安科瑞 劉邁

　　作為(wéi)典型的人口聚(jù)集，負荷密集(jí)區(qū)域，上海市具有外來電比例(lì)高，本(běn)地資源稟賦(fù)不(bù)足的特(tè)點(diǎn)。從發電(diàn)側(cè)角(jiǎo)度(dù)來看，近年來(lái)上海風，光等新(xīn)能源(yuán)發(fā)電(diàn)裝機比例(lì)逐年(nián)提(tí)升，傳統的火電逐(zhú)漸成為(wéi)調節(jié)性發電(diàn)資源；從(cóng)負(fù)荷側角度來看上海(hǎi)以(yǐ)第(dì)三(sān)產業(yè)為主(zhǔ)，夏(xià)冬(dōng)兩(liǎng)季負荷(hé)峰穀(gǔ)差逐年拉大，峰穀(gǔ)差至(zhì)高可達48.5%（1312萬kW）。與(yǔ)此同(tóng)時上(shàng)海商業建(jiàn)築(zhù)密集，可調節(jié)負荷資源超過(guò)8760MW，其中包括工業(yè)負(fù)荷1230MW，商業(yè)負荷2160MW，電動汽車(chē)負荷1000MW等，加(jiā)之上海(hǎi)的企業微電(diàn)網數(shù)字(zì)化程度比較(jiào)高(gāo)，所(suǒ)以虛擬電廠(chǎng)在上海有得(dé)天(tiān)獨(dú)厚(hòu)的發展(zhǎn)條件，上海市也成為建設虛(xū)擬電廠的城市(shì)之一，並且目前已取得(dé)一(yī)定的(dí)成(chéng)效(xiào)。安(ān)科瑞EMS智能(néng)化虛(xū)擬電廠(chǎng)能(néng)效(xiào)管理平台

　　(本(běn)文部(bù)分(fēn)資料來源於(yú)微信公眾號
：電氣思享《虛(xū)擬電廠在上海(hǎi)的實踐探索》)

　　上海黃浦(pǔ)區商業(yè)建(jiàn)築虛(xū)擬(nǐ)電(diàn)廠示範項目

　　2020年(nián)上海市公(gōng)共建(jiàn)築能耗分析報告中(zhōng)指出(chū)，在(zài)上海(hǎi)市建築(zhù)的分(fēn)項用(yòng)電(diàn)數據中，空調(tiáo)設備與(yǔ)照(zhào)明(míng)類電器設(shè)備在(zài)用(yòng)電(diàn)總量占(zhān)據份(fèn)額(é)超(chāo)過(guò)整(zhěng)體的70%。在(zài)以(yǐ)空調(tiáo)負(fù)荷，照明負(fù)荷為(wéi)主(zhǔ)的(dí)負荷體係(xì)下(xià)，商業(yè)建(jiàn)築(zhù)中(zhōng)的負(fù)荷具有(yǒu)靈(líng)活可(kě)調的(dí)性能，能(néng)夠在(zài)電力市場中發(fā)揮巨大的(dí)調峰作用和(hé)經(jīng)濟價值(zhí)。

　　黃浦區(qū)作為(wéi)上海市(shì)商(shāng)業(yè)建築的(dí)密集聚(jù)集區(qū)，擁(yōng)有(yǒu)超過(guò)200幢大型商(shāng)業(yè)建築，並且很(hěn)重要(yào)的一(yī)點(diǎn)是(shì)在原有建築中配(pèi)備(bèi)能耗監(jiān)測(cè)裝置(zhì)，有(yǒu)完備的(dí)數字化(huà)基礎條(tiáo)件實施需(xū)求響應項(xiàng)目(mù)。目(mù)前黃(huáng)浦(pǔ)區內約(yuē)50%的商業建築(zhù)接入了虛(xū)擬(nǐ)電廠平(píng)台。根據用戶參與(yǔ)情況，對(duì)資源開(kāi)展自(zì)動需(xū)求(qiú)改造，采(cǎi)用自動需求響應(yīng)技術實現對(duì)用(yòng)戶側(cè)設備(bèi)的(dí)調(tiáo)控。截止2021年，上(shàng)海市黃(huáng)浦區智(zhì)慧虛(xū)擬(nǐ)電廠平(píng)台已納入(rù)黃浦區商(shāng)業(yè)樓(lóu)宇(yǔ)130幢，注冊(cè)響(xiǎng)應資(zī)源約60MW商業(yè)建(jiàn)築需求響(xiǎng)應(yīng)資(zī)源，包(bāo)含了冷水機組(zǔ)，風冷熱泵，電(diàn)熱(rè)鍋爐(lú)，動力(lì)照(zhào)明，充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)等(děng)大(dà)量可(kě)控用電(diàn)設備。黃(huáng)浦區虛擬(nǐ)電(diàn)廠實現了在不(bù)降(jiàng)低用戶(hù)用能(néng)體驗的前提下，針對(duì)用(yòng)戶(hù)的一(yī)樓一策個(gè)性化定製。安科(kē)瑞(ruì)EMS智能化(huà)虛(xū)擬電廠能(néng)效管(guǎn)理(lǐ)平(píng)台(tái)

