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1 綜合智慧零碳電廠前景廣闊
2022年8月國(guó)家電投提出“雪炭N行動(dòng)”，重點(diǎn)是打造綜合智慧零碳電廠，這是國(guó)家電投創(chuàng)新打造的一種能源保供新模式。利用電力網(wǎng)連接，通過(guò)協(xié)調(diào)控制、智能計(jì)量以及信息通信等關(guān)鍵技術(shù)，將相對(duì)分散的源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)等元素通過(guò)智慧電廠管理系統(tǒng)進(jìn)行集成調(diào)控，構(gòu)建對(duì)內(nèi)協(xié)調(diào)平衡、對(duì)外與電網(wǎng)友好互助的“智慧調(diào)控+用戶(hù)側(cè)可控負(fù)荷/儲(chǔ)能/分布式電源”聚合體，在電力保供中發(fā)揮積極作用。2023年國(guó)電投已有36個(gè)“綜合智慧零碳電廠”項(xiàng)目開(kāi)工，其中風(fēng)電規(guī)模95MW、儲(chǔ)能588MW/1600MWh、用戶(hù)側(cè)聚合可調(diào)負(fù)荷304MW、頂峰能力300MW、調(diào)峰能力1050MW。
不光是國(guó)家電投這樣的央企進(jìn)軍綜合智慧零碳電廠領(lǐng)域，各地相關(guān)部門(mén)也在紛紛出臺(tái)支持包括虛擬電廠在內(nèi)的新能源發(fā)展政策。雖然當(dāng)前虛擬電廠在新型電網(wǎng)中所占比重很小，但是相信在不久的將來(lái)，綜合智慧零碳電廠將為電力系統(tǒng)削峰填谷、保供降碳起到重大作用。
2 企業(yè)微電網(wǎng)能效系統(tǒng)建設(shè)正當(dāng)時(shí)
2.1 企業(yè)微電網(wǎng)智能化是綜合智慧零碳電廠快速發(fā)展的基礎(chǔ)
綜合智慧零碳電廠實(shí)際上是眾多用電企業(yè)微電網(wǎng)的聚合體，包括企業(yè)分布式光伏、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可調(diào)節(jié)負(fù)荷、汽車(chē)充電樁等，根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)進(jìn)行需求響應(yīng)來(lái)保障電網(wǎng)安全，降低企業(yè)供用電成本。
目前綜合智慧零碳電廠響應(yīng)資源主要是根據(jù)當(dāng)?shù)赜秒娖髽I(yè)的負(fù)荷結(jié)構(gòu)而定，比如上海市虛擬電廠是以商業(yè)樓宇、充電樁、分布式光伏和儲(chǔ)能為主；嘉興市虛擬電廠管理平臺(tái)已接入涵蓋儲(chǔ)能、空調(diào)負(fù)荷、充電樁、光伏電站、5G基站等負(fù)荷資源4920MW。同時(shí)電網(wǎng)公司也加強(qiáng)力度組織調(diào)用虛擬電廠負(fù)荷資源進(jìn)行削峰填谷，立足“政府主導(dǎo)、電網(wǎng)主動(dòng)、企業(yè)主體”的建設(shè)模式，進(jìn)一步為虛擬電廠盈利兌現(xiàn)創(chuàng)造條件，未來(lái)綜合智慧零碳電廠快速發(fā)展必然離不開(kāi)企業(yè)微電網(wǎng)的智能化改造。
2.2 新能源建設(shè)成本大幅降低
隨著電改走向深水區(qū)，從用電企業(yè)的角度來(lái)看，如若不會(huì)合理使用、調(diào)度新能源和企業(yè)內(nèi)部的負(fù)荷資源，企業(yè)的用電成本將可能不降反升，對(duì)于高能耗企業(yè)來(lái)說(shuō)，這也會(huì)進(jìn)一步壓縮企業(yè)的利潤(rùn)空間。2023年以來(lái)國(guó)內(nèi)光伏、鋰電池產(chǎn)能過(guò)剩導(dǎo)致光伏組件、儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格大幅下跌。光伏組件價(jià)格歷史上出現(xiàn)了每瓦低于1元的價(jià)格，這個(gè)價(jià)格只有去年同期50%左右。儲(chǔ)能鋰電池價(jià)格同樣大幅下降，儲(chǔ)能系統(tǒng)中標(biāo)均價(jià)甚至低至0.9元/Wh，這和一年前2元/Wh左右的成本相比已經(jīng)下降50%以上，這也導(dǎo)致投資光伏、儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)的度電成本越來(lái)越低，投資回報(bào)率越來(lái)越高。這也導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)用電企業(yè)都是綜合能源投資的香餑餑，本著誰(shuí)投資誰(shuí)受益的原則，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)現(xiàn)階段也是投資建立自身企業(yè)微電網(wǎng)能效系統(tǒng)的*佳時(shí)機(jī)，這也將為企業(yè)在將來(lái)的能源變革中取得更大的話語(yǔ)權(quán)和靈活性。
3 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)能效系統(tǒng)解決方案
AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效系統(tǒng)融合企業(yè)電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計(jì)、電能質(zhì)量分析及治理、智能照明控制、主要用能設(shè)備監(jiān)控、充電樁運(yùn)營(yíng)管理、分布式光伏監(jiān)控、儲(chǔ)能管理等功能，用戶(hù)通過(guò)一個(gè)平臺(tái)可全局、整體的對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運(yùn)維，幫助企業(yè)提高供電可靠性，就地消納新能源發(fā)電，提高用電效率，降低用電成本，功能見(jiàn)圖1 所示。
