AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺實現(xiàn)用戶側(cè)智能配電和智能用電管理,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù),可實現(xiàn)企業(yè)微電網(wǎng)中低壓電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計、電能質(zhì)量分析及治理、照明控制、主要負(fù)荷監(jiān)控、充電樁運營管理、光伏發(fā)電監(jiān)控、儲能管理等功能,提高企業(yè)配電和用電智能化,滿足企業(yè)用電可靠、安全、節(jié)約、有序用電要求。
圖1 AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
平臺采用開放的分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),主要由設(shè)備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層組成。
設(shè)備層主要由各種監(jiān)控、計量、保護(hù)、治理以及能量轉(zhuǎn)換設(shè)備和就地子系統(tǒng)組成,包括多功能電力儀表、暖通儀表、綜合保護(hù)裝置、馬達(dá)保護(hù)控制器、無功補償/有源濾波裝置、逆變器、智能照明控制裝置、充電樁、測溫傳感器、電氣消防監(jiān)控設(shè)備、浪涌監(jiān)測設(shè)備等,以及光伏/風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)等子系統(tǒng),為各類設(shè)備或子系統(tǒng)提供多種通信及組網(wǎng)方式,滿足國家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。
傳輸層的數(shù)據(jù)融合終端采用嵌入式系統(tǒng),具有串口、網(wǎng)口、LoRa、光纖等多種數(shù)據(jù)通信接口,同時支持ModBus-RTU、IEC60870-5-103、DLT645-1997/2007、OPC、UA、BACNet、TCP/IP等多種通信協(xié)議,可兼容業(yè)內(nèi)絕大部分智能設(shè)備。數(shù)據(jù)融合終端支持本地存儲,斷點續(xù)傳、失電報警功能,采集數(shù)據(jù)后經(jīng)過壓縮、加密后上傳平臺,保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定、安全、可靠。
平臺數(shù)據(jù)層顯示和存儲實時/歷史數(shù)據(jù)、報警、業(yè)務(wù)、操作日志等數(shù)據(jù),并對外提供數(shù)據(jù)訪問接口供第三方系統(tǒng)使用,具備強大的數(shù)據(jù)接收、處理、展示、存儲和訪問能力。具有權(quán)限的用戶可通過PC、PAD、手機等各類終端設(shè)備訪問數(shù)據(jù)、接收報警信息,并根據(jù)要求對企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行巡檢,平臺整體結(jié)構(gòu)如圖所示。
數(shù)字化展示
通過展示大屏實時顯示市電、光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁以及其它負(fù)荷數(shù)據(jù),快速了解能源運行情況。
優(yōu)化控制
直觀顯示能源生產(chǎn)及流向,包括各種能源的生產(chǎn)及消耗過程,通過優(yōu)化控制提升新能源消納,削峰填谷,平滑系統(tǒng)出力,并顯示優(yōu)化前和優(yōu)化后能源曲線對比等。
智能預(yù)測
結(jié)合氣象數(shù)據(jù),歷史數(shù)據(jù)對光伏、風(fēng)力發(fā)電功率和負(fù)荷功率進(jìn)行預(yù)測,并與實際功率進(jìn)行對比分析,通過儲能系統(tǒng)和負(fù)荷控制實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度,降低需量和用電成本。
能耗分析
采集企業(yè)電、水、天然氣、冷/熱量等各種能源介質(zhì)消耗量,進(jìn)行同環(huán)比比較,顯示能源流向,能耗對標(biāo),并折算標(biāo)煤或碳排放等。
有序充電
系統(tǒng)支持接入交直流充電樁,并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷和變壓器容量,并和變壓器負(fù)荷率進(jìn)行聯(lián)動控制,引導(dǎo)用戶有序充電,保障企業(yè)微電網(wǎng)運行安全。
運維巡檢
系統(tǒng)支持任務(wù)管理、巡檢/缺陷/消警/搶修記錄以及通知工單管理,并通過北斗定位跟蹤運維人員軌跡,實現(xiàn)運維流程閉環(huán)管理。
功能:
AcrelEMS 3.0智慧能源管理平臺對企業(yè)微電網(wǎng)分布式電源、市政電源、儲能系統(tǒng)、充電設(shè)施以及各類交直流負(fù)荷的運行狀態(tài)實時監(jiān)視、智能預(yù)測、動態(tài)調(diào)配,優(yōu)化策略,診斷告警,可調(diào)度源荷有序互動、能源全景分析,滿足企業(yè)微電網(wǎng)能效管理數(shù)字化、安全分析智能化、調(diào)整控制動態(tài)化、全景分析可視化的需求,完成不同策略下光儲充資源之間的靈活互動與經(jīng)濟(jì)運行,為用戶降低能源成本,提高微電網(wǎng)運行效率。
應(yīng)用場所:
工商企業(yè),學(xué)校,醫(yī)院,高速公路等
智能配電應(yīng)用
AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺通過配置微機保護(hù)裝置、智能儀表、電能質(zhì)量監(jiān)測和治理裝置、儲能系統(tǒng)等,實現(xiàn)用戶側(cè)配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控、優(yōu)化控制和自動運行,從而提高配電系統(tǒng)的運行效率、安全性和可靠性。
5.1 電力監(jiān)控
對企業(yè)高低壓變配電系統(tǒng)的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償柜及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、運行狀態(tài)、接點溫度進(jìn)行實時監(jiān)測和控制,監(jiān)測企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進(jìn)行治理,對故障及時處理并發(fā)出告警信息,提高企業(yè)供電可靠性
圖2 電力監(jiān)控功能
光伏發(fā)電監(jiān)控
監(jiān)測企業(yè)分布式光伏電站運行情況,包括逆變器運行數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統(tǒng)計以及光伏發(fā)電功率控制。
圖3 光伏發(fā)電監(jiān)控
儲能管理
監(jiān)測儲能系統(tǒng)(EMS)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲能變流器(PCS)運行模式、控制策略,監(jiān)測電池電流、溫度、SOC/SOH,檢測系統(tǒng)絕緣狀況,并根據(jù)企業(yè)峰谷特點和電價波動以及上級平臺指令設(shè)置儲能系統(tǒng)的充放電策略,控制儲能系統(tǒng)充放電,實現(xiàn)削峰填谷,降低企業(yè)用電成本。
圖4 儲能系統(tǒng)監(jiān)控
電能質(zhì)量監(jiān)測和治理
在新型的電力系統(tǒng)中由于整流、變頻、開關(guān)電源等設(shè)備大量使用,會產(chǎn)生大量的諧波,諧波污染嚴(yán)重可能導(dǎo)致電容器無法正常工作、電纜異常發(fā)熱、損壞電子設(shè)備。通過配置電能質(zhì)量監(jiān)測裝置和電能質(zhì)量治理裝置可以有效濾除配電系統(tǒng)中的諧波,改善電能質(zhì)量,提高功率因數(shù),保障配電系統(tǒng)安全運行。
圖5 電能質(zhì)量監(jiān)測和治理
智能配電設(shè)備選型
要實現(xiàn)配電系統(tǒng)的智能化管理,除了系統(tǒng)外還需要各種監(jiān)測和控制設(shè)備,具體包括高低壓配電綜合保護(hù)和監(jiān)測產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、電能質(zhì)量治理、交直流智能儀表、測溫裝置等等,見表1。
智能用電應(yīng)用
AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺統(tǒng)計企業(yè)的能耗數(shù)據(jù),幫助企業(yè)制定節(jié)能降耗計劃,并通過平臺執(zhí)行優(yōu)化控制來降低企業(yè)碳排放,包括照明控制、空調(diào)控制、電機保護(hù)控制、充電樁運營管理、需求響應(yīng)等等,讓企業(yè)有序、智慧用電。
6.1能耗分析
采集企業(yè)電、水、燃?xì)獾饶茉聪?,進(jìn)行分類分項能耗統(tǒng)計,計算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢,對標(biāo)主要用能設(shè)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(dá)峰、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持。
圖6 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)情況實現(xiàn)定時控制、光照感應(yīng)控制、場景控制、調(diào)光控制等,并結(jié)合紅外傳感器、超聲波傳感器,實現(xiàn)人來燈亮、人走燈滅,并可以根據(jù)系統(tǒng)的控制策略實現(xiàn)集中控制,為企業(yè)節(jié)約照明用電。
圖7 照明控制功能
充電樁運營管理
監(jiān)測企業(yè)充電樁的運行狀態(tài),提供充電樁收費管理和狀態(tài)監(jiān)測功能,并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷率變化調(diào)節(jié)充電樁功率,使企業(yè)微電網(wǎng)安全平穩(wěn)運行。
圖8 充電樁管理
需求管理
根據(jù)企業(yè)負(fù)荷波動數(shù)據(jù),再結(jié)合上級平臺的調(diào)度指令,決定以何種方式參與電網(wǎng)需求響應(yīng),平臺可通過給儲能系統(tǒng)下發(fā)控制策略,調(diào)整充發(fā)電時間。平臺在需求響應(yīng)時間段調(diào)整可控負(fù)荷功率,停止給可中斷負(fù)荷供電,并且可以根據(jù)企業(yè)可控負(fù)荷數(shù)據(jù)制定需求響應(yīng)控制策略,實現(xiàn)一鍵響應(yīng)。
圖9 AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺需求響應(yīng)示意圖
智能用電設(shè)備選型
安科瑞智能用電設(shè)備包括各類智能電表、物聯(lián)網(wǎng)電表、照明控制傳感器、新能源充電樁、電氣消防類解決方案等,可以為企業(yè)智能用電提供一站式服務(wù)能力,設(shè)備選型見表2。