　　上(shàng)海嘉定區(qū)泛(fàn)在電(diàn)力物聯網(wǎng)智慧(huì)充放電示(shì)範試點項目

　　嘉定(dìng)是(shì)上海(hǎi)汽車(chē)產業聚(jù)集地(dì)，嘉定供電(diàn)公(gōng)司與國網電(diàn)動汽(qì)車服務(wù)有(yǒu)限公司合作開(kāi)展(zhǎn)泛(fàn)在(zài)電力物聯網(wǎng)智(zhì)慧充放(fàng)電(diàn)示範試點項目，應用V2G技術(shù)和有(yǒu)序(xù)充電(diàn)技術，統(tǒng)籌(chóu)協調(tiáo)電(diàn)動汽(qì)車與(yǔ)電網(wǎng)電力(lì)電量平衡(héng)，有效(xiào)地(dì)提(tí)高(gāo)電(diàn)動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)協(xié)調運行的有序(xù)性，可(kě)靠(kào)性(xìng)，經(jīng)濟(jì)性，實現電動(dòng)汽(qì)車，儲能，分布式電(diàn)源，微電網等(děng)新(xīn)型用能設(shè)備的即插(chā)即用(yòng)，數據感知，采集和(hé)控製(zhì)，統一協(xié)調，有序運行(háng)。智(zhì)慧(huì)有(yǒu)序充電建設通(tōng)過對用戶(hù)充電行為，用能(néng)行為(wéi)的(dí)靈活引導(dǎo)與主(zhǔ)動調控，降(jiàng)低(dī)配變峰(fēng)值負(fù)荷超(chāo)過30%，將80%充(chōng)電量(liáng)優化調整到了配變負荷低穀時段，使配變接納充電(diàn)樁能(néng)力(lì)提(tí)高(gāo)4倍，顯著提(tí)升配(pèi)電(diàn)網資源利(lì)用率，實現(xiàn)削(xiāo)峰填(tián)穀。

　　企業微電網(wǎng)數(shù)字化是虛擬電(diàn)廠的(dí)基(jī)礎建設(shè)

　　從(cóng)黃浦(pǔ)區的(dí)商業建築虛擬(nǐ)電廠示範試點項(xiàng)目和(hé)嘉定(dìng)區(qū)泛在(zài)電力(lì)物聯網(wǎng)智(zhì)慧充放(fàng)電(diàn)示範試(shì)點(diǎn)項目(mù)來看，虛擬電廠的(dí)建設對電(diàn)網調(tiáo)峰(fēng)填(tián)穀，利用(yòng)新能源的(dí)提升(shēng)作用是巨(jù)大(dà)的(dí)，帶(dài)來的經(jīng)濟(jì)效益也非(fēi)常明顯。

　　上海之所(suǒ)以(yǐ)成為建設虛(xū)擬電廠的(dí)城市(shì)之一，並且能快速(sù)取得(dé)成效的主(zhǔ)要原(yuán)因有以下(xià)幾(jī)點
：一是上海是(shì)商(shāng)業非常(cháng)發達(dá)的大都市，同(tóng)時也是(shì)電動汽車存量(liáng)很高的城市，用戶負(fù)荷(hé)中空(kōng)調，照明(míng)和(hé)充電(diàn)樁所占(zhān)比(bǐ)例比(bǐ)較大(dà)，季節因素容(róng)易導致峰穀差大，需(xū)要有(yǒu)一(yī)定的調峰填穀手(shǒu)段來(lái)促進充分消納(nà)新能(néng)源，維持電(diàn)網穩(wěn)定(dìng)運行；二是以空調(tiáo)，照明和充(chōng)電樁為(wéi)主的(dí)商業(yè)負(fù)荷具有靈活可(kě)調(tiáo)的(dí)特(tè)點(diǎn)，大(dà)規模(mó)的(dí)可(kě)控負荷聚合是虛擬(nǐ)電(diàn)廠的(dí)必要條件(jiàn)；三是上海(hǎi)的商(shāng)業(yè)建(jiàn)築基(jī)本(běn)都配備能耗監測裝置(zhì)和能(néng)源管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統，已(yǐ)經實(shí)現(xiàn)了(liǎo)建築能源(yuán)的數(shù)字化(huà)管(guǎn)理，有(yǒu)完備的數(shù)字化(huà)基(jī)礎建(jiàn)設(shè)實(shí)施(shī)虛擬(nǐ)電(diàn)廠(chǎng)的(dí)需求(qiú)響(xiǎng)應，這(zhè)樣(yàng)便(biàn)能(néng)以較快(kuài)的速度和較少(shǎo)的成本(běn)實現(xiàn)虛(xū)擬(nǐ)電廠的(dí)搭建(jiàn)和運行(háng)，不(bù)存(cún)在很多(duō)地(dì)區企業微電網數字化水(shuǐ)平(píng)低(dī)的瓶(píng)頸製約(yuē)。

