安科(kē)瑞(ruì) 鮑靜君

　　作為(wéi)典(diǎn)型的人口(kǒu)聚(jù)集(jí)，負荷(hé)密集區域，上海市具有外來(lái)電(diàn)比(bǐ)例(lì)高，本(běn)地資(zī)源稟賦不足(zú)的特點(diǎn)
。從發電側角度來看(kàn)，近年(nián)來上海風，光等(děng)新能源發電裝(zhuāng)機比例(lì)逐年(nián)提(tí)升，傳統(tǒng)的火電逐漸(jiàn)成(chéng)為(wéi)調節性(xìng)發電資源；從(cóng)負荷(hé)側角度(dù)來看上海以(yǐ)第三產業(yè)為主，夏(xià)冬(dōng)兩季(jì)負荷峰穀(gǔ)差(chà)逐(zhú)年(nián)拉(lā)大(dà)，峰穀(gǔ)差(chà)至(zhì)高可達(dá)48.5%（1312萬kW）
。與此(cǐ)同時上海(hǎi)商(shāng)業(yè)建(jiàn)築密(mì)集，可(kě)調(tiáo)節(jié)負荷資(zī)源超過8760MW，其(qí)中包括工(gōng)業(yè)負(fù)荷1230MW，商業負荷(hé)2160MW，電動(dòng)汽車負(fù)荷1000MW等，加之(zhī)上(shàng)海的企業微電網數(shù)字(zì)化程(chéng)度比較(jiào)高，所(suǒ)以(yǐ)虛(xū)擬(nǐ)電(diàn)廠在上(shàng)海(hǎi)有(yǒu)得天獨厚(hòu)的發展條(tiáo)件(jiàn)，上(shàng)海(hǎi)市也成(chéng)為(wéi)建設(shè)虛(xū)擬(nǐ)電(diàn)廠(chǎng)的(dí)城市之(zhī)一(yī)，並且目(mù)前已(yǐ)取(qǔ)得(dé)一(yī)定(dìng)的(dí)成效(xiào)
。

　　(本文部(bù)分資料(liào)來源於微信(xìn)公眾(zhòng)號：電氣思享《虛擬電(diàn)廠(chǎng)在上海的(dí)實踐(jiàn)探(tàn)索(suǒ)》)

　　上(shàng)海(hǎi)黃(huáng)浦(pǔ)區(qū)商(shāng)業建(jiàn)築虛(xū)擬(nǐ)電廠示範(fàn)項目(mù)

　　2020年上海市(shì)公共(gòng)建築能(néng)耗(hào)分(fēn)析報告中(zhōng)指出，在上海(hǎi)市(shì)建築(zhù)的分(fēn)項用(yòng)電數據中，空(kōng)調(tiáo)設(shè)備(bèi)與(yǔ)照明(míng)類(lèi)電(diàn)器(qì)設備在用電總(zǒng)量(liáng)占據份(fèn)額超(chāo)過整(zhěng)體(tǐ)的(dí)70%
。在以空調(tiáo)負(fù)荷(hé)，照明負荷為主(zhǔ)的負(fù)荷體(tǐ)係下(xià)，商業(yè)建(jiàn)築中的(dí)負荷具有靈活可調的性能，能夠(gòu)在電力市場中(zhōng)發揮巨大的調峰作用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值
。

　　黃浦區作(zuò)為上海市(shì)商業建築的密(mì)集聚集區(qū)，擁有超過200幢(chuáng)大型商(shāng)業建(jiàn)築(zhù)，並且很(hěn)重(zhòng)要的一點(diǎn)是(shì)在原有(yǒu)建築(zhù)中配備(bèi)能耗監(jiān)測(cè)裝(zhuāng)置，有完備(bèi)的數字(zì)化基(jī)礎條件實施需求響應(yīng)項目
。目前(qián)黃(huáng)浦區內約50%的商業建(jiàn)築接(jiē)入(rù)了(liǎo)虛擬(nǐ)電廠平台
。根(gēn)據(jù)用(yòng)戶參與(yǔ)情況，對資(zī)源(yuán)開(kāi)展(zhǎn)自(zì)動(dòng)需(xū)求改(gǎi)造，采用(yòng)自動(dòng)需求響應技術實現(xiàn)對用戶(hù)側(cè)設備的(dí)調控(kòng)
。截止2021年(nián)，上(shàng)海市(shì)黃浦區(qū)智慧虛擬(nǐ)電(diàn)廠(chǎng)平台已納入黃(huáng)浦區商(shāng)業樓宇(yǔ)130幢(chuáng)，注(zhù)冊響(xiǎng)應資(zī)源(yuán)約(yuē)60MW商(shāng)業(yè)建築需(xū)求響(xiǎng)應資源，包含了(liǎo)冷水機組，風冷(lěng)熱泵，電(diàn)熱(rè)鍋爐(lú)，動力照明(míng)，充電樁等大量可控(kòng)用(yòng)電設(shè)備
。黃(huáng)浦(pǔ)區虛擬(nǐ)電廠實現了在不降低(dī)用(yòng)戶用能體驗(yàn)的前提(tí)下(xià)，針對(duì)用戶的一樓(lóu)一策(cè)個性化(huà)定製(zhì)
。

