摘要:建筑園區(qū)作為城市中數(shù)量眾多、功能重要的生產(chǎn)生活空間載體,在建設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量碳排放。建筑園區(qū)在運(yùn)行階段如何通過(guò)技術(shù)路徑實(shí)現(xiàn)零碳化運(yùn)行,聚焦智能微電網(wǎng)技術(shù)在零碳園區(qū)新型電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用。采用了案例分析法,以德國(guó)柏林歐瑞府零碳能源科技園和中國(guó)上海傅雷圖書(shū)館作為國(guó)內(nèi)外案例研究對(duì)象。對(duì)智能微電網(wǎng)技術(shù)在零碳園區(qū)新型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行理論結(jié)合實(shí)踐的介紹,并對(duì)其未來(lái)發(fā)展展開(kāi)展望。其呈現(xiàn)了智能微電網(wǎng)技術(shù)在零碳園區(qū)新型電力系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用情況,以及基于此對(duì)其未來(lái)應(yīng)用前景的展望。
關(guān)鍵詞:零碳園區(qū);新型電力系統(tǒng);智能微電網(wǎng)技術(shù)
1研究背景
1.1中國(guó)“3060碳達(dá)峰碳中和”戰(zhàn)略
為應(yīng)對(duì)氣候變化及其負(fù)面影響,2015年12月12日,第21屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)在巴黎舉行,世界各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人共同達(dá)成了具有歷史意義的《巴黎協(xié)定》,并于2016年11月4日正式生效,是具有法律約束力的國(guó)際條約,它標(biāo)志著一個(gè)向凈零排放世界轉(zhuǎn)變的開(kāi)始。
1.2零碳園區(qū)建設(shè)的必要性
根據(jù)《2022中國(guó)建筑能耗與碳排放研究報(bào)告》顯示,2020年全國(guó)建筑全過(guò)程碳排放總量為50.8億tCO2,占全國(guó)碳排放的比重為50.9%。其中:
●建材生產(chǎn)階段碳排放28.2億tCO2,占全國(guó)碳排放總量的比重為28.2%;
●建筑施工階段碳排放1.0億tCO2,占全國(guó)碳排放總量的比重為1.0%;
●建筑運(yùn)行階段碳排放21.6億tCO2,占全國(guó)碳排放總量的比重為21.7%。
由此可見(jiàn),實(shí)現(xiàn)建筑園區(qū)在運(yùn)行階段的零碳化,對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)“3060碳達(dá)峰碳中和”戰(zhàn)略有著積極的促進(jìn)作用。
2智能微電網(wǎng)技術(shù)
2.1問(wèn)題與挑戰(zhàn)
(1)電氣安全
我國(guó)的建筑園區(qū)已經(jīng)從開(kāi)發(fā)建設(shè)階段轉(zhuǎn)向運(yùn)營(yíng)管理階段,眾多建筑園區(qū)建成時(shí)間已達(dá)十余年甚至更久,面臨著電力系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備老舊、運(yùn)行維保品質(zhì)不佳的局面,不僅存在能源使用效率方面的問(wèn)題,更存在電氣安全方面的隱患。
(2)能碳雙控
眾多建筑園區(qū)存在尚未建立健全能碳雙控管理體系、配備有效能碳雙控管理工具的現(xiàn)象。由于缺乏連續(xù)、準(zhǔn)確、透明的能碳數(shù)據(jù)作為分析、決策的依據(jù),園區(qū)無(wú)法制定切實(shí)可行的節(jié)能減碳解決方案。
(3)用電成本
實(shí)行兩部制電價(jià)的園區(qū),其電價(jià)由基本電價(jià)和電度電價(jià)組成?;倦妰r(jià)分為按固定容量收費(fèi)和按實(shí)際需量收費(fèi)。采用分時(shí)電價(jià)的電度電價(jià)有著不同的尖峰平谷電價(jià)。園區(qū)的用電負(fù)荷如不加以精細(xì)化、科學(xué)化的管理,不僅會(huì)造成電費(fèi)成本過(guò)高,持續(xù)較高的需量也會(huì)造成電力系統(tǒng)的安全隱患。
2.2智能微電網(wǎng)系統(tǒng)
(1)微電網(wǎng)定義
微電網(wǎng)是指由分布式電源、用電負(fù)荷、配電設(shè)施、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配用電系統(tǒng)。微電網(wǎng)分為并網(wǎng)型微電網(wǎng)和獨(dú)立型微電網(wǎng),可實(shí)現(xiàn)自我控制和自治管理。并網(wǎng)型微電網(wǎng)既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行,也可以離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行;獨(dú)立型微電網(wǎng)不與外部電網(wǎng)連接,電力電量自我平衡。文章研究的微電網(wǎng)特指并網(wǎng)型微電網(wǎng)。
