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企业微电网能效管理系统在电力系统中的设计与应用
acrelyjh | 2023-06-02 15:37:57    阅读:153   发布文章

安科瑞虞佳豪

今年以来,我国电力供需总体平稳,但受重点行业用电增长、气温升高等因素影响,入夏以来多个省份用电负荷创历史新高,局部地区高峰时段供需偏紧,能源电力保供形势复杂严峻。为贯彻落实5月11日国务院常务会议“决不允许出现拉闸限电”的要求,国家发展改革委多次强调“全力做好迎峰度夏能源保供工作”,并提出“鼓励通过市场化需求响应减小尖峰电力缺口”,将电力需求侧管理作为保障电力安全稳定供应的重点工作之一。在国家能源局指导下,各地纷纷强化电力需求侧管理,引导用户合理错避峰,制定有序用电方案,确保电网安全稳定运行和民生用电需求。

在高温天气空调制冷需求激增的影响下,夏季用电负荷快速攀升,且电力负荷增长远高于电量增长,电力日峰谷差加大。与通过增加发电装机容量并配套电网建设满足夏季持续时间较短的尖峰负荷相比,开展需求响应实现削峰填谷的成本更低、效益更好。因此,在能源保供工作中要求挖掘需求侧负荷削减与灵活性调节潜力,保障电力供需平衡与系统安全稳定运行,以市场化方式引导用户错峰避峰用电,发挥电力需求侧管理保民生的作用。

在新型电力系统建设的背景下,可再生能源出力的随机波动性需要灵活性资源的深度调节能力予以抵消,然而电力系统现有调节能力有限,同时考虑到燃煤机组投资建设的代价成本,天然气机组受天然气供应约束,且夏季丰水期防汛需求弱化水电调节能力,电网调峰、调差压力持续增大,迎峰度夏期间系统安全稳定运行将面临更严峻的挑战。为此,能源保供工作要求大力提升电力负荷弹性,发掘需求侧可控负荷、可中断负荷、电动汽车充电网络、储能等资源的灵活调节潜力,加强电力需求侧与电力生产和供应侧的协同互动,鼓励以负荷聚合商、虚拟电厂等方式聚合需求侧资源参与需求响应,追踪可再生能源出力,为系统提供调峰调频等辅助服务。在保障系统安全稳定运行的同时,电力需求响应还可通过引导需求侧电力负荷与供给侧新能源出力曲线的趋同,促进可再生能源电力的规模化消纳。

AcrelEMS企业微电网能效管理系统实现企业级微电网的需求管理和负荷管理,结合物联网、大数据技术,可实现企业电网电力监控、能耗统计、负荷预测、照明控制、主要负荷监控、充电桩运营管理、光伏发电监控、储能管理、需求响应等功能,提高企业配电和用电智能化,帮助企业实现用电可靠、安全、节约、有序用电。同时系统可以作为区域电力需求侧平台和电力负荷管理平台的子系统,接受上级平台的需求响应指令,成为电力需求侧管理和电力负荷管理系统建设的基础,安科瑞作为电力需求侧管理服务机构,一直以来为企业提供需求侧管理和负荷管理解决方案。

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 图1 AcrelEMS企业微电网能效管理系统网络结构

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 图2 安科瑞电力需求侧管理服务机构能力评定证书

电力监控

AcrelEMS对企业高低压变配电系统的变压器、断路器、直流屏、母排、无功补偿柜及电缆等配电相关设备的电气参数、运行状态、接点温度进行实时监测和控制,监测企业微电网主要回路的电能质量并进行治理,对故障及时处理并发出告警信息,提高企业供电可靠性。

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 图3 电力监控功能

光伏发电监控

监测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、发电量及收益统计以及光伏发电功率控制。

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图4 光伏发电监控

储能管理

监测储能系统(EMS)、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS)运行模式、控制策略,监测电池电流、温度、SOC/SOH,检测系统绝缘状况,并根据企业峰谷特点和电价波动以及上级平台指令设置储能系统的充放电策略,控制储能系统充放电,实现削峰填谷,降低企业用电成本。

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 图5 储能系统监控

功率预测

系统基于历史负荷数据,结合天气因素、企业生产计划等,预测企业下个周期的功率需求和光伏发电功率曲线,为企业提前安排能源计划、申报需求响应提供数据支持。

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 图6 发电功率预测

能耗分析

采集企业电、水、燃气等能源消耗,进行分类分项能耗统计,计算单位面积或单位产品的能耗数据以及趋势,对标主要用能设备能效进行能效诊断,计算企业碳排放,为企业制定碳达峰、碳中和路线提供数据支持。

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图7 能耗分析功能

照明负荷控制

智能照明控制功能可以根据企业情况实现定时控制、光照感应控制、场景控制、调光控制等,并结合红外传感器、超声波传感器,实现人来灯亮、人走灯灭,并可以根据系统的控制策略实现集中控制,为企业节约照明用电。

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 图8 照明控制功能

充电桩负荷管理

监测企业充电桩的运行状态,提供充电桩收费管理和状态监测功能,并根据企业负荷率变化和需求侧管理平台指令调节充电桩功率,使企业微电网安全平稳运行,响应上级平台的功率需求。

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 图9 充电桩管理

需求管理

根据企业负荷波动数据,再结合上级平台的调度指令,决定以何种方式参与电网需求响应,平台可通过给储能系统下发控制策略,调整充发电时间。平台在需求响应时间段调整可控负荷功率,停止给可中断负荷供电,并且可以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。

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电力需求侧管理相关硬件设备

电力需求和负荷管理需要软件配合各种电力监测和控制设备来实现,具体包括高低压综合保护和监测产品、电能质量监测治理设备、各类智能电表、物联网电表、照明控制传感器、充电桩、接点测温、远程控制设备等,安科瑞可以为企业侧电力需求和负荷管理提供一站式服务。

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电力需求侧管理是基于全社会用电企业的数字化系统,做好电力需求侧管理需要从企业微电网的智能化管理开始。而电力需求侧管理是平衡电力供需的重要手段,是提升社会用能管理水平的基础保障,是实现清洁能源消纳和能源可持续发展的关键路径。在中国现代化能源体系建设过程中,电力需求侧管理将继续发挥重要作用,推动我国能源消费方式和能源供应方式的转型升级,实现经济发展和环境保护的双赢。


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