作(zuò)為典(diǎn)型的人(rén)口(kǒu)聚集，負(fù)荷密集區域，上海(hǎi)市(shì)具(jù)有外來電(diàn)比(bǐ)例(lì)高(gāo)，本地資源(yuán)稟賦(fù)不足的特點。從發(fā)電(diàn)側角(jiǎo)度(dù)來看，近年(nián)來上海風，光等新(xīn)能(néng)源(yuán)發電裝(zhuāng)機比例逐(zhú)年(nián)提升(shēng)，傳統的(dí)火電逐(zhú)漸成(chéng)為調(tiáo)節(jié)性(xìng)發電資(zī)源；從負荷(hé)側(cè)角度(dù)來看(kàn)上海以(yǐ)第(dì)三產業(yè)為主，夏冬兩季(jì)負荷峰(fēng)穀(gǔ)差逐(zhú)年(nián)拉大(dà)，最(zuì)大(dà)峰(fēng)穀(gǔ)差(chà)達48.5%（1312萬kW）。與此(cǐ)同時(shí)上(shàng)海(hǎi)商(shāng)業建築密集(jí)，電(diàn)動汽車保(bǎo)有量總規(guī)模，可調(tiáo)節負荷資(zī)源(yuán)超(chāo)過(guò)8760MW，其(qí)中包括(kuò)工業負(fù)荷(hé)1230MW，商業(yè)負(fù)荷2160MW，電(diàn)動汽車負荷1000MW等，加(jiā)之(zhī)上海(hǎi)的企(qǐ)業微(wēi)電網數(shù)字(zì)化程度比較高，所(suǒ)以虛(xū)擬電廠在(zài)上(shàng)海(hǎi)有得天獨(dú)厚的發展條件，上海市也成為建設(shè)虛(xū)擬(nǐ)電廠(chǎng)的(dí)城(chéng)市之一，並且(qiě)目(mù)前已取得一(yī)定的(dí)成(chéng)效(xiào)。

(本文部分資料來源於(yú)微信公眾號：電(diàn)氣(qì)思(sī)享《虛擬電(diàn)廠在(zài)上海的實(shí)踐探索》)

1上海(hǎi)黃浦(pǔ)區商業建築虛擬(nǐ)電(diàn)廠示(shì)範項目(mù)

2020年上海市公共建(jiàn)築能(néng)耗分析報(bào)告(gào)中(zhōng)指出，在(zài)上海市(shì)建(jiàn)築(zhù)的分項用電數(shù)據(jù)中(zhōng)，空調(tiáo)設(shè)備與(yǔ)照明(míng)類電(diàn)器設備在(zài)用電總量占據(jù)份額超過整(zhěng)體的(dí)70%。在以(yǐ)空調負荷(hé)，照明負(fù)荷為(wéi)主(zhǔ)的負荷體(tǐ)係(xì)下，商業(yè)建(jiàn)築(zhù)中的(dí)負荷(hé)具有靈活可調(tiáo)的性能，能夠在電(diàn)力市(shì)場中發揮巨大(dà)的調峰作(zuò)用和(hé)經濟價(jià)值。

黃浦區作為上(shàng)海市商業建築的(dí)密集(jí)聚(jù)集區(qū)，擁有超過200幢(chuáng)大(dà)型商(shāng)業建築，並(bìng)且很(hěn)重要的一點是(shì)在原(yuán)有(yǒu)建(jiàn)築中配備能耗監測裝置(zhì)，有(yǒu)完備的(dí)數字化(huà)基礎條件(jiàn)實施需求響(xiǎng)應項目。目前(qián)黃浦區內(nèi)約50%的商業建築(zhù)接(jiē)入了虛(xū)擬(nǐ)電廠(chǎng)平台。根據用戶參與情況，對優(yōu)質(zhì)資(zī)源開展(zhǎn)自(zì)動(dòng)需(xū)求改造，采用自(zì)動需求響應技(jì)術(shù)實(shí)現對用(yòng)戶側(cè)設(shè)備的(dí)調(tiáo)控(kòng)。截(jié)止(zhǐ)2021年，上海(hǎi)市黃(huáng)浦區(qū)智(zhì)慧虛(xū)擬電廠平台已納入(rù)黃浦(pǔ)區(qū)商(shāng)業樓宇130幢，注冊響應資源(yuán)約(yuē)60MW商業建(jiàn)築(zhù)需求響(xiǎng)應資源(yuán)，包含(hán)了冷水機(jī)組(zǔ)，風冷(lěng)熱泵，電熱鍋(guō)爐(lú)，動(dòng)力照明(míng)，充(chōng)電樁等大量可(kě)控用電設備(bèi)。黃浦(pǔ)區虛(xū)擬電(diàn)廠(chǎng)實現了在(zài)不(bù)降低(dī)用(yòng)戶用(yòng)能(néng)體(tǐ)驗(yàn)的(dí)前提下(xià)，針(zhēn)對(duì)用戶的一樓一策個(gè)性化定製(zhì)。