　　怎麼(mó)建立(lì)企業微電網數字(zì)化

　　安科(kē)瑞(ruì)在上(shàng)海(hǎi)參與(yǔ)了眾(zhòng)多(duō)的企(qǐ)業微(wēi)電網數字化(huà)建設項目(mù)，比如上(shàng)海某(mǒu)區(qū)191棟商業辦公建築的能耗(hào)數字化管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)(見(jiàn)圖(tú)1)，嘉定(dìng)區(qū)140多(duō)所學(xué)校(xiào)的(dí)配(pèi)電(diàn)數(shù)字(zì)化運維(wéi)係統(tǒng)(見圖2)，張(zhāng)江園區31棟建築的用(yòng)電管理(lǐ)係統等(děng)，數量眾(zhòng)多的(dí)微電(diàn)網數字化(huà)係統匯聚成(chéng)了上海虛擬電廠(chǎng)建(jiàn)設的基(jī)礎。

圖(tú)1 191棟(dòng)商(shāng)業辦公建築(zhù)能耗數(shù)字(zì)化管(guǎn)理係統

圖2 嘉定區140所學(xué)校(xiào)配電數字化(huà)運(yùn)維(wéi)係統

　　企業微(wēi)電網(wǎng)的(dí)數字化係統(EMS)包含安裝於現(xiàn)場的(dí)傳(chuán)感(gǎn)器，智能網關(guān)和微(wēi)電網數字化(huà)軟(ruǎn)件。傳感(gǎn)器用於監測和控製建築的負(fù)荷設(shè)備(bèi)和(hé)分布式(shì)發(fā)電(diàn)設備(bèi)(係統)，現(xiàn)場(cháng)傳感器(qì)的(dí)數據接入(rù)邊緣計算智能網關(guān)，每(měi)個智能網(wǎng)關(guān)可以看(kàn)做(zuò)是(shì)一個(gè)區域(yù)指揮部(bù)，采(cǎi)集(jí)所(suǒ)接(jiē)傳(chuán)感器(qì)數據進(jìn)行(háng)協議轉換(huàn)後(hòu)上傳EMS或轉發第(dì)三(sān)方(fāng)平(píng)台(tái)，網(wǎng)關(guān)可以根據(jù)預設(shè)閾值或(huò)自動學習來(lái)執行(háng)邏(luó)輯計(jì)算，並(bìng)執(zhí)行EMS的(dí)指(zhǐ)令。EMS可(kě)以看做(zuò)是企業(yè)微電網(wǎng)的指揮部，根據智能網關上傳的(dí)數據(jù)生(shēng)成各類圖(tú)表，控製策略(lüè)和(hé)分(fēn)析結論，並(bìng)響(xiǎng)應(yīng)虛擬電廠(chǎng)的調(tiáo)度指(zhǐ)令(líng)，係統架(jià)構圖如(rú)圖3所示。

圖(tú)3 企業(yè)微(wēi)電(diàn)網(wǎng)數(shù)字(zì)化(huà)係統(EMS)網(wǎng)絡架構(gòu)

　　AcrelEMS企業微電網(wǎng)數字(zì)化係統融(róng)合(hé)企(qǐ)業負(fù)荷側(cè)的電力(lì)監(jiān)控(kòng)，能耗(hào)統(tǒng)計，電能質量(liáng)分(fēn)析及治(zhì)理，智(zhì)能(néng)照(zhào)明控(kòng)製(zhì)，主要(yào)用能設備監控(kòng)，充電樁(zhuāng)運(yùn)營管(guǎn)理，分布式(shì)光(guāng)伏監控，儲能(néng)管(guǎn)理(lǐ)等功(gōng)能(néng)，用(yòng)戶通(tōng)過一個平(píng)台即(jí)可全局，整體的對企業微電網進行進行(háng)集中(zhōng)監控，統一調(tiáo)度，統(tǒng)一(yī)運(yùn)維(wéi)，同時滿足企(qǐ)業用電(diàn)可(kě)靠(kào)，安全，節(jié)約，有(yǒu)序用電(diàn)要求(qiú)。

