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从上海虚拟电厂实践探索看企业微电网数字化意义 安科瑞
时间:2023-02-16   

安科瑞刘方

上海作为人口集中、负荷密集的典型地区,具有来电比重高、本地资源禀赋不足的特点。 从发电量来看,近年来,风、光等新能源发电在上海的装机比重逐年上升,传统火电逐渐成为调控发电资源; 从负荷端看,上海以第三产业为主。 负荷峰谷差逐年增大,峰谷差高达48.5%(1312万千瓦)。 同时,上海商业建筑密集,可调负荷资源超标,包括工业负荷、商业负荷、电动汽车负荷等。加之上海企业微电网数字化程度较高,虚电工厂在上海具有得天独厚的发展条件。 上海市也成为全国首批建设虚拟电厂的城市之一,目前已取得一定成效。 (本文部分信息来自微信公众号:电气思享《上海虚拟电厂实践探索》)

上海市黄浦区商业大厦虚拟电厂示范工程

2020年上海市公共建筑能耗分析报告指出,上海市建筑分项用电量数据中,空调设备和照明用电设备占总用电量的70%以上。 在以空调负荷和照明负荷为主的负荷体系下,商业建筑负荷灵活可调,可以在电力市场中发挥巨大的调峰作用和经济价值。

作为上海市商业建筑密集区,黄浦区拥有200多座大型商业建筑,为实施需求响应工程,为原有建筑配备能耗监测设备、完善的数字化基础设施显得尤为重要。 目前,黄浦区约50%的商业楼宇接入了虚拟电厂平台。 根据用户的参与,对资源进行自动需求转换,利用自动需求响应技术实现对用户侧设备的调控。 截至2021年,上海市黄浦区智慧虚拟电站平台已纳入黄浦区130座商厦,注册响应资源约60MW商厦需求响应资源,包括冷水机、风冷热泵、电锅炉、电力照明、充电桩等大量可控用电设备。 黄浦区虚拟电厂在不降低用户能源体验的前提下,实现了用户一楼一策的个性化定制。

上海市嘉定区泛在电力物联网智能充放电示范试点项目

嘉定是上海汽车产业的聚集地。 嘉定供电公司与国网电动汽车服务有限公司合作开展泛在电力物联网智能充放电示范工程试点,应用V2G技术和有序充电技术,协调电动汽车与电网力量。 平衡,有效提高电动汽车与电网协同运行的有序性、可靠性和经济性,实现电动汽车、储能、分布式等新型耗能设备即插即用、数据感知、采集电源、微电网和控制,统一协调,有序运行。 智慧有序的充电建设通过对用户充电行为和用能行为的灵活引导和主动调控,使配电变峰负荷降低30%以上,并优化调整80%的充电容量向低-配变负荷高峰期,使配变接受充电桩容量增加4倍,显着提高配电网资源利用率,实现削峰填谷。

企业微网数字化是虚拟电厂建设的基础

从黄浦区商业楼宇虚拟电厂示范试点项目和嘉定区泛在电力物联网智能充放电示范试点项目来看,虚拟电厂建设对电网调峰填谷作用巨大,以及新能源的使用。 经济效益也十分明显。

上海之所以成为全国首批建设虚拟电站并取得快速成效的城市之一,主要原因有以下几点: 第一,上海是一个商业非常发达的大都市,也是一个电动汽车保有量很高的城市。 空调、照明、充电桩在负荷中占比较大,季节性因素易导致峰谷差较大。 需要采取一定的削峰填谷方式,促进新能源的充分消纳,维护电网的稳定运行; 以照明和充电桩为主的商业负载具有灵活可调性。 大规模可控负荷聚合是虚拟电厂建设的必要条件。 三是上海商业建筑基本配备能耗监测装置和能源管理系统。 建筑能源数字化管理有完整的数字化基础设施来实现虚拟电厂的需求响应,从而以更快的速度和更少的成本实现虚拟电厂的建设和运营,没有数字化的水平许多地区的微电网。 低瓶颈约束。

如何打造企业微电网数字化

安科瑞在上海参与了多个企业微电网数字化建设项目,如上海市某区191栋商务写字楼能耗数字化管理系统(见图1)、上海市配电数字化运维系统等。嘉定区140多所学校(见图2)、张江公园31栋楼的用电管理系统等,大量微电网数字化系统汇聚形成上海虚拟电厂建设的基础.