(2)智能微電網(wǎng)技術(shù)
智能微電網(wǎng)技術(shù)是指運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字化技術(shù),為零碳園區(qū)新型電力系統(tǒng)搭建一套云邊端三層架構(gòu)的電力能源物聯(lián)網(wǎng)。
①設(shè)備層(端)
通過(guò)部署數(shù)字化傳感器、表計(jì)實(shí)現(xiàn)電力參數(shù)、電量參數(shù)、設(shè)施設(shè)備溫度參數(shù)、斷路器健康狀態(tài)參數(shù)的采集與上傳。
②邊緣控制層(邊)
通過(guò)部署軟硬件一體化的邊緣監(jiān)控設(shè)備,實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)、斷路器遠(yuǎn)分合閘程控制、儲(chǔ)能充放電控制、充電樁功率輸出控制、空調(diào)溫度控制等功能。
③應(yīng)用分析層(云)
a.智慧運(yùn)維功能
結(jié)合電力系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)功能,通過(guò)預(yù)先設(shè)置報(bào)警閾值的方式,將處于非正常運(yùn)行狀態(tài)的站房、系統(tǒng)、設(shè)備的信息推送至運(yùn)維人員的手機(jī)端和電腦端,運(yùn)維人員可提前進(jìn)行保養(yǎng)、檢修、更換等措施,進(jìn)而降低設(shè)備故障和安全事故的隱患、延長(zhǎng)資產(chǎn)使用壽命。
b.能碳管理與電費(fèi)管理功能
為建筑園區(qū)建立統(tǒng)一的可視化、智能化的能耗、碳排放、用電成本數(shù)字化管理系統(tǒng),系統(tǒng)對(duì)各園區(qū)的能源和資源運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與監(jiān)測(cè)。以安全、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的大數(shù)據(jù)管理為底層基礎(chǔ),對(duì)能源與資源的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化呈現(xiàn)和智能化分析,提升能碳管理、電費(fèi)管理質(zhì)量的同時(shí)降低人工成本。在企業(yè)經(jīng)營(yíng)層,可與企業(yè)的OA、ERP、MES系統(tǒng)對(duì)接,提供直接、透明、合規(guī)的數(shù)據(jù)。
c.源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化功能
源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化功能的實(shí)現(xiàn),有助于建設(shè)電網(wǎng)友好型的零碳園區(qū)新型電力系統(tǒng)。可減少大規(guī)模分布式電源接入對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊,并網(wǎng)型微電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的交換功率和時(shí)段具有可控性,通過(guò)對(duì)電源、負(fù)荷和儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)同控制,實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)之間的功率交換。
3項(xiàng)目案例研究
3.1項(xiàng)目概況
歐瑞府零碳能源科技園位于德國(guó)柏林,是全球零碳園區(qū)標(biāo)桿案例。園區(qū)已經(jīng)超前實(shí)現(xiàn)了德國(guó)聯(lián)邦政府制定的2050年氣候保護(hù)目標(biāo)——二氧化碳減排80%。
3.2智能微電網(wǎng)技術(shù)解決方案
基于智能微電網(wǎng)核心技術(shù)的新型電力系統(tǒng)是超前實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的核心解決方案:
