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淺析“碳達(dá)峰,、碳中和背景下電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型面臨的挑戰(zhàn)與對策”
閱讀：683 發(fā)布時間：2022-2-15
1,、概述
2021年是碳中和元年，為了穩(wěn)步推進(jìn)雙碳目標(biāo),，“十四五"規(guī)劃進(jìn)一步提出完善能源消費強度和消費總量的“雙控"制度,。日前,，清華大學(xué)電機系主任康重慶教授，從分析我國“碳達(dá)峰,、碳中和"的戰(zhàn)略意義出發(fā),，闡述了“碳視角下電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型"；康教授從電視角VS碳視角出發(fā),，提出電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型成為關(guān)鍵抓手,；建立碳視角下電力系統(tǒng)全環(huán)節(jié)碳排放計量與分析；面向雙碳目標(biāo),，研究電力系統(tǒng)低碳化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略-技術(shù)-市場的協(xié)調(diào)解決方案,。
2、實現(xiàn)“碳達(dá)峰,、碳中和"目標(biāo),，我國電力系統(tǒng)面臨哪些挑戰(zhàn)？
實現(xiàn)“雙碳"目標(biāo),，將伴隨著強隨機性,、波動性的新能源大規(guī)模并網(wǎng)以及電動汽車、分布式電源等交互式設(shè)備大量接入,。將面臨一系列挑戰(zhàn)：1,、高比例可再生能源低慣性，高隨機性,；2,、高比例電力電子裝置瞬態(tài)過程復(fù)雜，需要新的分析理論,。3,、多能源系統(tǒng)的耦合,，時間常數(shù)差異比較大,。
3、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是實現(xiàn)轉(zhuǎn)型達(dá)成“雙碳"目標(biāo)的途徑之一,。
構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),，已經(jīng)成為推進(jìn)碳達(dá)峰，碳中和的重要舉措,，也將成為未來我國電力能源領(lǐng)域一場體制改革與技術(shù)革命,，成為發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和核心，是雙碳戰(zhàn)略要求下,，實踐能源互聯(lián)網(wǎng)的具體抓手,。
以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),，包括：新能源為主體的電源結(jié)構(gòu)，高彈性的數(shù)字化,、智能化電網(wǎng),，源網(wǎng)荷儲、多元互動,，及以電為中心的綜合能源服務(wù)體系等,，通過統(tǒng)一有機協(xié)調(diào)的電力市場，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)緊密鏈接,、穩(wěn)定有序,，為經(jīng)濟社會發(fā)展提供動力支持。
4,、安科瑞微電網(wǎng)解決方案助推新型電力轉(zhuǎn)型,，助力“雙碳"目標(biāo)。
安科瑞多年來聚焦能效系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng),，幫助電力系統(tǒng)提升能效,。公司具備從云平臺軟件到終端元器件的一站式服務(wù)能力，形成了“云-邊-端"的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系,，解決方案涵蓋電力,、環(huán)保、新能源,、消防,、數(shù)據(jù)中心、智能樓宇,、智慧校園,、智慧醫(yī)院、智慧工廠,、智慧交通,、市政工程等多個領(lǐng)域。
4.1能源管控平臺
對于高耗能電力企業(yè),，要實現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo),，一是優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局和流程結(jié)構(gòu)，淘汰落后工藝,。二是按照開源,、降耗、節(jié)能,、增效的原則,，利用好新能源和技術(shù)創(chuàng)新，以智慧能源管理平臺等輔助管理手段提高能源利用效率，實現(xiàn)節(jié)能減排,。其中智慧能源管理平臺無疑是投入少,，性價比高的一種方式，也是實現(xiàn)能源數(shù)字化和節(jié)能管控的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),。
① 掌握能耗數(shù)據(jù)
系統(tǒng)采集建筑電,、水、氣,、冷熱量等能源消耗數(shù)據(jù)和光伏,、儲能等新能源數(shù)據(jù)，對用能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,，按照區(qū)域,、部門、用電設(shè)備類型進(jìn)行細(xì)分和折標(biāo)計算,，提供同比,、環(huán)比分析比較和用能數(shù)據(jù)追溯，同時可以提供尖峰平谷各時段用能數(shù)據(jù)和報表,，幫助用戶梳理能源賬單明細(xì),，及時發(fā)現(xiàn)跑冒滴漏等能源浪費。
② 淘汰落后產(chǎn)能
能源管控平臺通過采集企業(yè)能源數(shù)據(jù),，并進(jìn)行多維度統(tǒng)計,、分析和展示，輔助企業(yè)進(jìn)行能源采購貯存,、分配轉(zhuǎn)化,、使用放散等各環(huán)節(jié)的綜合監(jiān)測、調(diào)度和平衡優(yōu)化,，幫助企業(yè)了解各類能源消耗量,，進(jìn)而細(xì)化分析到車間、產(chǎn)線,、班組,、工序工藝能耗以及產(chǎn)品單耗，幫助企業(yè)找出高出行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)能耗的環(huán)節(jié),，從而對癥下藥,，改善或淘汰落后產(chǎn)能。