　　上(shàng)海嘉(jiā)定(dìng)區(qū)泛在(zài)電(diàn)力物(wù)聯網智慧(huì)充放電示(shì)範(fàn)試點(diǎn)項(xiàng)目(mù)

　　嘉(jiā)定是(shì)上海(hǎi)汽車產業(yè)聚集地，嘉(jiā)定供電(diàn)公(gōng)司與(yǔ)國(guó)網電(diàn)動汽(qì)車服(fú)務有限(xiàn)公司(sī)合(hé)作開(kāi)展(zhǎn)泛(fàn)在(zài)電(diàn)力物聯(lián)網(wǎng)智慧充放(fàng)電示(shì)範試(shì)點項目，應用(yòng)V2G技術和(hé)有序(xù)充電(diàn)技術(shù)，統籌協(xié)調(tiáo)電動汽(qì)車與電(diàn)網電(diàn)力電量平(píng)衡，有效地提高電動(dòng)汽(qì)車與電網(wǎng)協調運行的(dí)有(yǒu)序性(xìng)，可(kě)靠性，經濟(jì)性(xìng)，實現電(diàn)動汽車(chē)，儲能，分布(bù)式電(diàn)源(yuán)，微電網等新(xīn)型用能設(shè)備的即插即用，數據(jù)感知，采集(jí)和控(kòng)製，統一(yī)協調，有(yǒu)序運行(háng)
。智慧有(yǒu)序(xù)充電建(jiàn)設(shè)通過(guò)對(duì)用(yòng)戶(hù)充(chōng)電行為(wéi)，用能(néng)行為(wéi)的(dí)靈(líng)活(huó)引導與(yǔ)主(zhǔ)動調控(kòng)，降低配(pèi)變峰值負(fù)荷超(chāo)過30%，將80%充電量優化(huà)調整(zhěng)到了(liǎo)配(pèi)變(biàn)負荷低(dī)穀時(shí)段(duàn)，使(shǐ)配(pèi)變接(jiē)納充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)能力(lì)提高(gāo)4倍，顯著提(tí)升(shēng)配(pèi)電(diàn)網(wǎng)資源(yuán)利(lì)用(yòng)率，實(shí)現削(xiāo)峰填(tián)穀
。

　　　　企(qǐ)業(yè)微(wēi)電網(wǎng)數字化(huà)是(shì)虛擬電廠的(dí)基礎(chǔ)建(jiàn)設(shè)

　　從黃(huáng)浦(pǔ)區的(dí)商業建(jiàn)築虛擬(nǐ)電(diàn)廠(chǎng)示(shì)範(fàn)試點項(xiàng)目和(hé)嘉定(dìng)區(qū)泛(fàn)在電(diàn)力(lì)物(wù)聯網(wǎng)智(zhì)慧充(chōng)放電示範試點(diǎn)項目來看(kàn)，虛擬電廠的(dí)建(jiàn)設(shè)對(duì)電網調峰(fēng)填(tián)穀，利用(yòng)新能(néng)源(yuán)的提升(shēng)作用(yòng)是巨大(dà)的(dí)，帶來(lái)的(dí)經濟效(xiào)益也非常明顯
。