图1 191座商务写字楼数字化能耗管理系统

图2 嘉定区140所学校配电数字化运维系统

企业微电网数字化系统(EMS)包括现场安装的传感器、智能网关和微电网数字化软件。 传感器用于监视和控制建筑物负载设备和分布式发电设备(系统)。 现场传感器数据接入边缘计算智能网关。 每个智能网关都可以看作是一个区域总部,收集连接的传感器数据进行协议转换,上传到EMS或转发到第三方平台,网关可以根据预设阈值或自动学习进行逻辑计算,执行EMS指示。 EMS可以看作是企业微电网的大本营。 它根据智能网关上传的数据生成各种图表、控制策略和分析结论,响应虚拟电厂的调度指令。 系统架构图如图3所示。

电力能耗管理系统_电力能耗监测系统产品_山东能耗管理监测系统

图3 企业微电网数字化系统(EMS)网络架构

企业微电网数字化系统集电量监控、能耗统计、电能质量分析与治理、智能照明控制、主要用能设备监控、充电桩运行管理、分布式光伏监控、储能管理等功能于一体在企业的负载侧。 通过一个平台,可以在全球范围内对企业微电网进行集中监控、统一调度、统一运维,同时满足企业可靠、安全、经济、有序用电的要求。

微电网数字系统功能

5.1 电源监控

对高低压电力中的变压器、断路器、直流屏、母线、无功补偿柜、电缆等配电相关设备的电气参数、运行状态、触点温度等进行实时监测和控制企业变配电系统、企业微电网监控 对主回路电能质量进行控制和管理,及时处理故障并发出告警信息,提高企业供电的可靠性。

图4 电源监控功能

5.2 能耗分析

采集企业电、水、气等能源消费情况,对能源消费进行分类、分项统计,计算单位面积或单位产品的能源消耗数据和趋势,对主要用能单位能效进行能效诊断。消耗设备,计算企业碳排放量。 制定碳峰值和碳中和路线,提供数据支持。

图5 能耗分析功能

5.3 灯光控制

智能照明控制功能可根据企业情况实现定时控制、光感控制、场景控制、调光控制等,结合红外传感器和超声波传感器,实现人来灯亮,人来灯灭离开,并可根据系统的控制策略实现集中控制,为企业节约照明用电。

图6 灯光控制功能

5.4 分布式光伏监控

监控企业分布式光伏电站运行情况,包括逆变器运行数据、光伏发电效率分析、发电量及收益统计、光伏发电功率控制等。

电力能耗监测系统产品_山东能耗管理监测系统_电力能耗管理系统

图7 分布式光伏发电监控

5.5 储能管理

监控储能系统、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS)的运行情况,包括运行模式、功率控制模式、功率、电压、电流、频率等预定值信息,储能电池充放电电压、电流、SOC、温度,根据企业峰谷特性、电价波动情况及上级平台指令,设置储能系统充放电策略,控制充放电储能系统,实现削峰填谷电力能耗管理系统,降低企业用电成本。

图8 储能管理

5.6 充电桩运营管理

监控企业充电桩运行状态,提供充电桩充电管理和状态监控功能,根据企业负荷率变化和虚拟电站调度指令调整充电桩充电功率,确保稳定安全企业微电网的运行。

图9 充电桩管理

5.7 需求响应

根据企业负荷波动数据,结合虚拟电厂的调度指令,决定如何参与电网的需求响应。 平台可以通过向储能系统下发控制策略来调整充电和发电时间。 平台在需求响应期间调整可控负荷功率,停止对可中断负荷供电,并根据企业可控负荷数据制定需求响应控制策略,实现一键响应。

图10 企业微电网数字化系统需求响应示意图

微电网数字化系统硬件设备

除了软件,安科瑞的企业微电网数字化系统还有现场传感器、智能网关等设备,形成完整的“云-边-端”数字化系统,包括高低压配电综合保护和监控产品、电能质量在线监测装置、电能质量管理、照明控制、新能源充电桩、电气消防解决方案等,可为企业微电网数字化建设提供一站式服务能力。 部分设备如表1所示。

表1 企业微电网数字化建设部分硬件设备

结论

面向未来,企业微网数字化平台将结合行业特点,以服务“双碳”为目标,积极运用安科瑞“云-边-端”产品体系和企业微网数字化积累技术助力企业改造传统电网,加快推进企业微电网向更智能、更安全、更友好的能源数字化升级,为推动区域虚拟电厂建设不断做出贡献。 同时,安科瑞建设的上千个企业微网数字化系统,也有可能按照企业的意愿,变成涓涓细流的虚拟电厂。