園區(qū)內(nèi)的建筑和設(shè)備的建設(shè)以高能效為首要目標(biāo),并通過(guò)智能化的能源管理系統(tǒng)集中控制,首先實(shí)現(xiàn)了園區(qū)的能效提升目標(biāo)。其次,園區(qū)通過(guò)使用可再生能源,如沼氣、光伏和風(fēng)能,以及沼氣熱電聯(lián)供站等設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)供暖、制冷和供電,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了綠色清潔能源替代的目標(biāo)。園區(qū)接入了1.8兆瓦時(shí)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng),由大約能滿足100輛電動(dòng)汽車和公交車充電的智能充電站,以及運(yùn)行電轉(zhuǎn)熱和電轉(zhuǎn)冷設(shè)備共同組成零碳園區(qū)新型電力系統(tǒng),通過(guò)智能微電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了新型電力系統(tǒng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”的功能,達(dá)到了100%使用可再生能源供電的目標(biāo)。
4項(xiàng)目實(shí)踐研究
4.1項(xiàng)目概況
2019年落成開(kāi)館的傅雷圖書(shū)館,位于中國(guó)上海市浦東新區(qū)周浦鎮(zhèn)。園區(qū)主體為一棟四層建筑物,總面積約5401.45㎡。圖書(shū)館全年365天運(yùn)行,用電時(shí)長(zhǎng)遠(yuǎn)高于普通公共機(jī)構(gòu),面臨能效、碳排放強(qiáng)度、用電成本“三高”的挑戰(zhàn)。傅雷圖書(shū)館零碳改造項(xiàng)目的“設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)”均對(duì)標(biāo)國(guó)際權(quán)威的LEED凈零碳認(rèn)證體系,是世界首座LEED凈零碳認(rèn)證圖書(shū)館。
4.2智能微電網(wǎng)技術(shù)解決方案
在改造階段,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)結(jié)合圖書(shū)館的場(chǎng)地與空間條件、運(yùn)營(yíng)管理需求和日常用能特點(diǎn),為項(xiàng)目規(guī)劃了“提高能源使用效率、高比例綠電替代、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化運(yùn)行”的實(shí)施路徑,確保項(xiàng)目落地后的可持續(xù)減碳。
首先,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)為圖書(shū)館設(shè)計(jì)了科學(xué)化、精細(xì)化的能碳管理體系并部署了數(shù)字化能碳管控平臺(tái),通過(guò)“技術(shù)改造+管理優(yōu)化+公眾參與”的方式,提高圖書(shū)館的能源使用效率。針對(duì)主要用能分項(xiàng)之一的照明系統(tǒng),項(xiàng)目部署了輕量化易于安裝的智能控制系統(tǒng)。物業(yè)人員通過(guò)遠(yuǎn)程集中控制的方式,不僅能集中控制所有燈具的開(kāi)關(guān),還能結(jié)合室內(nèi)空間的照度和讀者的人數(shù),通過(guò)預(yù)先設(shè)置的“節(jié)能場(chǎng)景”,關(guān)閉部分燈具的同時(shí)不影響圖書(shū)館的運(yùn)營(yíng),大幅提升了工作效率和節(jié)能減碳的參與度。
針對(duì)主要用能分項(xiàng)之一的空調(diào)系統(tǒng),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)貼心地制作了溫馨提示,告知讀者空調(diào)溫度的設(shè)定有利于圖書(shū)館的節(jié)能減碳,并且邀請(qǐng)讀者共同參與其中,大大減少了讀者自行調(diào)節(jié)溫度的現(xiàn)象。同時(shí),通過(guò)部署智能控制系統(tǒng),在光伏發(fā)電富裕的時(shí)候,聯(lián)動(dòng)溫度控制、消納綠電,并利用建筑進(jìn)行“蓄熱蓄冷”。
計(jì)量系統(tǒng)是摸清建筑“能碳家底”的必要條件。圖書(shū)館不僅按照用能設(shè)備類型增設(shè)了分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng),還針對(duì)運(yùn)營(yíng)時(shí)間或主體有差異的空間,例如:劇場(chǎng)、深夜書(shū)店、新能源汽車充電站,設(shè)置了分區(qū)計(jì)量。實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)采集的科學(xué)化、精細(xì)化。同時(shí),結(jié)合數(shù)字化能碳管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和連續(xù)存儲(chǔ),為圖書(shū)館的可持續(xù)節(jié)能減碳建立了透明、可信的能碳臺(tái)賬。
