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當(dāng)前位置:江蘇安科瑞電器制造有限公司>>技術(shù)文章>>用戶側(cè)智能配電與智能用電系統(tǒng)的應(yīng)用及未來
安科瑞 鮑靜君
摘要:隨著科技的發(fā)展,,電力系統(tǒng)正逐步向智能化,、數(shù)字化,、互聯(lián)網(wǎng)化邁進(jìn)。智能配電與智能用電是電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向,,將為傳統(tǒng)電力系統(tǒng)帶來革命性的變革,。本文將對智能配電和智能用電的概念,、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)介紹,。
一,、智能配電概述
1.1概念:智能配電是在現(xiàn)有配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,通過引入*信息通信技術(shù)(ICT),、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù),,實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、優(yōu)化控制和自動(dòng)運(yùn)行,,從而提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率,、安全性和可靠性。
1.2特點(diǎn):智能配電具有以下特點(diǎn):(1)自動(dòng)化程度高,;(2)系統(tǒng)安全性強(qiáng),;(3)系統(tǒng)可靠性高;(4)數(shù)據(jù)傳輸及處理能力強(qiáng),;(5)支持分布式能源接入,。
1.3關(guān)鍵技術(shù):智能配電的關(guān)鍵技術(shù)包括:(1)*信息通信技術(shù),;(2)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),;(3)大數(shù)據(jù)技術(shù);(4)分布式控制系統(tǒng)技術(shù),;(5)智能電網(wǎng)技術(shù),。
二、智能用電概述
2.1概念:智能用電是指在用戶側(cè)通過智能終端,、自動(dòng)化系統(tǒng)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)用電信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測,、分析和調(diào)度,提高用電效率,、節(jié)能減排,,從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),。
2.2特點(diǎn):智能用電具有以下特點(diǎn):(1)實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)度,;(2)用電效率高;(3)節(jié)能減排,;(4)用戶參與度高,;(5)支持新能源消納和儲(chǔ)能技術(shù)。
2.3關(guān)鍵技術(shù):智能用電的關(guān)鍵技術(shù)包括:(1)智能終端技術(shù),;(2)自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù),;(3)能源管理系統(tǒng)技術(shù);(4)需求響應(yīng)技術(shù),;(5)電力電子技術(shù),。
三,、智能配電與智能用電的應(yīng)用
3.1電力市場:智能配電與智能用電技術(shù)的應(yīng)用有助于形成新型電力市場,實(shí)現(xiàn)電力市場的公平競爭,,提高電力市場的運(yùn)行效率,。
3.2可再生能源接入:通過智能配電與智能用電技術(shù),可再生能源(如太陽能,、風(fēng)能等)可以接入電網(wǎng),,提高電力系統(tǒng)的清潔能源比例,降低對環(huán)境的影響,。
3.3微電網(wǎng)與分布式能源:智能配電與智能用電技術(shù)為微電網(wǎng)和分布式能源的發(fā)展提供了技術(shù)支持,,可以提高其接入和運(yùn)行效率,促進(jìn)能源的局部消納,,降低能源傳輸損失,。
3.4需求側(cè)管理:通過智能用電技術(shù),用戶可以實(shí)現(xiàn)用電需求的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度,,優(yōu)化用電結(jié)構(gòu),,降低用電成本,提高用電效率,。
3.5智能家居與建筑:智能用電技術(shù)在智能家居與建筑領(lǐng)域的應(yīng)用,,可以實(shí)現(xiàn)對家庭和建筑物的用電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、定時(shí)控制,、智能調(diào)度等功能,,提高生活品質(zhì)和節(jié)能減排。
3.6電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施:智能配電與智能用電技術(shù)在電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮重要作用,,可以實(shí)現(xiàn)充電樁的智能調(diào)度,、優(yōu)化充電策略,提高充電效率,,減少電網(wǎng)負(fù)荷,。
注:以上文章引自科技領(lǐng)域創(chuàng)作者:科普肖智慧 《電力系統(tǒng)的智能配電與智能用電:電力產(chǎn)業(yè)的未來》。
1 智能配電與智能用電的意義
電網(wǎng)的發(fā),、輸,、配電智能化程度比較高,國網(wǎng)和南網(wǎng)每年在自動(dòng)化,、信息化領(lǐng)域百億級別的投資,,大幅度提升了電網(wǎng)智能化水平。相對來說,,用戶側(cè)的配電和用電智能化水平就比較低了,。傳統(tǒng)電網(wǎng)用戶側(cè)只是電力的消耗者,智能化程度對電網(wǎng)影響不大,,但是隨著雙碳政策的落實(shí)和新能源的高速發(fā)展,,新型電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電的占比越來越大,,用戶側(cè)不光是消耗能源,越來越多的用戶也參與新能源發(fā)電,,用戶側(cè)和電網(wǎng)的互動(dòng)越來越頻繁和深入,。新能源是不穩(wěn)定的能源,用戶側(cè)需要配置儲(chǔ)能或者配合電網(wǎng)需求響應(yīng)來促進(jìn)新能源的消納,,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,。這種情況下用戶側(cè)的智能配電和智能用電建設(shè)就顯得尤為重要,這也將是新型電力系統(tǒng)發(fā)展的重要方向,。
AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺實(shí)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(shí)現(xiàn)企業(yè)微電網(wǎng)中低壓電力監(jiān)控,、能耗統(tǒng)計(jì)、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(yùn)營管理,、光伏發(fā)電監(jiān)控,、儲(chǔ)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)
