安科瑞 陳聰(cōng)

2023年11月14日，由(yóu)國(guó)家電(diàn)投統籌，山東總公司（山(shān)東院(yuàn)）研究(jiū)編(biān)製的《綜(zōng)合(hé)智(zhì)慧零(líng)碳(tàn)電廠通(tōng)則(zé)》在(zài)全(quán)國團(tuán)體(tǐ)標準信(xìn)息(xī)平(píng)台(tái)正式發(fā)布，成(chéng)為綜合(hé)智慧零(líng)碳(tàn)電廠(chǎng)相關標準(zhǔn)。《綜(zōng)合智慧零(líng)碳(tàn)電(diàn)廠(chǎng)通(tōng)則(zé)》提出(chū)了(liǎo)綜(zōng)合(hé)智慧零碳電廠構建術語(yǔ)和定義，總則，技(jì)術方(fāng)案(àn)架(jià)構(gòu)，主要幹(gān)係(xì)方，技術(shù)指(zhǐ)標(biāo)，核心價(jià)值和效(xiào)用評價等9部分內(nèi)容，探索(suǒ)以農村(cūn)，鄉鎮，園(yuán)區，城市(shì)等場景為核心，聚(jù)合分布式新能源，用(yòng)戶(hù)側儲能，可(kě)調節(jié)負(fù)荷等資源，構築源(yuán)網(wǎng)荷(hé)儲一(yī)體自平衡(héng)體(tǐ)的(dí)有(yǒu)效路徑，為綜(zōng)合(hé)智慧零碳電(diàn)廠項(xiàng)目(mù)開發，設(shè)計(jì)，建設(shè)提供重要依據(jù)。

1 綜合智(zhì)慧(huì)零碳電廠前景廣闊(kuò)

2022年(nián)8月(yuè)國家電投提(tí)出(chū)“雪炭(tàn)N行(háng)動(dòng)”，重點(diǎn)是(shì)打造綜(zōng)合智慧零碳電廠(chǎng)，這是(shì)國家電(diàn)投創(chuàng)新打造的一種能源(yuán)保供(gōng)新模(mó)式(shì)。利(lì)用電(diàn)力(lì)網連(lián)接，通(tōng)過協調控製，智能計(jì)量以及信息通信(xìn)等關鍵技術(shù)，將相對分散(sàn)的源(yuán)，網，荷，儲等元素(sù)通(tōng)過(guò)智慧(huì)電廠(chǎng)管理係(xì)統(tǒng)進行集(jí)成調(tiáo)控(kòng)，構(gòu)建對內協(xié)調平衡，對(duì)外與電網(wǎng)友好互(hù)助(zhù)的(dí)“智慧調控+用戶側可(kě)控負荷/儲能/分(fēn)布式電(diàn)源”聚合(hé)體，在電力保供(gōng)中(zhōng)發揮(huī)積(jī)極作(zuò)用。2023年國電(diàn)投已(yǐ)有36個“綜(zōng)合(hé)智慧零(líng)碳電(diàn)廠”項目開工(gōng)，其中(zhōng)風(fēng)電(diàn)規模(mó)95MW，儲(chǔ)能588MW/1600MWh，用戶(hù)側(cè)聚合可(kě)調負荷304MW，能(néng)力(lì)300MW，調(tiáo)峰能力(lì)1050MW。

不光(guāng)是(shì)國家(jiā)電投這(zhè)樣(yàng)的央(yāng)企進(jìn)軍綜(zōng)合智慧(huì)零碳(tàn)電(diàn)廠領域，各地(dì)相關部(bù)門也在(zài)紛紛出台(tái)支持(chí)包括虛(xū)擬電廠(chǎng)在內(nèi)的(dí)新(xīn)能(néng)源發展政(zhèng)策(cè)。雖(suī)然(rán)當前虛擬電(diàn)廠在新型(xíng)電網(wǎng)中(zhōng)所占比重(zhòng)很小，但是相(xiāng)信在(zài)不久(jiǔ)的(dí)將來，綜合智慧零碳電廠(chǎng)將(jiāng)為電力(lì)係統削(xiāo)峰(fēng)填穀，保供降(jiàng)碳(tàn)起(qǐ)到重(zhòng)大(dà)作(zuò)用(yòng)。

