安科瑞綜合智慧能源管理係統的應用

簡婷

韦德1946网址  201801

     為(wei) 加快推進國家“雙碳"戰略和新型能源體(ti) 係建設，努力實現負荷精準控製和用戶精細化管理，按照“主導、電網組織、政企協同、用戶實施"的指導原則，多地成立市/縣級電力負荷管理中心，包括浙江寧波、慈溪、遼寧大連、湖南株洲、婁底、湖北宜昌、黃岡(gang) 、山西臨(lin) 汾等地，標誌著各地在能源領域數字化改革邁出了實質性的關(guan) 鍵一步，對加快推進新型能源體(ti) 係建設、實施能源大數據戰略、發展數字經濟、建設智慧城市具有重要意義(yi) 。比如寧波市能源大數據管理中心已接入寧波1萬(wan) 餘(yu) 戶規上企業(ye) 及3079家重點用能企業(ye) 用能數據、698個(ge) 公共建築單位空調負荷數據，上線了公共建築空調負荷管理、產(chan) 業(ye) 園能源管理、綠色工廠能源監測等20餘(yu) 項能源大數據產(chan) 品。

     以上市級電力負荷管理中心建設安科瑞也部分參與(yu) ，本文結合城市新型智慧能源體(ti) 係對能源數字化係統的要求和安科瑞能源數字化技術，為(wei) 能源互聯、交互以及協調優(you) 化，持續推進新型能源體(ti) 係建設提供初步解決(jue) 方案。

1.綜合智慧能源係統概述

     傳(chuan) 統的能源管理係統模式圍繞單一主體(ti) 進行電力等能源的監測已經無法滿足新型能源體(ti) 係需求，而科學、係統性的綜合智慧能源管理采用大數據信息集成模式,既實現了對新能源消納的優(you) 化和能源利用效率的改善,還實現了單一設備節能向智能化、係統化等方向轉變。綜合智慧能源管理係統實現了對能源係統各個(ge) 單元的數據進行采集和監測、預測與(yu) 管理,從(cong) 而為(wei) 高質量利用能源和提供服務打下了良好的基礎，各地建設電力負荷中心的目的也是如此。綜合智慧能源係統根據動態能源價(jia) 格機製，以電網、分布式發電、儲(chu) 能係統、可調負荷、電動汽車充電樁為(wei) 物理基礎,根據不同階段的電力需求進行自動調節,保障電力係統的穩定運行。總體(ti) 上來說,綜合智慧能源管理係統已經成為(wei) 新型能源體(ti) 係建設的重要環節。

2.綜合智慧能源管理係統總體(ti) 架構

     綜合智慧能源管理係統的參與(yu) 方很多，包括電網、能源服務商、大中小微用能企業(ye) 甚至個(ge) 人等，這是一個(ge) 需要多方參與(yu) 的係統，係統必須要有很好的兼容性和易用性。首先,係統的設計需要支持多種工業(ye) 接口的應用,如第三方係統接口、智能感知設備接口以及用能設備等。其次,係統需要支持方便的數據獲取和互動，包括移動端APP、小程序、WEB端等。此外,係統需要接入的智能設備分布廣，數量大，可以根據實際需求和網絡情況,實現有線和無線混合組網模式，能夠實現對各種能源的數據進行采集、分析和優(you) 化控製管理，如圖1所示。

圖1 綜合智慧能源管理係統架構

3.綜合智慧能源管理係統軟件架構

     軟件架構主要包括感知層、數據層、應用層、展現層，如圖2所示。感知層是由現場保護、測量、控製設備和其它子係統組成，通過有線/無線方式傳(chuan) 輸至數據中台；中台負責數據采集、數據處理、存儲(chu) 和交互，並分發給各類應用層；應用層根據用戶需要，從(cong) 能源供應、能源管理、負荷管理、能耗分析預測、能源運維運營等多個(ge) 角度使用數據，並展示給不同的使用者，完成能源管理功能。綜合智慧管理係統可以實現對多種類型的能源介質數據進行實時的采集和監控,並利用數字化技術更加直觀地對能源數據進行展示和調控，使能源得到更高效的利用。