2 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(jī)保護(hù)裝置,、智能儀表,、電能質(zhì)量監(jiān)測和治理裝置、儲(chǔ)能系統(tǒng)等,,實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,、優(yōu)化控制和自動(dòng)運(yùn)行,從而提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率,、安全性和可靠性,。
2.1 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(bǔ)償柜及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù),、運(yùn)行狀態(tài),、接點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)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
2.2光伏發(fā)電監(jiān)控
監(jiān)測企業(yè)分布式光伏電站運(yùn)行情況,,包括逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù),、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統(tǒng)計(jì)以及光伏發(fā)電功率控制,。
圖3 光伏發(fā)電監(jiān)控
2.3儲(chǔ)能管理
監(jiān)測儲(chǔ)能系統(tǒng)(EMS),、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲(chǔ)能變流器(PCS)運(yùn)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(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)以及上級平臺指令設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略,控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電,,實(shí)現(xiàn)削峰填谷,,降低企業(yè)用電成本。
圖4 儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控
2.4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(huì)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(yùn)行,。
圖5 電能質(zhì)量監(jiān)測和治理
2.5智能配電設(shè)備選型
要實(shí)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。
表1 企業(yè)智能配電部分硬件設(shè)備
3 智能用電應(yīng)用
AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺統(tǒng)計(jì)企業(yè)的能耗數(shù)據(jù),,幫助企業(yè)制定節(jié)能降耗計(jì)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(jī)保護(hù)控制、充電樁運(yùn)營管理,、需求響應(yīng)等等,,讓企業(yè)有序、智慧用電,。
3.1 能耗分析
采集企業(yè)電,、水、燃?xì)獾饶茉聪?,進(jìn)行分類分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì),,計(jì)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(jì)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
3.2 照明控制
智能照明控制功能可以根據(jù)企業(yè)情況實(shí)現(xiàn)定時(shí)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(shí)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(shí)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
3.3 充電樁運(yùn)營管理
監(jiān)測企業(yè)充電樁的運(yùn)行狀態(tài),,提供充電樁收費(fèi)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(yùn)行,。
圖8 充電樁管理
3.4 需求管理
根據(jù)企業(yè)負(fù)荷波動(dòng)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(chǔ)能系統(tǒng)下發(fā)控制策略,,調(diào)整充發(fā)電時(shí)間。平臺在需求響應(yīng)時(shí)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(shí)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
3.5 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,。
表2 企業(yè)智能用電部分硬件設(shè)備
4 結(jié)束語
智能配電與智能用電是電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向,,其核心在于通過*信息通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù),,實(shí)現(xiàn)企業(yè)供配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,、優(yōu)化控制和自動(dòng)運(yùn)行。智能配電與智能用電的發(fā)展將帶來電力市場,、可再生能源接入,、微電網(wǎng)與分布式能源、需求側(cè)管理,、智能家居與建筑以及電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施等方面的變革,,為電力產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。在未來,,智能配電與智能用電將成為電力系統(tǒng)的重要組成部分,,促進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)邁向新的發(fā)展階段。
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