2 企(qǐ)業微(wēi)電網(wǎng)能(néng)效係統建(jiàn)設(shè)正(zhèng)當(dāng)時(shí)

2.1 企(qǐ)業(yè)微電網智(zhì)能化是綜合智慧零碳電(diàn)廠快速(sù)發展(zhǎn)的(dí)基礎(chǔ)

綜合智(zhì)慧零(líng)碳電廠實際上(shàng)是眾多用(yòng)電企(qǐ)業(yè)微電網的(dí)聚(jù)合(hé)體(tǐ)，包括(kuò)企業分布式(shì)光(guāng)伏(fú)，儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)，可調節(jié)負荷(hé)，汽車(chē)充電(diàn)樁等，根(gēn)據電網負(fù)荷波動進行(háng)需求(qiú)響應來(lái)保障電(diàn)網(wǎng)安全，降(jiàng)低(dī)企業供用(yòng)電(diàn)成本。

目前綜(zōng)合智(zhì)慧(huì)零(líng)碳(tàn)電(diàn)廠響應(yīng)資(zī)源(yuán)主要是根據當(dāng)地(dì)用(yòng)電(diàn)企業(yè)的負荷結構(gòu)而定，比如(rú)上(shàng)海市虛擬電廠是以(yǐ)商業(yè)樓宇(yǔ)，充電(diàn)樁，分布(bù)式(shì)光伏和儲(chǔ)能(néng)為(wéi)主；嘉興市(shì)虛擬電廠管理(lǐ)平台已接入涵(hán)蓋儲能(néng)，空調(tiáo)負荷(hé)，充電(diàn)樁，光(guāng)伏(fú)電(diàn)站(zhàn)，5G基站等負荷資源4920MW。同時電(diàn)網(wǎng)公(gōng)司也加(jiā)強力度(dù)組(zǔ)織調用(yòng)虛擬電廠負(fù)荷資(zī)源(yuán)進行削(xiāo)峰(fēng)填穀(gǔ)，立足“政府主導(dǎo)，電網主(zhǔ)動，企業主體(tǐ)”的(dí)建(jiàn)設(shè)模(mó)式(shì)，進一(yī)步(bù)為(wéi)虛(xū)擬電廠(chǎng)盈(yíng)利(lì)兌(duì)現(xiàn)創造條件，未來綜合智(zhì)慧零碳電(diàn)廠(chǎng)快速(sù)發展(zhǎn)必(bì)然(rán)離(lí)不開企業微電(diàn)網的智能(néng)化(huà)改造(zào)。

2.2 新能源(yuán)建(jiàn)設(shè)成本大幅降低(dī)

隨著(zhuó)電改走向深水區，從用電企業的(dí)角度來看，如(rú)若(ruò)不(bù)會(huì)合理(lǐ)使用(yòng)，調度新(xīn)能源(yuán)和企業內部(bù)的(dí)負(fù)荷(hé)資源(yuán)，企業的(dí)用(yòng)電(diàn)成本(běn)將(jiāng)可能不降反(fǎn)升(shēng)，對於(yú)高能耗企業(yè)來說，這(zhè)也會(huì)進一步(bù)壓縮企業(yè)的(dí)利(lì)潤空(kōng)間。2023年以(yǐ)來國內(nèi)光伏，鋰電(diàn)池(chí)產(chǎn)能(néng)過(guò)剩導致光(guāng)伏(fú)組件(jiàn)，儲(chǔ)能係(xì)統價格大(dà)幅下(xià)跌。光伏組件(jiàn)價格出現(xiàn)了(liǎo)每(měi)瓦(wǎ)低於1元的(dí)價格，這個(gè)價格隻(zhī)有去(qù)年(nián)同期50%左右。儲能鋰(lǐ)電池價格(gé)同樣(yàng)大幅下降(jiàng)，儲(chǔ)能係(xì)統(tǒng)中標均價甚(shèn)至低(dī)至(zhì)0.9元/Wh，這(zhè)和(hé)一年前2元/Wh左右的(dí)成(chéng)本(běn)相比已經下降50%以上，這也導致投(tóu)資光伏，儲(chǔ)能(néng)係(xì)統(tǒng)建設的(dí)度電成(chéng)本(běn)越來越(yuè)低，投(tóu)資(zī)回報率越來越(yuè)高。這也導致優質用電企業都(dū)是綜合(hé)能源投資的香餑餑(bō)，本(běn)著誰(shuí)投(tóu)資誰受益的原(yuán)則，對企業(yè)來(lái)說現階段(duàn)也是(shì)投資建立自(zì)身(shēn)企業微(wēi)電(diàn)網能(néng)效係統的*佳(jiā)時(shí)機(jī)，這(zhè)也(yě)將為(wéi)企業在(zài)將來的(dí)能源(yuán)變革中取(qǔ)得(dé)更大(dà)的(dí)話語權(quán)和靈活性(xìng)。