圖2 綜合智慧能源管理係統軟件架構

4.安科瑞綜合智慧能源管理係統的應用

     AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理係統和Acrel-EIOT能源物聯網平台解決(jue) 方案正是基於(yu) 上述理念而設計的綜合智慧能源管理係統。AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理係統是針對行業(ye) 用戶的能源管理平台，包括醫療建築、教育建築、高速公路、電子廠房等，提供基於(yu) 行業(ye) 特點細分的能效管理解決(jue) 方案；而Acrel-EIOT能源物聯網雲(yun) 平台針對地域分散、數量眾(zhong) 多的物聯網設備，提供免調試方案，方便中小微用戶更方便的把設備接入平台並低成本獲取所需數據，比如充電樁運營、分散的能源計量和收費等，對用戶無地域限製、無專(zhuan) 業(ye) 技能要求，目前已經為(wei) 多個(ge) 國家的用戶提供能源數據服務。兩(liang) 套係統基於(yu) 同樣的數據中台，衍生不同的應用為(wei) 不同類型的用戶提供覆蓋“源網荷儲(chu) 充維"一體(ti) 化的能源管理解決(jue) 方案，並根據用戶設置的策略來管理能源的使用和調度。

4.1 基於(yu) 行業(ye) 能效提升的AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理係統應用

     AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理係統提供基於(yu) 行業(ye) 特點細分的能效管理解決(jue) 方案，支持有線/無線方案接入各類智能設備，並提供多種第三方係統接口協議，融合企業(ye) 微電網電力監控、能耗統計、電能質量分析及治理、智能照明控製、主要用能設備監控、充電樁運營管理、分布式光伏監控、儲(chu) 能管理等功能，通過一個(ge) 平台即可全局、整體(ti) 的對企業(ye) 電網進行進行集中監控、統一調度、統一運維，滿足企業(ye) 用電可靠、安全、節約、高效、有序用電要求。平台支持中英文切換，現已應用於(yu) 多個(ge) 行業(ye) 和地區用戶側(ce) 能源管理和電力運維平台，單個(ge) 平台已接入1600多個(ge) 用戶變電所數據，提供能源分析和運維管理功能。

圖3 AcrelEMS能效管理平台應用

電力監控

     對企業(ye) 高低壓變配電係統的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償(chang) 櫃及電纜等配電相關(guan) 設備的電氣參數、運行狀態、接點溫度進行實時監測和控製，監測企業(ye) 微電網主要回路的電能質量並進行治理，對故障及時處理並發出告警信息，提高企業(ye) 供電可靠性。

圖4 電力監控功能

能耗分析

     采集企業(ye) 電、水、燃氣等能源消耗，進行分類分項能耗統計，計算單位麵積或單位產(chan) 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(ye) 碳排放，為(wei) 企業(ye) 製定碳達峰、碳中和路線提供數據支持。

圖5 能耗分析功能

照明控製

     智能照明控製功能可以根據企業(ye) 情況實現定時控製、光照感應控製、場景控製、調光控製等，並結合紅外傳(chuan) 感器、超聲波傳(chuan) 感器，實現人來燈亮、人走燈滅，並可以根據係統的控製策略實現集中控製，為(wei) 企業(ye) 節約照明用電。

圖6照明控製功能

分布式光伏監控

     監測企業(ye) 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製。

圖7 分布式光伏發電監測

儲(chu) 能管理

     監測儲(chu) 能係統、電池管理係統(BMS)和儲(chu) 能變流器(PCS)運行，包括運行模式、功率控製模式，功率、電壓、電流、頻率等預定值信息、儲(chu) 能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據企業(ye) 峰穀特點和電價(jia) 波動以及上級平台指令設置儲(chu) 能係統的充放電策略，控製儲(chu) 能係統充放電，實現削峰填穀，降低企業(ye) 用電成本。  

圖8 儲(chu) 能管理

充電樁運營管理

     監測企業(ye) 充電樁的運行狀態，提供充電樁收費管理和狀態監測功能，並根據企業(ye) 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(ye) 微電網穩定安全運行。

圖9 充電樁管理

4.2 安科瑞綜合智慧能源管理感知設備

     安科瑞針對綜合智慧能源管理係統除了軟件外，還具備現場傳(chuan) 感器、智能網關(guan) 等設備，組成了完整的“雲(yun) -邊-端"數字化體(ti) 係，具體(ti) 包括高低壓配電綜合保護和監測產(chan) 品、電能質量在線監測裝置、電能質量治理、照明控製、新能源充電樁、電氣消防類解決(jue) 方案等，可以為(wei) 企業(ye) 微電網數字化提供一站式服務能力，部分設備見表1。

5 結語

     綜合智慧能源管理係統設計和應用為(wei) 新型能源體(ti) 係的能源數字化管理提供了解決(jue) 方案，為(wei) 係統海量數據連接提供了技術上的支持。AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理係統和Acrel-EIOT能源物聯網平台配合安科瑞感知設備，為(wei) 各行業(ye) 大中小微型用戶提供個(ge) 性化能源管理方案，支持用戶對能源係統的數字化監測和多源自動協同管理，幫助用戶提高能源使用安全和提高能源使用效率，為(wei) 建立穩定安全高效的新型能源體(ti) 係貢獻力量。