　　上(shàng)海(hǎi)之(zhī)所(suǒ)以(yǐ)成為建設虛(xū)擬(nǐ)電廠(chǎng)的城市(shì)之一，並(bìng)且(qiě)能快速(sù)取得成效(xiào)的(dí)主要原因有(yǒu)以下幾點(diǎn)：一是上海(hǎi)是(shì)商(shāng)業非常發達的大都(dū)市(shì)，同時(shí)也(yě)是電動汽車存(cún)量很高的城(chéng)市(shì)，用戶負(fù)荷(hé)中空調，照明(míng)和充電樁(zhuāng)所(suǒ)占(zhān)比例比較(jiào)大(dà)，季(jì)節因素(sù)容(róng)易導(dǎo)致(zhì)峰穀差大，需要有一定的調峰填穀手(shǒu)段(duàn)來促進(jìn)充(chōng)分消納新能源(yuán)，維持電網穩(wěn)定運行；二是(shì)以空調，照明(míng)和充電樁為主(zhǔ)的商(shāng)業負荷(hé)具有(yǒu)靈活可(kě)調(tiáo)的(dí)特點，大(dà)規模的(dí)可(kě)控(kòng)負荷聚合是(shì)虛(xū)擬(nǐ)電(diàn)廠的必要條(tiáo)件(jiàn)；三(sān)是上(shàng)海(hǎi)的商(shāng)業(yè)建築(zhù)基(jī)本(běn)都配備能耗(hào)監測(cè)裝(zhuāng)置和(hé)能源管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統(tǒng)，已經實(shí)現了(liǎo)建(jiàn)築(zhù)能(néng)源的數(shù)字化管理，有(yǒu)完備的數(shù)字化基(jī)礎(chǔ)建(jiàn)設實(shí)施虛擬(nǐ)電廠(chǎng)的需求(qiú)響應，這(zhè)樣(yàng)便能以較快(kuài)的(dí)速度(dù)和(hé)較少的(dí)成本實(shí)現虛擬(nǐ)電廠(chǎng)的搭(dā)建和(hé)運(yùn)行(háng)，不存在很多地區企業微(wēi)電網(wǎng)數字化水(shuǐ)平(píng)低的瓶頸製約(yuē)
。

　　怎麼建(jiàn)立(lì)企(qǐ)業微電(diàn)網(wǎng)數(shù)字(zì)化(huà)

　　安科(kē)瑞(ruì)在上海(hǎi)參與了(liǎo)眾多的企(qǐ)業(yè)微電網數字化建(jiàn)設項(xiàng)目，比如上(shàng)海某區(qū)191棟(dòng)商業辦公(gōng)建(jiàn)築(zhù)的能耗數(shù)字(zì)化管理係統(見圖1)，嘉定區140多所(suǒ)學校(xiào)的配電(diàn)數(shù)字化(huà)運維係統(見圖(tú)2)，張江園區31棟(dòng)建築的(dí)用電管(guǎn)理(lǐ)係統等，數量(liáng)眾(zhòng)多的微電網(wǎng)數(shù)字(zì)化係(xì)統(tǒng)匯聚(jù)成了上海(hǎi)虛(xū)擬電廠建設的(dí)基礎
。

圖1 191棟商(shāng)業(yè)辦(bàn)公建(jiàn)築能(néng)耗數字(zì)化管(guǎn)理係統

圖(tú)2 嘉定區140所(suǒ)學(xué)校(xiào)配電數(shù)字化(huà)運(yùn)維(wéi)係(xì)統

　　企業(yè)微電網的數字化係(xì)統(tǒng)(EMS)包(bāo)含安裝於現場(cháng)的傳(chuán)感(gǎn)器(qì)，智能(néng)網關(guān)和(hé)微(wēi)電網數字化軟(ruǎn)件
。傳感(gǎn)器用於(yú)監測(cè)和(hé)控製建(jiàn)築的負荷設備和(hé)分布(bù)式(shì)發電設(shè)備(係統)，現(xiàn)場(cháng)傳感(gǎn)器的數(shù)據(jù)接入邊緣計算(suàn)智(zhì)能網關(guān)，每(měi)個(gè)智能網(wǎng)關可以(yǐ)看做(zuò)是一(yī)個(gè)區域指揮(huī)部，采集所接(jiē)傳感(gǎn)器(qì)數據進行協(xié)議轉換後上傳EMS或(huò)轉發第(dì)三方(fāng)平(píng)台(tái)，網(wǎng)關可以(yǐ)根(gēn)據預設閾(yù)值(zhí)或自(zì)動(dòng)學習來(lái)執(zhí)行邏輯(jí)計算(suàn)，並(bìng)執行EMS的指令(líng)
。EMS可(kě)以看(kàn)做是企(qǐ)業(yè)微電(diàn)網的(dí)指揮(huī)部(bù)，根據(jù)智能網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據生(shēng)成(chéng)各(gè)類圖(tú)表，控製策略(lüè)和分析結論，並響(xiǎng)應虛擬(nǐ)電(diàn)廠的調(tiáo)度(dù)指(zhǐ)令，係統架構(gòu)圖如圖3所示(shì)
。