3 安(ān)科瑞(ruì)企業(yè)微電(diàn)網(wǎng)能效係統解決(jué)方案

AcrelEMS企(qǐ)業(yè)微電網(wǎng)能(néng)效(xiào)係統融合企業電力(lì)監控，能耗統計，電(diàn)能(néng)質量(liáng)分(fēn)析(xī)及治理，智能照(zhào)明控製，主要(yào)用(yòng)能設備監控(kòng)，充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)運營(yíng)管理(lǐ)，分布式(shì)光(guāng)伏(fú)監(jiān)控(kòng)，儲能(néng)管理(lǐ)等(děng)功能，用戶通(tōng)過一個平(píng)台可全(quán)局，整(zhěng)體(tǐ)的對企(qǐ)業微電網進(jìn)行(háng)進(jìn)行集中(zhōng)監(jiān)控，統一(yī)調度，統一運維，幫助企業提(tí)高供電可靠性，就(jiù)地消(xiāo)納新能源(yuán)發(fā)電，提高用電效率，降低(dī)用電成(chéng)本，功能見圖1 所示。

圖1 企業(yè)微電網能效(xiào)係統功(gōng)能示(shì)意圖

企(qǐ)業微(wēi)電網能(néng)效係統(tǒng)包含安裝(zhuāng)於現(xiàn)場(cháng)的(dí)電量傳感器(qì)，邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)和(hé)能效管(guǎn)理軟件。電量(liáng)傳感(gǎn)器(qì)用於監(jiān)測(cè)和控(kòng)製企(qǐ)業的負(fù)荷(hé)設備和分布式(shì)發(fā)電設備，傳(chuán)感器的(dí)數(shù)據接入邊緣(yuán)計(jì)算網關(guān)，每個(gè)網關可(kě)以看做是(shì)一個區(qū)域指(zhǐ)揮部，采(cǎi)集所(suǒ)接(jiē)傳感器數(shù)據(jù)進行協議轉(zhuǎn)換後(hòu)上傳AcrelEMS企業(yè)微(wēi)電網(wǎng)能效管(guǎn)理軟件或(huò)轉發第(dì)三(sān)方平台(tái)，網關(guān)可以根據預(yù)設閾值或自(zì)動學(xué)習來執(zhí)行(háng)邏輯計(jì)算，並AcrelEMS執(zhí)行(háng)的指(zhǐ)令。AcrelEMS可以(yǐ)看(kàn)做是(shì)企業(yè)微電(diàn)網(wǎng)的指(zhǐ)揮部(bù)，根據網關(guān)上傳(chuán)的數據生成(chéng)各類(lèi)圖表，控(kòng)製策略(lüè)和(hé)分析(xī)結論，並響(xiǎng)應(yīng)虛擬電廠的調度(dù)指令，係統架構圖(tú)如(rú)圖(tú)2所(suǒ)示。

圖2 企業(yè)微(wēi)電網能效係(xì)統的網(wǎng)絡(luò)架構

3.1 企業(yè)微電網(wǎng)能效(xiào)係(xì)統功(gōng)能

1. 電(diàn)力監(jiān)控

對(duì)企(qǐ)業高(gāo)低壓變配(pèi)電係(xì)統(tǒng)的變壓器(qì)，斷路(lù)器，直流屏(píng)，母排，無功補(bǔ)償櫃及電纜等配電相關設備的(dí)電(diàn)氣參(cān)數，運行狀(zhuàng)態，接(jiē)點(diǎn)溫度進行實(shí)時監測(cè)和控製，監測企業(yè)微(wēi)電網(wǎng)主要回路的電能質量(liáng)並(bìng)進行治理(lǐ)，對(duì)故(gù)障及時處(chǔ)理並(bìng)發出告警(jǐng)信息(xī)，提高(gāo)企業供電可(kě)靠(kào)性(xìng)。