在提高能源使用效率的基礎(chǔ)上,減碳的重要措施是綠電替代。項(xiàng)目充分利用屋頂及室外停車場(chǎng)空間建設(shè)光伏電站(裝機(jī)量約300kW,年發(fā)電量約30萬(wàn)度,自消納率約88%,約67%的建筑年用電量實(shí)現(xiàn)綠電替代)大幅度降低了建筑運(yùn)行碳排放。項(xiàng)目同時(shí)配置了50kW/100kWh的儲(chǔ)能系統(tǒng),運(yùn)用智能微電網(wǎng)技術(shù),對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)行智能化充放電調(diào)度,優(yōu)先用于提升光伏自消納率,盡可能減少光伏發(fā)電量上網(wǎng)造成對(duì)電網(wǎng)的沖擊。低碳交通也是項(xiàng)目減碳的技術(shù)體系之一,4臺(tái)120kW快充樁、10臺(tái)7kW慢充樁,大大改善了讀者和周邊社區(qū)的充電配套服務(wù)。
隨著光伏、儲(chǔ)能、充電樁等新能源設(shè)備的接入和數(shù)字化升級(jí),傅雷圖書(shū)館的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)蛻變成為用戶側(cè)新型電力系統(tǒng)。通過(guò)引進(jìn)施耐德電氣的智能微電網(wǎng)技術(shù)、結(jié)合項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所在企業(yè)的硬件制造能力,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)為圖書(shū)館搭建了集“物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能技術(shù)”為一體的微電網(wǎng)管控平臺(tái)。云邊端三層架構(gòu)、軟硬件一體化的微電網(wǎng)管控平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)零碳園區(qū)新型電力系統(tǒng)安全可靠、低碳、綠色經(jīng)濟(jì)的核心產(chǎn)品。通過(guò)預(yù)測(cè)未來(lái)24小時(shí)的光伏發(fā)電量和建筑用電量,實(shí)現(xiàn)空調(diào)溫度設(shè)定、充電樁功率調(diào)節(jié)、儲(chǔ)能充放電調(diào)度的全自動(dòng)協(xié)同控制,實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)新型電力系統(tǒng)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化運(yùn)行??沙掷m(xù)優(yōu)化建筑能效和用電成本、提高光伏消納率、降低建筑運(yùn)行碳排放,同時(shí)為虛擬電廠建設(shè)打下用戶側(cè)基礎(chǔ)。
在運(yùn)營(yíng)階段,利用數(shù)字化能碳管理系統(tǒng),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)為圖書(shū)館提供電力系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備運(yùn)維和能碳資產(chǎn)管理服務(wù)。通過(guò)“線下巡檢、維保、搶修”+“線上監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析”相結(jié)合的方式,確保項(xiàng)目的可持續(xù)減碳和迭代更新。經(jīng)過(guò)1年多的運(yùn)營(yíng),傅雷圖書(shū)館2023年用電強(qiáng)度較2021年下降14.46%,2023年碳排放強(qiáng)度較2021年下降36.78%。
傅雷圖書(shū)館零碳改造項(xiàng)目在2023年獲得了聯(lián)合國(guó)工發(fā)組織頒發(fā)的全球零碳城市創(chuàng)新典范獎(jiǎng),是綠色建筑專業(yè)的一個(gè)鉑金級(jí)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目。項(xiàng)目也在今年入選上海市節(jié)能減排持采用高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造和運(yùn)營(yíng)的肯定和鼓勵(lì)。
安科瑞作為專業(yè)的智慧能源管理解決方案提供商,能為零碳園區(qū)建設(shè)提供包括碳計(jì)量電表、分布式光伏、分布式儲(chǔ)能、電動(dòng)車有序充電以及智慧能源管理平臺(tái)等解決方案,為零碳園區(qū)的建設(shè)提供“云-邊-端”一體化解決方案,利用“云邊協(xié)同”智慧策略幫助園區(qū)充分利用好新能源,幫助園區(qū)明確降碳成本效益路線圖。
5.1碳電表