2 上(shàng)海(hǎi)嘉定區(qū)泛在電(diàn)力物聯網(wǎng)智(zhì)慧(huì)充(chōng)放(fàng)電(diàn)示範試(shì)點項(xiàng)目

嘉(jiā)定是(shì)上海汽車(chē)產業(yè)聚(jù)集地(dì)，嘉定供電公司(sī)與國網(wǎng)電動汽車(chē)服務(wù)有限(xiàn)公司合作(zuò)開展(zhǎn)泛在電力物聯網智(zhì)慧充放電(diàn)示範試點項目，應(yīng)用V2G技(jì)術和有(yǒu)序充(chōng)電(diàn)技(jì)術(shù)，統籌(chóu)協(xié)調電(diàn)動汽車與電(diàn)網電力電(diàn)量平(píng)衡，有(yǒu)效地提(tí)高電動汽(qì)車(chē)與電網協(xié)調運(yùn)行(háng)的(dí)有序(xù)性(xìng)，可靠性，經(jīng)濟性，實現電(diàn)動(dòng)汽(qì)車，儲(chǔ)能，分布式電(diàn)源(yuán)，微(wēi)電網(wǎng)等新型用能設備的即(jí)插即(jí)用，數據感知，采(cǎi)集和控製(zhì)，統一協調(tiáo)，有序運(yùn)行(háng)。智慧有(yǒu)序(xù)充(chōng)電建(jiàn)設通(tōng)過對用戶充電(diàn)行(háng)為，用能行(háng)為的靈活引導與主(zhǔ)動(dòng)調(tiáo)控，降低配變峰(fēng)值(zhí)負荷超(chāo)過30%，將(jiāng)80%充電量優化調整到了配變(biàn)負(fù)荷(hé)低穀時段(duàn)，使(shǐ)配變(biàn)接納(nà)充電(diàn)樁能力提(tí)高(gāo)4倍，顯(xiǎn)著提升(shēng)配電網(wǎng)資源(yuán)利(lì)用(yòng)率，實(shí)現削峰填(tián)穀。

3 企(qǐ)業微電(diàn)網數(shù)字化(huà)是(shì)虛擬(nǐ)電(diàn)廠的基(jī)礎建設

從黃浦(pǔ)區(qū)的(dí)商(shāng)業建(jiàn)築虛(xū)擬電(diàn)廠(chǎng)示(shì)範試(shì)點(diǎn)項(xiàng)目(mù)和嘉定區泛在電(diàn)力物聯(lián)網智慧(huì)充放電示範試(shì)點項目(mù)來看(kàn)，虛擬電(diàn)廠(chǎng)的建設對電網調(tiáo)峰(fēng)填穀，高效(xiào)利用新(xīn)能(néng)源的提(tí)升作用是巨(jù)大(dà)的，帶來的經(jīng)濟效益也(yě)非常(cháng)明(míng)顯。

上海(hǎi)之所以成(chéng)為建設(shè)虛擬電(diàn)廠的城(chéng)市(shì)之一，並且(qiě)能快(kuài)速取得成效的主(zhǔ)要原(yuán)因有以(yǐ)下(xià)幾點：一是上海是商(shāng)業非常發(fā)達(dá)的(dí)大都(dū)市(shì)，同(tóng)時也(yě)是電動汽車存(cún)量最(zuì)高(gāo)的城市，用戶(hù)負荷中空調(tiáo)，照明(míng)和充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)所(suǒ)占(zhān)比例比(bǐ)較(jiào)大(dà)，季節(jié)因素容易(yì)導(dǎo)致峰穀差(chà)大，需要(yào)有一(yī)定(dìng)的調(tiáo)峰填穀手(shǒu)段來(lái)促進(jìn)充分(fēn)消納新(xīn)能(néng)源(yuán)，維持電(diàn)網穩(wěn)定運(yùn)行；二是以(yǐ)空(kōng)調，照明和(hé)充電樁(zhuāng)為主的商(shāng)業負(fù)荷(hé)具有(yǒu)靈(líng)活可(kě)調(tiáo)的(dí)特(tè)點，大規模(mó)的可控(kòng)負(fù)荷聚合是(shì)虛擬電(diàn)廠的必要(yào)條件(jiàn)；三(sān)是(shì)上海(hǎi)的(dí)商(shāng)業(yè)建(jiàn)築(zhù)基本都(dū)配備(bèi)能(néng)耗(hào)監測裝置(zhì)和能源管(guǎn)理係統，已經實(shí)現了(liǎo)建築(zhù)能源的數字化(huà)管(guǎn)理，有完(wán)備的(dí)數字化基(jī)礎(chǔ)建設(shè)實(shí)施虛(xū)擬電廠(chǎng)的需求(qiú)響(xiǎng)應，這樣(yàng)便能(néng)以較(jiào)快的速(sù)度和較少(shǎo)的(dí)成本實(shí)現(xiàn)虛擬(nǐ)電(diàn)廠的搭建和(hé)運行，不存(cún)在(zài)很多地區(qū)企業(yè)微電網數字(zì)化水平(píng)低的瓶頸製約(yuē)。