圖3 企業微(wēi)電(diàn)網數字(zì)化係統(tǒng)(EMS)網(wǎng)絡架構

　　AcrelEMS企(qǐ)業微(wēi)電網(wǎng)數(shù)字(zì)化係統融合企(qǐ)業負荷側的(dí)電(diàn)力監(jiān)控，能耗統計(jì)，電能(néng)質量分析及(jí)治(zhì)理(lǐ)，智能照(zhào)明(míng)控(kòng)製，主(zhǔ)要用(yòng)能設(shè)備監控，充(chōng)電樁(zhuāng)運營管理(lǐ)，分布式(shì)光(guāng)伏監控，儲能(néng)管(guǎn)理(lǐ)等功(gōng)能(néng)，用(yòng)戶(hù)通(tōng)過一個(gè)平(píng)台即(jí)可全局，整體的對(duì)企業微電網進行進行集中監控(kòng)，統一調度，統一(yī)運維，同(tóng)時(shí)滿足企業(yè)用(yòng)電可靠，安(ān)全(quán)，節(jié)約(yuē)，有序用電(diàn)要求(qiú)
。

　　微(wēi)電網數(shù)字化(huà)係統功能(néng)

　　5.1 電力監控

　　對企業(yè)高(gāo)低(dī)壓變配電係(xì)統的(dí)變(biàn)壓器，斷路(lù)器(qì)，直(zhí)流屏，母排(pái)，無功補(bǔ)償櫃及電纜(lǎn)等配(pèi)電相(xiāng)關設備(bèi)的電(diàn)氣參數，運(yùn)行(háng)狀態(tài)，接點(diǎn)溫度進(jìn)行實時監測(cè)和(hé)控製，監測企業微(wēi)電網主要回路(lù)的電(diàn)能(néng)質量並(bìng)進(jìn)行治(zhì)理(lǐ)，對故障及時處(chǔ)理並發出(chū)告警信息，提(tí)高(gāo)企(qǐ)業(yè)供電(diàn)可(kě)靠(kào)性
。

圖(tú)4 電力(lì)監控(kòng)功能

　　5.2 能耗分析

　　采集企(qǐ)業(yè)電(diàn)，水，燃(rán)氣等(děng)能源消耗，進行分類分項能(néng)耗統(tǒng)計(jì)，計(jì)算單位麵積或單位(wèi)產(chǎn)品的能耗(hào)數(shù)據(jù)以及趨勢(shì)，對標主要用(yòng)能(néng)設備(bèi)能效進(jìn)行能效診(zhěn)斷(duàn)，計算(suàn)企業碳(tàn)排放，為(wéi)企(qǐ)業製定碳達(dá)峰(fēng)，碳中(zhōng)和(hé)路(lù)綫提(tí)供(gōng)數據(jù)支持(chí)
。

圖(tú)5 能耗分析功能(néng)

　　5.3 照明(míng)控製(zhì)

　　智能照(zhào)明控(kòng)製功能可以根(gēn)據企業情(qíng)況(kuàng)實(shí)現(xiàn)定(dìng)時(shí)控(kòng)製，光照感應(yīng)控製(zhì)，場景(jǐng)控製，調光控製(zhì)等(děng)，並結合紅(hóng)外傳(chuán)感(gǎn)器(qì)，超聲波傳(chuán)感(gǎn)器，實(shí)現人(rén)來燈亮，人(rén)走燈滅，並可以(yǐ)根據(jù)係統的控製策略(lüè)實現(xiàn)集中(zhōng)控(kòng)製(zhì)，為(wéi)企業(yè)節約照明用電
。

圖(tú)6 照明控製功(gōng)能(néng)

　　5.4 分布式光伏(fú)監控(kòng)

　　監(jiān)測企(qǐ)業分布式(shì)光(guāng)伏電(diàn)站運(yùn)行情況(kuàng)，包(bāo)括逆(nì)變(biàn)器運行數(shù)據(jù)，光伏發(fā)電效(xiào)率分(fēn)析，發電(diàn)量(liáng)及收益統(tǒng)計(jì)以及光伏(fú)發電(diàn)功率控製
。

圖(tú)7 分(fēn)布式(shì)光(guāng)伏發(fā)電監(jiān)測

　　5.5 儲能管(guǎn)理

　　監(jiān)測儲能(néng)係(xì)統，電池管理係統(BMS)和(hé)儲(chǔ)能變流(liú)器(PCS)運行，包(bāo)括運行(háng)模式，功率控製(zhì)模(mó)式，功率，電壓(yā)，電流，頻率(shuài)等預定值(zhí)信(xìn)息(xī)，儲能(néng)電池充放電電壓(yā)，電(diàn)流(liú)，SOC，溫度(dù)，根據(jù)企(qǐ)業峰(fēng)穀特(tè)點和(hé)電(diàn)價波動以及(jí)上(shàng)級平台(tái)指(zhǐ)令(líng)設置儲能係(xì)統的(dí)充(chōng)放(fàng)電策略，控製儲(chǔ)能係統充放電(diàn)，實現(xiàn)削(xiāo)峰(fēng)填(tián)穀，降低(dī)企業(yè)用電(diàn)成本
。