碳電表是一種新型的計(jì)量工具,它的出現(xiàn)是為了幫助我們更好地理解和計(jì)算企業(yè)在電力使用中的碳排放。它的工作原理是根據(jù)實(shí)際電能消耗的計(jì)量數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)計(jì)算并按照使用條件、區(qū)域等因素更新電碳因子,也就是平均每度電所蘊(yùn)含的碳排放量。這個(gè)數(shù)值是實(shí)時(shí)更新的,能夠真實(shí)反映企業(yè)電力使用中的碳排放情況。碳電表的出現(xiàn)對(duì)于企業(yè)有著非常重要的意義,有了這些數(shù)據(jù),企業(yè)就可以追蹤產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的碳排放,根據(jù)碳排放情況優(yōu)化電源結(jié)構(gòu),制定更加綠色低碳的生產(chǎn)模式。
AEM96三相多功能碳電表,集成三相電力參數(shù)測(cè)量、分時(shí)電能計(jì)量及碳排放統(tǒng)計(jì),根據(jù)不同使用工況的電碳折算因子集成碳結(jié)算功能,包含12組碳排放值及對(duì)應(yīng)的碳排放因子,它能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算并給出企業(yè)生產(chǎn)用電帶來(lái)的碳排放量,讓碳排放像電能一樣方便記錄,配合安科瑞碳資產(chǎn)管理平臺(tái),大大簡(jiǎn)化企業(yè)的碳排放統(tǒng)計(jì)工作。

圖1 AEM96三相多功能碳電表
5.2分布式光伏解決方案
分布式光伏是零碳園區(qū)新能源建設(shè)的首選,隨著新型電力系統(tǒng)的發(fā)展以及國(guó)能發(fā)新能規(guī)〔2025〕7號(hào)文、發(fā)改價(jià)格〔2025〕136號(hào)文相繼出臺(tái),分布式光伏建設(shè)越來(lái)越需要面臨并網(wǎng)、運(yùn)行安全和能量管理方面的問(wèn)題,并不是建了就能用,建了便可以有穩(wěn)定收益的。供電部門對(duì)于分布式光伏電站保護(hù)、穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質(zhì)量以及和調(diào)度的通信要求都比較高。

圖2分布式光伏建設(shè)系統(tǒng)圖
分布式光伏建設(shè)相關(guān)二次設(shè)備:




5.3分布式儲(chǔ)能解決方案
儲(chǔ)能系統(tǒng)作為光伏發(fā)電蓄水池和中轉(zhuǎn)站,在消納光伏發(fā)電過(guò)程中起著很重要的作用,在零碳園區(qū)建設(shè)中必不可少。
按照GB/T 36547-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》要求,儲(chǔ)能系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)配置要求:儲(chǔ)能電站并網(wǎng)點(diǎn)配置AM5-IS防孤島保護(hù),非計(jì)劃孤島時(shí)應(yīng)在2s動(dòng)作,將儲(chǔ)能電站與電網(wǎng)斷開(kāi)。
關(guān)于儲(chǔ)能系統(tǒng)計(jì)量點(diǎn)的設(shè)置:如果儲(chǔ)能系統(tǒng)接入園區(qū)內(nèi)部電網(wǎng),計(jì)量點(diǎn)設(shè)置在并網(wǎng)點(diǎn)。
儲(chǔ)能單元應(yīng)具備絕緣監(jiān)測(cè)功能,當(dāng)儲(chǔ)能單元絕緣低時(shí)應(yīng)能發(fā)出報(bào)警和/或跳閘信號(hào)通知儲(chǔ)能變流器及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),如果BMS或者PCS不具備絕緣監(jiān)測(cè)功能可單獨(dú)配置直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置。
通過(guò)10kV接入公用電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)電能質(zhì)量宜滿足GB/T19862要求的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置,當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)不滿足要求時(shí),配置電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量。

圖3儲(chǔ)能系統(tǒng)圖
儲(chǔ)能系統(tǒng)二次設(shè)備選型





5.4有序充電解決方案
以電代油、以電代氣是零碳園區(qū)能源轉(zhuǎn)型中一個(gè)必不可少的過(guò)程,為新能源車補(bǔ)充能源的充換電站也是必配設(shè)施。安科瑞有序充電系統(tǒng)基于預(yù)測(cè)算法,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)變壓器負(fù)荷率、光伏發(fā)電和充電負(fù)荷需求預(yù)測(cè)結(jié)合充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理,提高光伏發(fā)電消納,提升園區(qū)微電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性,降低充電成本。