4 怎(zěn)麼建立(lì)企(qǐ)業微電網數(shù)字(zì)化

安科(kē)瑞在上海參與(yǔ)了眾多的(dí)企(qǐ)業微電網數字化建(jiàn)設項(xiàng)目，比(bǐ)如(rú)上(shàng)海某(mǒu)區(qū)191棟商(shāng)業辦公(gōng)建築的(dí)能(néng)耗(hào)數(shù)字化管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)(見(jiàn)圖1)，嘉(jiā)定區140多(duō)所學(xué)校(xiào)的(dí)配(pèi)電數字(zì)化(huà)運(yùn)維係統(tǒng)(見(jiàn)圖(tú)2)，張(zhāng)江園區31棟建築的(dí)用(yòng)電管理係(xì)統等，數量(liáng)眾多的(dí)微電(diàn)網(wǎng)數(shù)字化(huà)係(xì)統(tǒng)匯聚(jù)成了上海虛擬(nǐ)電廠(chǎng)建設的(dí)基礎(chǔ)。

圖(tú)1 191棟(dòng)商業辦公(gōng)建築(zhù)能耗數字(zì)化管理(lǐ)係(xì)統

圖2 嘉(jiā)定(dìng)區(qū)140所(suǒ)學校配電(diàn)數(shù)字化運維係統(tǒng)

企(qǐ)業微電網的數(shù)字(zì)化係統(tǒng)(EMS)包(bāo)含安裝於現場(cháng)的傳感器，智(zhì)能(néng)網(wǎng)關和微(wēi)電網數(shù)字(zì)化軟件。傳感(gǎn)器(qì)用(yòng)於(yú)監測和(hé)控(kòng)製建築的負荷設備和分布(bù)式(shì)發(fā)電設備(係(xì)統)，現場傳感器的數據(jù)接(jiē)入(rù)邊緣計算(suàn)智能網(wǎng)關，每個智能網關可(kě)以看做(zuò)是(shì)一個區(qū)域(yù)指揮(huī)部(bù)，采(cǎi)集所接傳(chuán)感(gǎn)器數據(jù)進行協議轉(zhuǎn)換(huàn)後上(shàng)傳EMS或轉發第三(sān)方(fāng)平台(tái)，網關可以根據(jù)預(yù)設(shè)閾值或自動學習來(lái)執行(háng)邏輯計算，並執行EMS的(dí)指令(líng)。EMS可以看做(zuò)是企業微電(diàn)網(wǎng)的指揮(huī)部(bù)，根據(jù)智能網關(guān)上(shàng)傳的數據生(shēng)成各(gè)類(lèi)圖表(biǎo)，控(kòng)製策(cè)略(lüè)和分(fēn)析結論(lùn)，並響(xiǎng)應(yīng)虛(xū)擬(nǐ)電廠的調度指(zhǐ)令(líng)，係(xì)統架(jià)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 企業(yè)微(wēi)電網數(shù)字化(huà)係(xì)統(tǒng)(EMS)網絡架構