　　微電(diàn)網數字化(huà)係(xì)統功(gōng)能

　　5.1 電(diàn)力(lì)監控

　　對企(qǐ)業(yè)高(gāo)低壓(yā)變(biàn)配電係(xì)統的變壓器，斷路(lù)器(qì)，直(zhí)流屏，母(mǔ)排(pái)，無功(gōng)補償(cháng)櫃及(jí)電纜等(děng)配電(diàn)相(xiāng)關設備的電氣參(cān)數，運(yùn)行狀態，接點(diǎn)溫(wēn)度進(jìn)行(háng)實時監測(cè)和(hé)控製，監(jiān)測企業微(wēi)電網(wǎng)主要回(huí)路(lù)的電能質量並進(jìn)行治(zhì)理(lǐ)，對故障及時(shí)處(chǔ)理(lǐ)並(bìng)發出告警信息(xī)，提高企業(yè)供(gōng)電(diàn)可靠性。

圖(tú)4 電力監控(kòng)功(gōng)能

　　5.2 能耗分(fēn)析

　　采集企業(yè)電，水，燃(rán)氣等能(néng)源消耗，進行分(fēn)類分(fēn)項(xiàng)能耗(hào)統計，計算(suàn)單位(wèi)麵(miàn)積(jī)或(huò)單(dān)位產品的能耗(hào)數據以及(jí)趨(qū)勢，對標(biāo)主要(yào)用能(néng)設備能(néng)效(xiào)進行能(néng)效(xiào)診(zhěn)斷，計算(suàn)企(qǐ)業碳排放，為企(qǐ)業(yè)製定(dìng)碳達峰，碳(tàn)中和路綫提供(gōng)數據支(zhī)持。

圖(tú)5 能耗(hào)分析功能

　　5.3 照(zhào)明控製

　　智(zhì)能照(zhào)明(míng)控製功(gōng)能(néng)可以根據企業情況實現定時控(kòng)製，光(guāng)照感(gǎn)應控(kòng)製，場(cháng)景控(kòng)製，調(tiáo)光控製等，並(bìng)結(jié)合紅外(wài)傳(chuán)感器，超(chāo)聲波傳感器(qì)，實(shí)現人來燈(dēng)亮(liàng)，人(rén)走燈(dēng)滅，並可以(yǐ)根據係(xì)統的控製策(cè)略(lüè)實(shí)現(xiàn)集中控製，為(wéi)企(qǐ)業(yè)節(jié)約(yuē)照明用(yòng)電。

圖(tú)6 照明控製(zhì)功(gōng)能(néng)

　　5.4 分布(bù)式光伏(fú)監(jiān)控(kòng)

　　監測企業分(fēn)布式(shì)光伏(fú)電站(zhàn)運(yùn)行(háng)情(qíng)況，包(bāo)括(kuò)逆變器運行數據，光(guāng)伏(fú)發電(diàn)效(xiào)率分析(xī)，發(fā)電(diàn)量及收益(yì)統(tǒng)計以及光(guāng)伏(fú)發(fā)電功率控(kòng)製。

圖(tú)7 分布(bù)式(shì)光(guāng)伏發電(diàn)監(jiān)測

　　5.5 儲(chǔ)能(néng)管(guǎn)理

　　監測(cè)儲(chǔ)能(néng)係統，電池管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)(BMS)和儲(chǔ)能(néng)變(biàn)流器(PCS)運(yùn)行，包括(kuò)運行模(mó)式，功率控製(zhì)模(mó)式，功(gōng)率，電(diàn)壓，電(diàn)流(liú)，頻率等(děng)預(yù)定(dìng)值(zhí)信(xìn)息，儲能電池充(chōng)放電(diàn)電(diàn)壓(yā)，電(diàn)流，SOC，溫(wēn)度(dù)，根(gēn)據企業峰穀特(tè)點和(hé)電(diàn)價(jià)波動以及(jí)上(shàng)級平(píng)台(tái)指令設(shè)置儲能係統的充(chōng)放電策(cè)略(lüè)，控製(zhì)儲(chǔ)能(néng)係統充(chōng)放(fàng)電(diàn)，實(shí)現(xiàn)削(xiāo)峰填(tián)穀(gǔ)，降低企業用電成本(běn)。

