从虚拟电厂在上海的实践探索看企业微电网数字化的意义

为典型的人口聚集、负荷密集区域，上海市具有外来电比例高、本地资源禀赋不足的特点。从发电侧角度来看，近年来上海风、光等新能源发电装机比例逐年提升，传统的火电逐渐成为调节性发电资源；从负荷侧角度来看上海以第三产业为主，夏冬两季负荷峰谷差逐年拉大，峰谷差达48.5%（1312万kW）。与此同时上海商业建筑密集，电动汽车保有量总规模也是第一，可调节负荷资源超过8760MW，其中包括工业负荷1230MW、商业负荷2160MW、电动汽车负荷1000MW等，加之上海的企业微电网数字化程度比较高，所以虚拟电厂在上海有得天独厚的发展条件，上海市也成为批建设虚拟电厂的城市之一，并且目前已取得一定的成效。

(本文部分资料来源于微信公众号：电气思享《虚拟电厂在上海的实践探索》)

作企业微电网的数字化系统(EMS)包含安装于现场的传感器、智能网关和微电网数字化软件。传感器用于监测和控制建筑的负荷设备和分布式发电设备(系统)，现场传感器的数据接入边缘计算智能网关，每个智能网关可以看做是一个区域指挥部，采集所接传感器数据进行协议转换后上传EMS或转发第三方平台，网关可以根据预设阈值或自动学习来执行逻辑计算，并执行EMS的指令。EMS可以看做是企业微电网的指挥部，根据智能网关上传的数据生成各类图表、控制策略和分析结论，并响应虚拟电厂的调度指令，系统架构图如图3所示。

       AcrelEMS企业微电网数字化系统融合企业负荷侧的电力监控、能耗统计、电能质量分析及治理、智能照明控制、主要用能设备监控、充电桩运营管理、分布式光伏监控、储能管理等功能，用户通过一个平台即可全局、整体的对企业微电网进行进行集中监控、统一调度、统一运维，同时满足企业用电可靠、安全、节约、高效、有序用电要求。

5 微电网数字化系统功能5.1 电力监控      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。

5.2 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。

5.3 照明控制      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。

5.4 分布式光伏监控       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。

5.5 储能管理       监测储能系统、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS)运行，包括运行模式、功率控制模式，功率、电压、电流、频率等预定值信息、储能电池充放电电压、电流、SOC、温度，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。

5.6 充电桩运营管理         

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虚拟电厂的调度指令调节充电桩的充电功率，使企业微电网稳定安全运行。

5.7 需求响应      

根据企业负荷波动数据，再结合虚拟电厂的调度指令，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。

4 微电网数字化系统硬件设备       安科瑞针对企业微电网数字化系统除了软件外，还具备现场传感器、智能网关等设备，组成了完整的“云-边-端"数字化体系，具体包括高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、照明控制、新能源充电桩、电气消防类解决方案等，可以为企业微电网数字化提供一站式服务能力，部分设备见表1。

4 结束语       

面向未来，AcrelEMS企业微电网数字化平台将结合行业特点、服务“双碳"目标，积极利用安科瑞“云-边-端"的产品体系和企业微电网数字化技术积累帮助企业改造传统电网，加快推动企业微电网向更加智慧、更加安全、更加友好的能源数字化升级，为促进区域虚拟电厂建设作出持续贡献。同时安科瑞已经建设的数以千计的企业微电网数字化系统可能也将根据企业意愿成为汇聚成虚拟电厂的涓涓细流。