AcrelEMS企業(yè)微(wēi)電網(wǎng)數字化係統(tǒng)融合企業負(fù)荷側的電(diàn)力監控(kòng)，能(néng)耗(hào)統(tǒng)計(jì)，電(diàn)能質量分析(xī)及(jí)治理，智(zhì)能照明(míng)控(kòng)製(zhì)，主要用能(néng)設(shè)備(bèi)監(jiān)控(kòng)，充電樁運營管理，分布式(shì)光(guāng)伏監(jiān)控，儲(chǔ)能管(guǎn)理(lǐ)等功能，用(yòng)戶通(tōng)過(guò)一個(gè)平台即可(kě)全局，整(zhěng)體(tǐ)的對企業微電網進(jìn)行(háng)進(jìn)行(háng)集中監控，統(tǒng)一調(tiáo)度，統一(yī)運維(wéi)，同(tóng)時(shí)滿(mǎn)足(zú)企(qǐ)業(yè)用電可(kě)靠，安全，節約(yuē)，高(gāo)效，有(yǒu)序用(yòng)電(diàn)要(yào)求。

5 微(wēi)電網數(shù)字(zì)化(huà)係(xì)統功能

5.1 電力監控

對(duì)企(qǐ)業(yè)高低壓(yā)變(biàn)配(pèi)電係統的變壓器，斷路器(qì)，直(zhí)流屏，母(mǔ)排，無(wú)功補償(cháng)櫃(guì)及(jí)電纜(lǎn)等配(pèi)電相(xiāng)關設備(bèi)的電氣(qì)參(cān)數，運(yùn)行狀態，接(jiē)點溫(wēn)度進(jìn)行(háng)實(shí)時監測(cè)和控製，監測(cè)企業微(wēi)電(diàn)網主(zhǔ)要(yào)回路的電能質量並進行治理，對故障(zhàng)及(jí)時處(chǔ)理並發出告警信(xìn)息，提高(gāo)企(qǐ)業供電可靠性。

圖(tú)4 電力監(jiān)控(kòng)功能

5.2 能耗分(fēn)析

采集(jí)企業電(diàn)，水，燃氣等(děng)能(néng)源消耗(hào)，進行(háng)分類分項(xiàng)能(néng)耗統計，計算單位麵積或單位產(chǎn)品(pǐn)的(dí)能耗(hào)數據以及趨(qū)勢(shì)，對標主要用(yòng)能設備能效進(jìn)行能(néng)效診(zhěn)斷，計算(suàn)企業碳(tàn)排放，為企業(yè)製(zhì)定碳(tàn)達峰，碳(tàn)中(zhōng)和(hé)路綫(xiàn)提供數據支(zhī)持(chí)。

圖(tú)5 能(néng)耗分(fēn)析功能

5.3 照明控製

智能照明控製功(gōng)能可以根據(jù)企業情(qíng)況(kuàng)實現(xiàn)定時(shí)控(kòng)製，光照感應控(kòng)製，場景(jǐng)控製，調光(guāng)控(kòng)製等，並(bìng)結(jié)合紅外傳感(gǎn)器，超聲(shēng)波傳感器(qì)，實現(xiàn)人來(lái)燈亮，人(rén)走(zǒu)燈(dēng)滅(miè)，並可(kě)以根據(jù)係統的(dí)控(kòng)製策(cè)略實現集中控製，為企業(yè)節約(yuē)照明(míng)用(yòng)電。

圖(tú)6 照明(míng)控(kòng)製功能

5.4 分(fēn)布(bù)式光(guāng)伏監(jiān)控

監測企業分(fēn)布式光(guāng)伏電站運行情(qíng)況，包(bāo)括(kuò)逆變器運行數據，光伏發電效(xiào)率分(fēn)析，發電量及收益(yì)統(tǒng)計以及光伏發(fā)電功(gōng)率(shuài)控(kòng)製。

圖(tú)7 分布(bù)式(shì)光伏發電監測

5.5 儲能(néng)管(guǎn)理

監測儲能係統(tǒng)，電池(chí)管理係統(BMS)和(hé)儲(chǔ)能(néng)變流器(qì)(PCS)運行(háng)，包(bāo)括運(yùn)行模式，功(gōng)率(shuài)控(kòng)製模(mó)式，功(gōng)率，電壓(yā)，電(diàn)流(liú)，頻率等預(yù)定(dìng)值信(xìn)息，儲能電(diàn)池(chí)充放電(diàn)電(diàn)壓，電流，SOC，溫度，根據(jù)企業(yè)峰穀(gǔ)特點和電(diàn)價波動以及上級平台(tái)指令設置儲能(néng)係統的(dí)充放電策略，控(kòng)製儲能係(xì)統(tǒng)充(chōng)放(fàng)電，實(shí)現(xiàn)削峰填穀，降低企業用電成本。