圖(tú)3 電力(lì)監控(kòng)功能

1. 能(néng)耗(hào)分(fēn)析

采(cǎi)集(jí)企業電，水(shuǐ)，燃(rán)氣(qì)等能源消(xiāo)耗，進行(háng)分類(lèi)分項(xiàng)能耗(hào)統計(jì)，計算(suàn)單(dān)位(wèi)麵(miàn)積或單位(wèi)產(chǎn)品的能耗(hào)數(shù)據(jù)以(yǐ)及趨勢，對標(biāo)主要(yào)用(yòng)能設備(bèi)能效(xiào)進行能效診(zhěn)斷(duàn)，計算企業碳排(pái)放，為(wéi)企(qǐ)業製定(dìng)碳(tàn)達峰(fēng)，碳(tàn)中(zhōng)和路綫提供數據(jù)支持(chí)。

圖(tú)4 能耗分析功能

1. 照(zhào)明控製(zhì)

智(zhì)能(néng)照明(míng)控製功(gōng)能(néng)可以根(gēn)據企業(yè)情況(kuàng)實現(xiàn)定(dìng)時控製，光(guāng)照(zhào)感應(yīng)控(kòng)製(zhì)，場景控(kòng)製，調(tiáo)光控製(zhì)等，並(bìng)結(jié)合(hé)紅(hóng)外傳感器，超(chāo)聲(shēng)波(bō)傳(chuán)感(gǎn)器(qì)，實現人來燈亮，人(rén)走(zǒu)燈(dēng)滅，並(bìng)可(kě)以根(gēn)據係統的控製(zhì)策略實現集(jí)中(zhōng)控製(zhì)，為企業節約照明用電(diàn)。

圖(tú)5 照(zhào)明控製功(gōng)能(néng)

1. 分布式光(guāng)伏監(jiān)控

監(jiān)測(cè)企業(yè)分(fēn)布式光(guāng)伏(fú)電(diàn)站(zhàn)運(yùn)行情(qíng)況，包括逆變器(qì)運行數據(jù)，光伏發(fā)電(diàn)效率(shuài)分析，發電量(liáng)及(jí)收(shōu)益(yì)統計以(yǐ)及(jí)光(guāng)伏發電功(gōng)率(shuài)控(kòng)製。

圖6 分(fēn)布式(shì)光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)

1. 儲能(néng)管理(lǐ)

監(jiān)測儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)，電(diàn)池管理係統(tǒng)(BMS)和(hé)儲能變(biàn)流器(PCS)運(yùn)行(háng)，包(bāo)括(kuò)運(yùn)行(háng)模式，功率(shuài)控(kòng)製(zhì)模(mó)式，功率，電壓，電(diàn)流，頻(pín)率等預定值信息，儲能電池充放(fàng)電電壓，電流(liú)，SOC，溫(wēn)度，根(gēn)據企業(yè)峰穀(gǔ)特點(diǎn)和(hé)電價波動以及(jí)上(shàng)級平(píng)台(tái)指(zhǐ)令(líng)設置儲能係統(tǒng)的(dí)充放(fàng)電(diàn)策略(lüè)，控製儲(chǔ)能(néng)係統充放(fàng)電，實現(xiàn)削(xiāo)峰填穀(gǔ)，降(jiàng)低企(qǐ)業(yè)用電成本。

圖7 儲能管(guǎn)理(lǐ)

1. 充(chōng)電樁(zhuāng)運(yùn)營管理 

監(jiān)測(cè)企業充電樁(zhuāng)的運行狀(zhuàng)態(tài)，提供充電(diàn)樁(zhuāng)收(shōu)費(fèi)管(guǎn)理和(hé)狀態監測功(gōng)能，並根(gēn)據企業負荷(hé)率(shuài)變(biàn)化和虛(xū)擬電(diàn)廠(chǎng)的調度(dù)指令調節(jié)充電(diàn)樁(zhuāng)的(dí)充電功(gōng)率，使(shǐ)企業微電(diàn)網穩(wěn)定安全(quán)運(yùn)行(háng)。

圖9 充電樁(zhuāng)管(guǎn)理(lǐ)

1. 需求(qiú)響應(yīng)