能源互联网专题

聚光灯

:开展一批工业绿色微电网和数字碳管理系统建设

1月18日,国务院新闻办公室举行新闻发布会。 工信部将认真贯彻落实党的二十大和中央经济工作会议精神,以碳中和目标为引领,推动我国绿色高质量发展以制造业为己任,共同推动减碳、减污、绿色扩张和增长,让绿色成为新型工业化的基本底色。 关于实施工业节能减碳专项行动,新闻发言人表示,全面落实工业领域和重点行业碳达峰实施方案。 继续落实国家节能监察工作,深入开展工业节能诊断服务和节能服务进企业。 开展工业绿色微电网、数字碳管理系统建设等一批试点。 (来源:央视)

清妍点评:

智能微电网结合先进的信息技术对微电网进行有效控制,利用测量和传感技术对微电网系统进行监控,获取实时数据并优化其运行方式,再通过模型仿真分析进行预测和合理分配电力,大大提高运行效率微电网的效率。 智能微电网技术的应用,将保障我国电力系统输变配电的安全稳定运行,大大降低停电风险,提高风险应急处置能力。 未来,微电网将朝着智能化的趋势不断实现技术进步和改革创新。

形势政策

能耗设施设备运行管理及节电,节水,节油等管理措施_能耗监控管理平台_电力能耗管理系统布线方案

河北:印发《加快数字河北建设行动计划(2023-2027年)》

1月20日,河北省人民政府办公厅印发《加快推进数字河北建设行动计划(2023-2027年)》。 规划提出,到2027年,全省数字经济进入全面扩张期,核心产业增加值达到3300个,数字经济占GDP比重达到42%以上。 (来源:河北省人民政府办公厅)

2023年山西省能源工作会议召开

1月31日,山西省能源工作会议召开。 会议指出,要继续增产稳供,持续改善煤炭供应体系质量。 加快煤炭绿色开发利用基地建设,推进煤炭与数字技术融合,实施煤炭绿色开采分类政策,有序释放煤炭先进产能。 坚持“放管服”相结合,持续优化能源管理服务。 继续深化行政审批制度改革,加快建设数字化能源管理体系,加强能源领域事中事后监管,深入推进能源标准化建设。 (来源:山西省能源局)

广东2023年能源重点任务:新推动5000家规模以上工业企业数字化转型

1月12日,广东省第十四届人民代表大会第一次会议指出,推动数字经济与实体经济深度融合,培育壮大重点软件、工业互联网、区块链等产业,深化创新国家数字经济发展先行区和国家工业互联网示范区建设,将新增带动5000家规模以上工业企业数字化转型。 (来源:广东省政府)

行业新闻

中国南方电网与中国华电签署战略合作协议

电力能耗管理系统布线方案_能耗设施设备运行管理及节电,节水,节油等管理措施_能耗监控管理平台

1月31日,中国华电与南方电网在广州签署战略合作协议。 根据协议,双方将在服务国家重大战略、保障能源电力安全、科技创新与数字化转型、电力市场改革、国际业务、战略性新兴产业等领域开展深入合作。 (来源:华电集团)

电力动态

内蒙古电力集团:强化科技促安全 加快安全管理数字化转型

1月9日,内蒙古电力集团公司在“两会”结束后立即召开安全工作会议。 会议总结了2022年的安全工作,深入剖析了安全形势,对2023年的安全工作进行了部署部署,确保公司安全稳定运行。 贾振国指出电力能耗管理系统布线方案,要压实安全责任,加强安全管理体系建设; 完善制度治理,提高电网安全运行水平; 强化科技促安全,加快安全管理数字化转型。 (来源:内蒙古电力集团)

国网辽宁电力:开展普查数据管理支撑系统建设

1月29日,辽宁北镇市供电公司员工高和松利用普查数据审核自动化应用程序,对居民客户信息数据进行了普查。 程序将于2022年7月上线,可一键自动普查客户身份信息、电能表运行状态信息和基本用电量信息,解决人工普查审计数据数据量大、易出错的问题,实现更有效的库存数据管理。 ,增量数据管控更及时,数据问题发现更智能,进一步减轻基层负担。 (来源:国家电网新闻)

国际新闻

美欧达成AI协议 加强人工智能在电网等领域应用合作

美国政府和欧盟委员会于 1 月 27 日宣布了一项协议,以加速和加强人工智能 (AI) 在农业、医疗保健、应急响应、气候预测和电网领域的应用合作。 美国和欧洲的政府正在收集有关发电方式、电力使用方式以及如何平衡电网负载以响应天气变化的数据。 双方达成新协议后,这些数据可用于联合建模,为负责应急管理和电网运行的人员提供更好的决策方案。 (来源:新华社)

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