圖4有序充電系統(tǒng)圖
有序充電系統(tǒng)設(shè)備選型方案


AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)碳資產(chǎn)管理采用權(quán)威碳排放核算因子數(shù)據(jù)庫(kù),符合SO14064-1:2018組織層級(jí)溫室氣體排放和清除的量化和報(bào)告指南要求,為園區(qū)提供包括碳盤查清冊(cè)、碳配額管理、碳排放分析、碳流向、碳盤查報(bào)告、碳交易記錄等等功能,幫助園區(qū)建立碳排放統(tǒng)計(jì)、核算、報(bào)告、核查體系。

圖5碳排放核算符合性評(píng)估聲明
ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器主要采集光伏逆變器、儲(chǔ)能系統(tǒng)、變壓器負(fù)荷等數(shù)據(jù),根據(jù)設(shè)置的新能源使用邏輯來(lái)構(gòu)建本地控制策略以及云端數(shù)據(jù)的交互,控制儲(chǔ)能設(shè)備、分布式能源、可調(diào)負(fù)荷設(shè)備的出力與電力需求,并能根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益模型在滿足調(diào)度的前提下,進(jìn)行光儲(chǔ)置換,響應(yīng)云端策略配置,充分消納利用新能源。ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器具備以下功能特點(diǎn):
數(shù)據(jù)采集:支持串口、以太網(wǎng)等多通道實(shí)時(shí)運(yùn)行,滿足各類風(fēng)電與光伏逆變器、儲(chǔ)能等設(shè)備接入;
通訊管理:支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約,可實(shí)現(xiàn)云邊協(xié)同(結(jié)合安科瑞智慧能源管理云平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)維)、OTA升級(jí)、就地/遠(yuǎn)程切換、本地人機(jī)交互(選配);
邊緣計(jì)算:靈活的報(bào)警閾值設(shè)置、主動(dòng)上傳報(bào)警信息、數(shù)據(jù)合并計(jì)算、邏輯控制、斷點(diǎn)續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由;
策略管理:防逆流、計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無(wú)功控制、光儲(chǔ)協(xié)調(diào)等,并支持策略定制;
系統(tǒng)安全:基于不可信模型設(shè)計(jì)的用戶權(quán)限,防止非法用戶侵入;基于數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)安全驗(yàn)證技術(shù),采用數(shù)據(jù)標(biāo)定與防篡改機(jī)制,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)固證和可追溯;
運(yùn)行安全:采集分析包括電池、溫控及消防在內(nèi)的全站信號(hào)與測(cè)量數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)運(yùn)行安全預(yù)警預(yù)測(cè)。
6 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)-園區(qū)級(jí)微電網(wǎng)能源管理
在零碳或近零碳園區(qū)建設(shè)中,“光伏+儲(chǔ)能+充電”組合必不可少的被應(yīng)用到園區(qū)電網(wǎng)之中。隨著新能源占比增加,園區(qū)的管理必須依靠智慧能源管理平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)碳資產(chǎn)管理、新能源策略控制、有序充電管理、能耗分析、設(shè)備運(yùn)維等等。AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)可以幫助園區(qū)有效的管理能源,其功能包括:

圖6 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)
7零碳園區(qū)建設(shè)是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要途徑
零碳園區(qū)并非單一的減排單元,而是集能源轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、技術(shù)創(chuàng)新、治理改革于一體的系統(tǒng)工程,是實(shí)現(xiàn)“雙碳”(碳達(dá)峰、碳中和)目標(biāo)的關(guān)鍵抓手。其規(guī)劃和建設(shè)需要合理利用工具和能源管理軟件,來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的能源利用。未來(lái),隨著更多零碳園區(qū)的建成,其不僅將成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的“綠色名片”,更將成為中國(guó)參與全球氣候治理的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。