圖8 儲(chǔ)能管理(lǐ)

　　5.6 充電(diàn)樁(zhuāng)運營(yíng)管理

　　監測(cè)企業充電樁(zhuāng)的(dí)運行狀態(tài)，提(tí)供(gōng)充電(diàn)樁(zhuāng)收費管(guǎn)理(lǐ)和狀態監測功能(néng)，並(bìng)根(gēn)據企業負(fù)荷(hé)率(shuài)變化(huà)和虛擬電廠的調度指(zhǐ)令調(tiáo)節(jié)充電樁的充電功(gōng)率，使企(qǐ)業(yè)微電網穩(wěn)定安全運行
。

圖9 充(chōng)電樁管(guǎn)理

　　5.7 需求響應(yīng)

　　根(gēn)據(jù)企業負荷(hé)波(bō)動數(shù)據，再結(jié)合虛擬(nǐ)電廠的調(tiáo)度(dù)指令(líng)，決定(dìng)以何種(zhǒng)方(fāng)式(shì)參與(yǔ)電(diàn)網需(xū)求(qiú)響應，平台(tái)可通(tōng)過給儲能係統(tǒng)下(xià)發控製(zhì)策(cè)略，調整充發電(diàn)時(shí)間
。平(píng)台在(zài)需求響(xiǎng)應時(shí)間段(duàn)調整可(kě)控負荷功率，停止(zhǐ)給(gěi)可中斷負荷(hé)供(gōng)電，並且(qiě)可(kě)以(yǐ)根(gēn)據(jù)企業可(kě)控(kòng)負荷數(shù)據製定需求響應(yīng)控(kòng)製策略，實(shí)現一(yī)鍵(jiàn)響(xiǎng)應(yīng)
。

圖10 企業微(wēi)電網數字化(huà)係(xì)統需(xū)求(qiú)響應(yīng)示(shì)意(yì)圖(tú)

　　微電(diàn)網(wǎng)數字化係(xì)統硬(yìng)件(jiàn)設(shè)備

　　安科瑞針(zhēn)對企業微(wēi)電(diàn)網(wǎng)數字(zì)化(huà)係統除了軟(ruǎn)件(jiàn)外(wài)，還(huán)具(jù)備現(xiàn)場傳(chuán)感器，智能(néng)網(wǎng)關(guān)等(děng)設(shè)備(bèi)，組成(chéng)了完整的“雲-邊(biān)-端(duān)"數字化(huà)體係(xì)，具體(tǐ)包括高(gāo)低(dī)壓(yā)配(pèi)電綜(zōng)合保護(hù)和監(jiān)測產(chǎn)品(pǐn)，電能質(zhì)量在(zài)綫監(jiān)測(cè)裝置，電能(néng)質量(liáng)治(zhì)理(lǐ)，照(zhào)明(míng)控製(zhì)，新(xīn)能源充電樁，電氣消防類(lèi)解決(jué)方(fāng)案等，可以為企(qǐ)業微電網數(shù)字(zì)化提供(gōng)一站式服務(wù)能力，部分設(shè)備見表(biǎo)1
。

表(biǎo)1 企業微電(diàn)網(wǎng)數字(zì)化建設(shè)部分硬件設(shè)備(bèi)

　　結束語(yǔ)

　　麵(miàn)向(xiàng)未(wèi)來，AcrelEMS企(qǐ)業微電網(wǎng)數字(zì)化平台將(jiāng)結合行(háng)業(yè)特(tè)點，服務“雙碳"目(mù)標，積(jī)極利用(yòng)安科(kē)瑞“雲(yún)-邊-端"的(dí)產品體係和(hé)企業微電網數字化技(jì)術積累幫助(zhù)企業改造傳(chuán)統(tǒng)電(diàn)網，加(jiā)快推動企(qǐ)業微(wēi)電網向更(gēng)加(jiā)智慧(huì)，更加安(ān)全，更加友好的(dí)能源數字化(huà)升級(jí)，為促(cù)進(jìn)區域虛擬電(diàn)廠建設作出持續(xù)貢獻
。同時安(ān)科瑞(ruì)已(yǐ)經建設的數(shù)以千(qiān)計(jì)的(dí)企業微電網數(shù)字(zì)化係統可能(néng)也將根據企業意(yì)願成為(wéi)匯(huì)聚成虛擬電廠的涓涓(juān)細流
。