探討虛擬電廠(chǎng)與企業(yè)微電網(wǎng)數字化建設-安科瑞 蔣靜

企業(yè)的能源管理意識決定了企業(yè)電網(wǎng)的數字化水平，接下來(lái)會(huì )有進(jìn)一步的政策（比如需求響應、能源雙控、碳排放約束）和價(jià)格激勵機制去推動(dòng)企業(yè)建立微電網(wǎng)數字化，為虛擬電廠(chǎng)的推廣和發(fā)展做好基礎設施的建設，同時(shí)也提高企業(yè)的能源管理意識，并通過(guò)數字化的能源管理對企業(yè)產(chǎn)生價(jià)值。那企業(yè)怎么建立適用于自身的微電網(wǎng)數字化呢？

企業(yè)微電網(wǎng)的數字化系統(EMS)包含安裝于現場(chǎng)的傳感器、智能網(wǎng)關(guān)和微電網(wǎng)數字化軟件。傳感器用于監測和控制企業(yè)內部的負荷設備和分布式發(fā)電設備(系統)，現場(chǎng)傳感器的數據接入邊緣計算智能網(wǎng)關(guān)，每個(gè)智能網(wǎng)關(guān)可以看做是一個(gè)區域指揮部，采集所接傳感器數據進(jìn)行協(xié)議轉換后上傳EMS和轉發(fā)第三方系統，網(wǎng)關(guān)可以根據預設閾值或自動(dòng)學(xué)習來(lái)執行邏輯計算，并執行EMS的指令。EMS可以看做是企業(yè)微電網(wǎng)的指揮部，根據智能網(wǎng)關(guān)上傳的數據生成各類(lèi)圖表、控制策略和分析結論，并按照設置的權限響應虛擬電廠(chǎng)的調度指令，這樣數量眾多的EMS就構成了虛擬電廠(chǎng)的基礎，系統架構圖如圖1所示。

圖1 企業(yè)微電網(wǎng)數字化系統(EMS)網(wǎng)絡(luò )架構

AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)數字化系統融合企業(yè)負荷側的電力監控、能耗統計、電能質(zhì)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(yíng)管理、分布式光伏監控、儲能管理等功能，用戶(hù)通過(guò)一個(gè)平臺即可全局、整體的對企業(yè)微電網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)行集中監控、統一調度、統一運維，同時(shí)滿(mǎn)足企業(yè)用電可靠、安全、節約、有序用電要求。

3.1 電力監控

對企業(yè)35kV變電站至0.4kV配電涉及的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無(wú)功補償柜及電纜等配電相關(guān)設備的電氣參數、運行狀態(tài)、接點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和控制，監測企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進(jìn)行治理，對故障及時(shí)處理并發(fā)出告警信息，提高企業(yè)供電可靠性。

圖2 企業(yè)微電網(wǎng)數字化系統(EMS)電力監控

3.2 能耗分析

采集企業(yè)電、水、燃氣等能源消耗，進(jìn)行分類(lèi)分項能耗統計，計算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數據以及趨勢，對標主要用能設備能效進(jìn)行能效診斷，計算企業(yè)碳排放，為企業(yè)制定碳達峰、碳中和路線(xiàn)提供數據支持。

圖3 企業(yè)微電網(wǎng)數字化系統(EMS)能耗分析

3.3 照明控制

智能照明控制功能可以根據企業(yè)情況實(shí)現定時(shí)控制、光照感應控制、場(chǎng)景控制、集中控制、調光控制等，并結合紅外傳感器、超聲波傳感器，實(shí)現人來(lái)燈亮、人走燈滅，為企業(yè)節約照明用電。

圖4 企業(yè)微電網(wǎng)數字化系統(EMS)照明控制

3.4 分布式光伏監控

監測企業(yè)分布式光伏電站運行情況，包括逆變器運行數據、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統計以及光伏發(fā)電功率控制。

圖5 企業(yè)微電網(wǎng)數字化系統(EMS)光伏發(fā)電監測

3.5 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(yè)峰谷特點(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)設置儲能系統的充放電策略，控制儲能系統充放電模式，實(shí)現削峰填谷，降低企業(yè)用電成本，見(jiàn)圖6。

圖6 儲能管理

3.6 充電樁運營(yíng)管理

監測企業(yè)微電網(wǎng)充電樁的運行狀態(tài)，提供充電樁收費管理和狀態(tài)監測功能，并根據企業(yè)負荷率變化和虛擬電廠(chǎng)的調度指令調節充電樁的充電功率，使企業(yè)微電網(wǎng)穩定安全運行。

圖7 充電樁管理

3.7 需求響應

根據企業(yè)負荷波動(dòng)數據，再結合虛擬電廠(chǎng)的調度指令，決定以何種方式參與電網(wǎng)需求響應，平臺可通過(guò)給儲能系統下發(fā)控制策略，調整充發(fā)電時(shí)間。平臺在需求響應時(shí)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(yè)可控負荷數據制定需求響應控制策略，實(shí)現一鍵響應。

圖8 企業(yè)微電網(wǎng)數字化系統需求響應示意圖