為典型的人口聚集、負荷密集區域,上海市具有外來電比例高、本地資源稟賦不足的特點。從發電側角度來看,近年來上海風、光等新能源發電裝機比例逐年提升,傳統的火電逐漸成為調節性發電資源;從負荷側角度來看上海以第三產業為主,夏冬兩季負荷峰谷差逐年拉大,峰谷差達48.5%(1312萬kW)。與此同時上海商業建筑密集,電動汽車保有量總規模也是第一,可調節負荷資源超過8760MW,其中包括工業負荷1230MW、商業負荷2160MW、電動汽車負荷1000MW等,加之上海的企業微電網數字化程度比較高,所以虛擬電廠在上海有得天獨厚的發展條件,上海市也成為批建設虛擬電廠的城市之一,并且目前已取得一定的成效。
(本文部分資料來源于微信公眾號:電氣思享《虛擬電廠在上海的實踐探索》)
作企業微電網的數字化系統(EMS)包含安裝于現場的傳感器、智能網關和微電網數字化軟件。傳感器用于監測和控制建筑的負荷設備和分布式發電設備(系統),現場傳感器的數據接入邊緣計算智能網關,每個智能網關可以看做是一個區域指揮部,采集所接傳感器數據進行協議轉換后上傳EMS或轉發第三方平臺,網關可以根據預設閾值或自動學習來執行邏輯計算,并執行EMS的指令。EMS可以看做是企業微電網的指揮部,根據智能網關上傳的數據生成各類圖表、控制策略和分析結論,并響應虛擬電廠的調度指令,系統架構圖如圖3所示。
AcrelEMS企業微電網數字化系統融合企業負荷側的電力監控、能耗統計、電能質量分析及治理、智能照明控制、主要用能設備監控、充電樁運營管理、分布式光伏監控、儲能管理等功能,用戶通過一個平臺即可全局、整體的對企業微電網進行進行集中監控、統一調度、統一運維,同時滿足企業用電可靠、安全、節約、高效、有序用電要求。
5 微電網數字化系統功能5.1 電力監控 對企業高低壓變配電系統的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償柜及電纜等配電相關設備的電氣參數、運行狀態、接點溫度進行實時監測和控制,監測企業微電網主要回路的電能質量并進行治理,對故障及時處理并發出告警信息,提高企業供電可靠性。
5.2 能耗分析 采集企業電、水、燃氣等能源消耗,進行分類分項能耗統計,計算單位面積或單位產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,計算企業碳排放,為企業制定碳達峰、碳中和路線提供數據支持。
5.3 照明控制 智能照明控制功能可以根據企業情況實現定時控制、光照感應控制、場景控制、調光控制等,并結合紅外傳感器、超聲波傳感器,實現人來燈亮、人走燈滅,并可以根據系統的控制策略實現集中控制,為企業節約照明用電。
5.4 分布式光伏監控 監測企業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制。
5.5 儲能管理 監測儲能系統、電池管理系統(BMS)和儲能變流器(PCS)運行,包括運行模式、功率控制模式,功率、電壓、電流、頻率等預定值信息、儲能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度,根據企業峰谷特點和電價波動以及上級平臺指令設置儲能系統的充放電策略,控制儲能系統充放電,實現削峰填谷,降低企業用電成本。
5.6 充電樁運營管理
監測企業充電樁的運行狀態,提供充電樁收費管理和狀態監測功能,并根據企業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,使企業微電網穩定安全運行。
5.7 需求響應
根據企業負荷波動數據,再結合虛擬電廠的調度指令,決定以何種方式參與電網需求響應,平臺可通過給儲能系統下發控制策略,調整充發電時間。平臺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,并且可以根據企業可控負荷數據制定需求響應控制策略,實現一鍵響應。
4 微電網數字化系統硬件設備 安科瑞針對企業微電網數字化系統除了軟件外,還具備現場傳感器、智能網關等設備,組成了完整的“云-邊-端”數字化體系,具體包括高低壓配電綜合保護和監測產品、電能質量在線監測裝置、電能質量治理、照明控制、新能源充電樁、電氣消防類解決方案等,可以為企業微電網數字化提供一站式服務能力,部分設備見表1。
4 結束語
面向未來,AcrelEMS企業微電網數字化平臺將結合行業特點、服務“雙碳”目標,積極利用安科瑞“云-邊-端”的產品體系和企業微電網數字化技術積累幫助企業改造傳統電網,加快推動企業微電網向更加智慧、更加安全、更加友好的能源數字化升級,為促進區域虛擬電廠建設作出持續貢獻。同時安科瑞已經建設的數以千計的企業微電網數字化系統可能也將根據企業意愿成為匯聚成虛擬電廠的涓涓細流。
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