8總結(jié)與展望
8.1重視電力系統(tǒng)的安全可靠性
上海地區(qū)的建筑園區(qū)能源系統(tǒng)以電力能源系統(tǒng)為主。隨著大量分布式光伏和充電樁的接入,以及二次能源電氣化的趨勢(shì),建筑電力系統(tǒng)日趨復(fù)雜,伴隨著氣候日趨頻繁的趨勢(shì),在既有建筑節(jié)能減碳改造過(guò)程中,首先要關(guān)注電力系統(tǒng)的安全可靠。對(duì)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的電力系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備要進(jìn)行檢測(cè)和診斷,對(duì)超出使用壽命、不符合能效指標(biāo)、發(fā)生過(guò)故障的設(shè)施設(shè)備及時(shí)進(jìn)行維保或更換。
8.2重視數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用
既有建筑改造受限于投資回報(bào)率、建筑運(yùn)營(yíng)時(shí)間、建筑場(chǎng)地空間等多種因素。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的成熟與普及,數(shù)字化系統(tǒng)改造相對(duì)于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造、能源系統(tǒng)改造、暖通空調(diào)系統(tǒng)改造而言,更易于部署實(shí)施,且投入成本低、改造時(shí)間短。通過(guò)部署數(shù)字化能碳管理系統(tǒng),可降低能碳管理的人工成本、提高能源系統(tǒng)安全性、提升能碳管理效率和質(zhì)量,同時(shí)為后續(xù)更為復(fù)雜的節(jié)能改造工作提供數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。
8.3重視改造后的運(yùn)營(yíng)管理
隨著城市建設(shè)從大拆大建模式轉(zhuǎn)向精細(xì)化管理模式,既有建筑要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的節(jié)能減碳,運(yùn)營(yíng)管理工作愈發(fā)重要。運(yùn)營(yíng)管理工作主要分為“設(shè)施設(shè)備運(yùn)維、能碳雙控管理和用能成本管理”三部分。首先,無(wú)論是針對(duì)光伏、儲(chǔ)能、充電樁等較為復(fù)雜的新設(shè)備,還是既有的老設(shè)備,高標(biāo)準(zhǔn)、高品質(zhì)的維護(hù)保養(yǎng),不僅是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全可靠的必要條件,也能提升設(shè)備的使用壽命。確保設(shè)備始終處于健康的運(yùn)行狀態(tài),是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)能碳雙控的首要步驟。其次,通過(guò)對(duì)建筑能碳數(shù)據(jù)進(jìn)行定期分析,梳理總結(jié)節(jié)能減碳潛力,并給出經(jīng)濟(jì)適用的技術(shù)或管理解決方案,是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)能碳雙控的關(guān)鍵措施。最后,通過(guò)能碳雙控實(shí)現(xiàn)公共機(jī)構(gòu)用能成本降低,甚至通過(guò)碳資產(chǎn)管理等方式產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益、提升城市綠色低碳競(jìng)爭(zhēng)力,是倡導(dǎo)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的意義所在!
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[4]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版
作者簡(jiǎn)介
葉丹,女,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事與安全用電的研發(fā)與應(yīng)用,手機(jī):19821800313(微信同號(hào)),QQ:2762228183,郵箱2762228183@qq.com。
審核編輯 黃宇
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