圖1 企業(yè)微電網(wǎng)能效系統(tǒng)功能示意圖
企業(yè)微電網(wǎng)能效系統(tǒng)包含安裝于現(xiàn)場(chǎng)的電量傳感器、邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)和能效管理軟件。電量傳感器用于監(jiān)測(cè)和控制企業(yè)的負(fù)荷設(shè)備和分布式發(fā)電設(shè)備，傳感器的數(shù)據(jù)接入邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，每個(gè)網(wǎng)關(guān)可以看做是一個(gè)區(qū)域指揮部，采集所接傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后上傳AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理軟件或轉(zhuǎn)發(fā)第三方平臺(tái)，網(wǎng)關(guān)可以根據(jù)預(yù)設(shè)閾值或自動(dòng)學(xué)習(xí)來(lái)執(zhí)行邏輯計(jì)算，并AcrelEMS執(zhí)行的指令。AcrelEMS可以看做是企業(yè)微電網(wǎng)的指揮部，根據(jù)網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據(jù)生成各類(lèi)圖表、控制策略和分析結(jié)論，并響應(yīng)虛擬電廠的調(diào)度指令，系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2所示。
圖2 企業(yè)微電網(wǎng)能效系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
3.1 企業(yè)微電網(wǎng)能效系統(tǒng)功能
- 電力監(jiān)控
對(duì)企業(yè)高低壓變配電系統(tǒng)的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無(wú)功補(bǔ)償柜及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、接點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，監(jiān)測(cè)企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進(jìn)行治理，對(duì)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3 電力監(jiān)控功能
- 能耗分析
采集企業(yè)電、水、燃?xì)獾饶茉聪模M(jìn)行分類(lèi)分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)，計(jì)算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢(shì)，對(duì)標(biāo)主要用能設(shè)備能效進(jìn)行能效診斷，計(jì)算企業(yè)碳排放，為企業(yè)制定碳達(dá)峰、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持。
圖4 能耗分析功能
- 照明控制
智能照明控制功能可以根據(jù)企業(yè)情況實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、光照感應(yīng)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等，并結(jié)合紅外傳感器、超聲波傳感器，實(shí)現(xiàn)人來(lái)燈亮、人走燈滅，并可以根據(jù)系統(tǒng)的控制策略實(shí)現(xiàn)集中控制，為企業(yè)節(jié)約照明用電。
圖5 照明控制功能
- 分布式光伏監(jiān)控
監(jiān)測(cè)企業(yè)分布式光伏電站運(yùn)行情況，包括逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統(tǒng)計(jì)以及光伏發(fā)電功率控制。
圖6 分布式光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)
- 儲(chǔ)能管理
監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲(chǔ)能變流器(PCS)運(yùn)行，包括運(yùn)行模式、功率控制模式，功率、電壓、電流、頻率等預(yù)定值信息、儲(chǔ)能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據(jù)企業(yè)峰谷特點(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)以及上級(jí)平臺(tái)指令設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略，控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，降低企業(yè)用電成本。
圖7 儲(chǔ)能管理
- 充電樁運(yùn)營(yíng)管理
監(jiān)測(cè)企業(yè)充電樁的運(yùn)行狀態(tài)，提供充電樁收費(fèi)管理和狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷率變化和虛擬電廠的調(diào)度指令調(diào)節(jié)充電樁的充電功率，使企業(yè)微電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。
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