圖8 儲(chǔ)能管理

　　5.6 充電(diàn)樁運營管(guǎn)理(lǐ)

　　監測(cè)企(qǐ)業充電(diàn)樁的(dí)運行狀態(tài)，提(tí)供充電(diàn)樁收(shōu)費(fèi)管理(lǐ)和(hé)狀態監(jiān)測(cè)功(gōng)能，並(bìng)根(gēn)據企(qǐ)業(yè)負(fù)荷率(shuài)變(biàn)化(huà)和虛(xū)擬電(diàn)廠的調度(dù)指令調(tiáo)節充(chōng)電(diàn)樁的充(chōng)電功(gōng)率，使企(qǐ)業微電網穩定(dìng)安全運(yùn)行。

圖(tú)9 充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)管理

　　5.7 需(xū)求響應(yīng)

　　根據企業負荷(hé)波動(dòng)數(shù)據(jù)，再結合虛(xū)擬電(diàn)廠(chǎng)的(dí)調(tiáo)度指(zhǐ)令(líng)，決定(dìng)以(yǐ)何(hé)種方式參與(yǔ)電網(wǎng)需(xū)求響應(yīng)，平台(tái)可(kě)通(tōng)過給儲能係(xì)統下(xià)發控製(zhì)策(cè)略，調整充(chōng)發電時間。平台(tái)在需(xū)求響應(yīng)時間段(duàn)調整(zhěng)可(kě)控負荷功率(shuài)，停(tíng)止給可中斷負荷(hé)供電(diàn)，並且(qiě)可以根據企業可控負荷(hé)數(shù)據(jù)製定需求響應控製策略(lüè)，實現一(yī)鍵響(xiǎng)應。

圖10 企業微(wēi)電(diàn)網數(shù)字化係統(tǒng)需(xū)求(qiú)響應(yīng)示意圖

　　微電網數(shù)字化(huà)係(xì)統(tǒng)硬(yìng)件設備

　　安(ān)科(kē)瑞(ruì)針(zhēn)對企(qǐ)業微電網數(shù)字化(huà)係統除了軟件(jiàn)外(wài)，還具備(bèi)現場傳感器，智(zhì)能網(wǎng)關(guān)等(děng)設(shè)備，組成(chéng)了(liǎo)完(wán)整(zhěng)的(dí)“雲-邊(biān)-端(duān)"數字(zì)化體係(xì)，具(jù)體包括高低壓配(pèi)電(diàn)綜(zōng)合保(bǎo)護(hù)和監測產品(pǐn)，電(diàn)能質量在綫(xiàn)監(jiān)測裝置，電能質量(liáng)治理(lǐ)，照明控(kòng)製，新能源(yuán)充電樁(zhuāng)，電氣消防類(lèi)解決方(fāng)案等(děng)，可以為企業微電(diàn)網(wǎng)數(shù)字化提供一站(zhàn)式服務(wù)能(néng)力(lì)，部分設(shè)備見(jiàn)表1。

表1 企(qǐ)業(yè)微(wēi)電網(wǎng)數字(zì)化建設(shè)部分(fēn)硬件(jiàn)設備

　　結束(shù)語(yǔ)

　　麵向(xiàng)未來(lái)，AcrelEMS企(qǐ)業微(wēi)電網數字(zì)化平(píng)台(tái)將結合行(háng)業特點，服(fú)務(wù)“雙(shuāng)碳(tàn)"目標(biāo)，積(jī)極(jí)利用安科瑞“雲-邊(biān)-端(duān)"的(dí)產品(pǐn)體係和企業(yè)微(wēi)電(diàn)網數(shù)字(zì)化技術(shù)積(jī)累幫助(zhù)企業改造(zào)傳統電網，加(jiā)快(kuài)推(tuī)動(dòng)企業(yè)微電(diàn)網向(xiàng)更加(jiā)智(zhì)慧(huì)，更加(jiā)安(ān)全，更加友好的(dí)能(néng)源(yuán)數字(zì)化(huà)升級(jí)，為促(cù)進區域虛擬(nǐ)電廠(chǎng)建設(shè)作(zuò)出持(chí)續(xù)貢獻。同(tóng)時安科瑞已(yǐ)經(jīng)建設(shè)的數以千(qiān)計的企業微(wēi)電網(wǎng)數字化係統可能也(yě)將根據企(qǐ)業意(yì)願成為匯聚(jù)成(chéng)虛(xū)擬(nǐ)電廠的(dí)涓涓細流。