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1 綜述
虛擬電廠本質上是運用能源互聯網技術，把數以千計的企業微電網分散的可控負荷、充電樁、分布式光伏、分布式儲能等整合起來，變成具有一定規模、可調節的負荷資源和發電容量，通過這個看不見的“電廠"來配合大電網的需求響應，解決電網峰谷差大、局部電力供應緊張等問題的同時從中獲利，這對電網和用電企業是雙贏的。今年以來，虛擬電廠頻獲政策支持，在行業內掀起發展熱潮，主要原因在于我國電力峰谷差矛盾日益突出，未來在緩解供需矛盾，提高電網穩定性和靈活性上，虛擬電廠可以發揮出關鍵作用。
虛擬電廠在國外已經有比較成熟的運行機制，但是現階段國內虛擬電廠落地的項目很少，且大多為試點項目，如俞慶先生所說一方面是虛擬電廠目前無法持續盈利；另一方面虛擬電廠的基礎設施，也就是數量眾多的企業微電網數字化程度太低，前期需要投入較多的資源先實現企業微電網的數字化。企業微電網側低水平的數字化，已經成為虛擬電廠發展的制約之一。本文主要是想結合文章探討電力用戶負荷側，也就是企業微電網數字化的實現方式及其意義。
2 怎么建立企業微電網數字化
企業的能源管理意識決定了企業電網的數字化水平，接下來會有進一步的政策（比如需求響應、能源雙控、碳排放約束）和價格激勵機制去推動企業建立微電網數字化，為虛擬電廠的推廣和發展做好基礎設施的建設，同時也提高企業的能源管理意識，并通過數字化的能源管理對企業產生價值。那企業怎么建立適用于自身的微電網數字化呢？
企業微電網的數字化系統(EMS)包含安裝于現場的傳感器、智能網關和微電網數字化軟件。傳感器用于監測和控制企業內部的負荷設備和分布式發電設備(系統)，現場傳感器的數據接入邊緣計算智能網關，每個智能網關可以看做是一個區域指揮部，采集所接傳感器數據進行協議轉換后上傳EMS和轉發第三方系統，網關可以根據預設閾值或自動學習來執行邏輯計算，并執行EMS的指令。EMS可以看做是企業微電網的指揮部，根據智能網關上傳的數據生成各類圖表、控制策略和分析結論，并按照設置的權限響應虛擬電廠的調度指令，這樣數量眾多的EMS就構成了虛擬電廠的基礎，系統架構圖如圖1所示。
圖1 企業微電網數字化系統(EMS)網絡架構
AcrelEMS企業微電網數字化系統融合企業負荷側的電力監控、能耗統計、電能質量分析及治理、智能照明控制、主要用能設備監控、充電樁運營管理、分布式光伏監控、儲能管理等功能，用戶通過一個平臺即可全局、整體的對企業微電網進行進行集中監控、統一調度、統一運維，同時滿足企業用電可靠、安全、節約、有序用電要求。
3 微電網數字化系統功能
3.1 電力監控
對企業35kV變電站至0.4kV配電涉及的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償柜及電纜等配電相關設備的電氣參數、運行狀態、接點溫度進行實時監測和控制，監測企業微電網主要回路的電能質量并進行治理，對故障及時處理并發出告警信息，提高企業供電可靠性。
圖2 企業微電網數字化系統(EMS)電力監控
3.2 能耗分析
采集企業電、水、燃氣等能源消耗，進行分類分項能耗統計，計算單位面積或單位產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，計算企業碳排放，為企業制定碳達峰、碳中和路線提供數據支持。
圖3 企業微電網數字化系統(EMS)能耗分析
3.3 照明控制
智能照明控制功能可以根據企業情況實現定時控制、光照感應控制、場景控制、集中控制、調光控制等，并結合紅外傳感器、超聲波傳感器，實現人來燈亮、人走燈滅，為企業節約照明用電。
圖4 企業微電網數字化系統(EMS)照明控制
3.4 分布式光伏監控
監測企業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制。
圖5 企業微電網數字化系統(EMS)光伏發電監測
3.5 儲能管理
監測儲能系統、電池管理系統(BMS)和儲能變流器(PCS)運行，包括運行模式、功率控制模式，功率、電壓、電流、頻率等預定值信息、儲能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據企業峰谷特點和電價波動設置儲能系統的充放電策略，控制儲能系統充放電模式，實現削峰填谷，降低企業用電成本，見圖6。
圖6 儲能管理
3.6 充電樁運營管理
監測企業微電網充電樁的運行狀態，提供充電樁收費管理和狀態監測功能，并根據企業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，使企業微電網穩定安全運行。
圖7 充電樁管理
3.7 需求響應
根據企業負荷波動數據，再結合虛擬電廠的調度指令，決定以何種方式參與電網需求響應，平臺可通過給儲能系統下發控制策略，調整充發電時間。平臺在需求響應時間段調整可控負荷功率，停止給可中斷負荷供電。并且可以根據企業可控負荷數據制定需求響應控制策略，實現一鍵響應。
圖8 企業微電網數字化系統需求響應示意圖
4 微電網數字化系統硬件設備
安科瑞針對企業微電網數字化系統除了軟件外，還具備現場傳感器、智能網關等設備，還包括了高低壓配電綜合保護和監測產品、電能質量在線監測裝置、電能質量治理、照明控制、新能源充電樁、電氣消防類解決方案等，可以為企業微電網數字化提供一站式服務能力。
5 結束語
隨著雙碳政策和電改政策的推進，要提高能源利用效率，解決電網峰谷差大的問題，必然會有越來越多的政策工具走上臺面，包括加大電價浮動、拉大峰谷電價差、能耗雙控等等，在這種情況下僅依賴人工的管理是無法適應政策和電價變化的。而提前建立和適應了能源數字化管理的企業將會更快獲得用電成本的優勢，切實享受電改政策紅利。
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