圖(tú)8 儲(chǔ)能(néng)管(guǎn)理

5.6 充電樁運營管理

監測企(qǐ)業(yè)充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)的(dí)運行(háng)狀(zhuàng)態(tài)，提供(gōng)充(chōng)電(diàn)樁收費管理(lǐ)和狀(zhuàng)態監測功能(néng)，並根(gēn)據(jù)企業負荷(hé)率變(biàn)化(huà)和(hé)虛擬電(diàn)廠(chǎng)的(dí)調度指(zhǐ)令(líng)調(tiáo)節(jié)充電樁的(dí)充(chōng)電(diàn)功(gōng)率，使企業微電(diàn)網穩定(dìng)安全運行(háng)。

圖(tú)9 充電樁管(guǎn)理(lǐ)

5.7 需(xū)求(qiú)響(xiǎng)應

根(gēn)據企業負荷波動(dòng)數據(jù)，再(zài)結(jié)合虛擬電廠(chǎng)的調度(dù)指(zhǐ)令，決(jué)定(dìng)以(yǐ)何(hé)種(zhǒng)方(fāng)式參與電(diàn)網(wǎng)需(xū)求響(xiǎng)應，平(píng)台可(kě)通(tōng)過(guò)給(gěi)儲(chǔ)能(néng)係(xì)統下發控製策略(lüè)，調整(zhěng)充發電(diàn)時間。平(píng)台(tái)在(zài)需求響應時間段(duàn)調整可(kě)控負荷功率(shuài)，停止(zhǐ)給可(kě)中斷(duàn)負荷供電，並(bìng)且(qiě)可以根據企(qǐ)業可控(kòng)負荷數據製(zhì)定需求(qiú)響應(yīng)控製(zhì)策略，實現一(yī)鍵響應(yīng)。

圖10 企(qǐ)業(yè)微電網數字化係(xì)統需求響應(yīng)示意(yì)圖(tú)

4 微(wēi)電網數(shù)字化(huà)係統硬件設備

安科瑞針對(duì)企(qǐ)業微(wēi)電(diàn)網(wǎng)數字化係統除(chú)了(liǎo)軟(ruǎn)件外，還具備現場(cháng)傳感器，智能(néng)網關(guān)等(děng)設(shè)備(bèi)，組(zǔ)成了完(wán)整(zhěng)的(dí)“雲-邊-端(duān)"數(shù)字(zì)化(huà)體係(xì)，具(jù)體包括(kuò)高低(dī)壓配電綜合保(bǎo)護(hù)和監測產(chǎn)品(pǐn)，電能質量(liáng)在(zài)綫監(jiān)測裝(zhuāng)置，電(diàn)能質(zhì)量治理(lǐ)，照明控製(zhì)，新(xīn)能源充電(diàn)樁(zhuāng)，電(diàn)氣消(xiāo)防類解(jiě)決方案(àn)等(děng)，可以為企(qǐ)業微(wēi)電網數(shù)字化提供(gōng)一站式(shì)服(fú)務能(néng)力，部(bù)分(fēn)設(shè)備(bèi)見表1。

表(biǎo)1 企(qǐ)業微電網(wǎng)數(shù)字化(huà)建設部(bù)分硬件(jiàn)設(shè)備(bèi)

4 結束語(yǔ)

麵向未(wèi)來(lái)，AcrelEMS企(qǐ)業微電(diàn)網數字化(huà)平台(tái)將(jiāng)結(jié)合行(háng)業(yè)特點，服務“雙碳"目標，積(jī)極利用(yòng)安科瑞“雲-邊-端(duān)"的產品(pǐn)體係和企業微(wēi)電網數字化技(jì)術積累(léi)幫(bāng)助(zhù)企業(yè)改造傳(chuán)統(tǒng)電(diàn)網，加(jiā)快推(tuī)動企業微(wēi)電網(wǎng)向更加(jiā)智(zhì)慧，更加(jiā)安(ān)全(quán)，更加友(yǒu)好的能(néng)源(yuán)數字(zì)化(huà)升(shēng)級，為(wéi)促進區(qū)域(yù)虛擬電(diàn)廠(chǎng)建設(shè)作出持續(xù)貢(gòng)獻(xiàn)。同(tóng)時(shí)安科瑞已經建設的(dí)數以(yǐ)千計(jì)的企(qǐ)業(yè)微(wēi)電(diàn)網數字(zì)化(huà)係統(tǒng)可能也將根據(jù)企(qǐ)業意願成為匯(huì)聚(jù)成(chéng)虛擬電廠的涓涓細(xì)流(liú)。