) ，在電力保供中發揮積極作用。2023年國電投已有36個(ge) “綜合智慧零碳電廠"項目開工，其中風電規模95MW、儲(chu) 能588MW/1600MWh、用戶側(ce) 聚合可調負荷304MW、能力300MW、調峰能力1050MW。

不光是國家電投這樣的央企進軍(jun) 綜合智慧零碳電廠領域，各地相關(guan) 部門也在紛紛出台支持包括虛擬電廠在內(nei) 的新能源發展政策。雖然當前虛擬電廠在新型電網中所占比重很小，但是相信在不久的將來，綜合智慧零碳電廠將為(wei) 電力係統削峰填穀、保供降碳起到重大作用。

2 企業(ye) 微電網能效係統建設正當時

2.1 企業(ye) 微電網智能化是綜合智慧零碳電廠快速發展的基礎

綜合智慧零碳電廠實際上是眾(zhong) 多用電企業(ye) 微電網的聚合體(ti) ，包括企業(ye) 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，降低企業(ye) 供用電成本。

目前綜合智慧零碳電廠響應資源主要是根據當地用電企業(ye) 的負荷結構而定，比如上海市虛擬電廠是以商業(ye) 樓宇、充電樁、分布式光伏和儲(chu) 能為(wei) 主；嘉興(xing) 市虛擬電廠管理平台已接入涵蓋儲(chu) 能、空調負荷、充電樁、光伏電站、5G基站等負荷資源4920MW。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，未來綜合智慧零碳電廠快速發展必然離不開企業(ye) 微電網的智能化改造。

2.2 新能源建設成本大幅降低

隨著電改走向深水區，從(cong) 用電企業(ye) 的角度來看，如若不會(hui) 合理使用、調度新能源和企業(ye) 內(nei) 部的負荷資源，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) 格曆出現了每瓦低於(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。這也導致優(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。

3 安科瑞企業(ye) 微電網能效係統解決(jue) 方案

AcrelEMS企業(ye) 微電網能效係統融合企業(ye) 18luck新客户端、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。

圖1 企業(ye) 微電網能效係統功能示意圖

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。

圖2 企業(ye) 微電網能效係統的網絡架構

3.1 企業(ye) 微電網能效係統功能

1. 18luck新客户端

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。

圖3 18luck新客户端功能

1. 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。

圖4 能耗分析功能

1. 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。

圖5 照明控製功能

1. 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。

圖6 分布式光伏發電監測

1. 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。

圖7 儲(chu) 能管理

1. 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。

圖9 充電樁管理

1. 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。

3.2 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。

表1 企業(ye) 微電網能效係統建設部分硬件設備

4 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、服務企業(ye) “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，眾(zhong) 多企業(ye) 微電網將通過綜合智慧零碳電廠調度平台和大電網的互動也會(hui) 越來越頻繁，而提前建立和適應了企業(ye) 微電網能效係統的企業(ye) 將更有話語權。

安科瑞侯文莉