根(gēn)據(jù)企業(yè)負(fù)荷波(bō)動數據，再結(jié)合(hé)虛擬電(diàn)廠(chǎng)的(dí)調度(dù)指(zhǐ)令，決定以何種(zhǒng)方式(shì)參(cān)與(yǔ)電網需(xū)求(qiú)響應，平台可通過給儲(chǔ)能係統(tǒng)下發(fā)控(kòng)製(zhì)策略，調整(zhěng)充(chōng)發電時(shí)間(jiān)。平台(tái)在(zài)需求響應(yīng)時(shí)間段調(tiáo)整(zhěng)可(kě)控負荷功率(shuài)，停止(zhǐ)給(gěi)可(kě)中(zhōng)斷負荷供(gōng)電，並(bìng)且可以根(gēn)據(jù)企業可控(kòng)負(fù)荷(hé)數(shù)據(jù)製定需求響(xiǎng)應(yīng)控(kòng)製(zhì)策略，實(shí)現(xiàn)一鍵(jiàn)響應。

此(cǐ)外，AcrelEMS還(huán)具備電能質量監測(cè)和治理，電(diàn)氣安全(quán)監(jiān)測，電能預付費管理，設(shè)備台賬(zhàng)，運(yùn)維工單(dān)管(guǎn)理，3D建(jiàn)模等功能(néng)，幫助(zhù)用(yòng)電企(qǐ)業實(shí)現(xiàn)供配(pèi)電(diàn)網(wǎng)絡(luò)的(dí)數(shù)字化管(guǎn)理。

3.2 企(qǐ)業(yè)微電網(wǎng)能(néng)效係統硬件(jiàn)設(shè)備

安科瑞(ruì)針(zhēn)對(duì)企(qǐ)業微(wēi)電網(wǎng)能效(xiào)係(xì)統除了軟件外，還(huán)具(jù)備現場(cháng)傳感(gǎn)器，邊緣計(jì)算網關等(děng)設(shè)備，組(zǔ)成(chéng)了(liǎo)完整(zhěng)的(dí)“雲-邊-端”能(néng)源互聯(lián)網(wǎng)體係(xì)，具體(tǐ)包括高低(dī)壓配電綜合(hé)保護和(hé)監測產品，電(diàn)能(néng)質(zhì)量在綫(xiàn)監測裝置(zhì)，電(diàn)能質(zhì)量治(zhì)理，照明(míng)控製(zhì)，新能(néng)源充電樁(zhuāng)，電(diàn)氣消(xiāo)防類解(jiě)決方(fāng)案等(děng)，可(kě)以為企業微(wēi)電(diàn)網能效係(xì)統建設提供一站式服(fú)務(wù)，部(bù)分設備(bèi)見(jiàn)表(biǎo)1。

表1 企業微電(diàn)網能(néng)效(xiào)係統建(jiàn)設部(bù)分硬件(jiàn)設(shè)備

4 未(wèi)來(lái)展望(wàng)

麵向未(wèi)來(lái)，AcrelEMS企(qǐ)業微電網(wǎng)能(néng)效係(xì)統(tǒng)將(jiāng)結合行業特(tè)點，服務(wù)企(qǐ)業“雙碳(tàn)”目標(biāo)，積(jī)極利用安科瑞“雲-邊(biān)-端(duān)”的能(néng)效係(xì)統(tǒng)體(tǐ)係和(hé)企業(yè)微(wēi)電網能(néng)效管(guǎn)理技(jì)術(shù)積累幫(bāng)助企(qǐ)業改(gǎi)造(zào)傳統電(diàn)網，推動企業微電網(wǎng)向更(gēng)加智(zhì)慧，更(gēng)加安全，更(gēng)加(jiā)友好(hǎo)的智慧能(néng)源(yuán)係統升(shēng)級(jí)。未(wèi)來新型(xíng)電(diàn)力係統(tǒng)中，眾多(duō)企業微電(diàn)網(wǎng)將通過綜合智(zhì)慧零碳(tàn)電廠調(tiáo)度(dù)平台(tái)和大電(diàn)網的(dí)互(hù)動(dòng)也(yě)會(huì)越來越頻繁，而(ér)提前建(jiàn)立和適應了企業微電網(wǎng)能效(xiào)係統的(dí)企業將更有話(huà)語(yǔ)權。