③ 了解節(jié)能潛力
系統(tǒng)對企業(yè)各類能耗進(jìn)行折標(biāo)計算,、能源成本分析,、碳排放趨勢,、分項能耗占比,、區(qū)域能源消耗對比等統(tǒng)計，并三維展示企業(yè)重要工藝或設(shè)備的能源消耗動態(tài)，讓管理者實時掌握企業(yè),，車間,，產(chǎn)線，工序,，設(shè)備的電,、水、燃?xì)?、壓縮空氣,、流量、壓力,、溫度等狀態(tài),。按照能源計劃或制定的績效指標(biāo)進(jìn)行KPI考核，預(yù)測企業(yè)能源消耗趨勢,，幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力,。
④ 負(fù)荷預(yù)測和控制
系統(tǒng)可以根據(jù)企業(yè)排產(chǎn)計劃結(jié)合能耗雙控指標(biāo)對企業(yè)能耗進(jìn)行預(yù)測和合理分配，在企業(yè)能耗逼近警戒值時及時發(fā)出告警信號,，也可以按照預(yù)先設(shè)置的優(yōu)先順序自動切除負(fù)荷,，比如空調(diào)、充電樁等,，保障企業(yè)正常生產(chǎn),。
4.2能源管理云平臺
隨著城市化進(jìn)程的建設(shè)，中國建筑能耗已經(jīng)占到全社會能源消耗的三分之一,，大型建筑的節(jié)能減排成為實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重點之一,。AcrelCloud-5000能源管理云平臺適合建筑能耗數(shù)據(jù)的采集和展示分析，包括學(xué)校,、醫(yī)院,、商業(yè)綜合體、政府機關(guān)辦公建筑,、酒店等等,。系統(tǒng)可通過局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者4G網(wǎng)絡(luò)采集不同區(qū)域多個建筑或單位的用能數(shù)據(jù),。
平臺采集建筑電,、水、氣,、冷熱量等能源消耗數(shù)據(jù)和光伏,、儲能等新能源數(shù)據(jù)，對用能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,，按照區(qū)域,、部門,、用電設(shè)備類型進(jìn)行細(xì)分和折標(biāo)計算，提供同比,、環(huán)比分析比較和用能數(shù)據(jù)追溯,，同時可以提供尖峰平谷各時段用能數(shù)據(jù)和報表，幫助用戶梳理能源流向和賬單明細(xì),，及時發(fā)現(xiàn)跑冒滴漏等能源浪費,。目前安科瑞已經(jīng)配合上海、江蘇,、云南等地市或區(qū)住建部門搭建了區(qū)域性國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗管理系統(tǒng),，協(xié)助當(dāng)?shù)卣块T掌握建筑能耗數(shù)據(jù)，制定降耗減排措施提供數(shù)據(jù)支持,。
4.3重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)
重點用能單位能耗在線監(jiān)測主要目標(biāo)是能源消耗超過一定規(guī)模的能源消耗大戶,。2021年2月25日發(fā)改委第四次發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步推動重點能用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的通知》的紅頭文件，要求確保7月底前按照《NHJC-2018 重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)》系列標(biāo)準(zhǔn)要求完成重點用能單位能耗數(shù)據(jù)的上傳,，加強能源消費總量和強度“雙控"形式分析和預(yù)測預(yù)警,，推動完成“雙控"目標(biāo)任務(wù)。
安科瑞Acrel-5010重點用能企業(yè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求研發(fā),，可為企業(yè)接入端系統(tǒng)提供解決方案,。系統(tǒng)從現(xiàn)場傳感器或生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)中采集能耗相關(guān)數(shù)據(jù)，考慮到企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)與辦公網(wǎng)絡(luò)(互聯(lián)網(wǎng)) 之間并不互通的實際情況,，企業(yè)接入端系統(tǒng)將通過具備2+1架構(gòu)的物理隔離裝置--能耗在線監(jiān)測端設(shè)備,，在數(shù)據(jù)傳遞過程中確保從生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)（內(nèi)網(wǎng)）獲取的能耗數(shù)據(jù)以單向傳遞、隔離加密,、文件擺渡的形式安全傳遞到辦公網(wǎng)絡(luò)(外網(wǎng)),，再通過外網(wǎng)主機側(cè)的CA數(shù)字認(rèn)證證書進(jìn)行身份認(rèn)證識別后上傳至省(市）級平臺。
除了滿足政府要求的數(shù)據(jù)上傳的要求,，安科瑞還可幫助企業(yè)搭建能源管理平臺,，通過該平臺可實現(xiàn)對企業(yè)用能的精細(xì)化管理，并進(jìn)一步挖掘潛在的能源節(jié)約空間和改造機會,，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)能降耗與提質(zhì)增效,，現(xiàn)已完成100多家重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳和端系統(tǒng)建設(shè)。
4.4分布式光伏發(fā)電解決方案
在碳中和方案的可選項中,，新能源的使用可能是較多的選擇,。風(fēng)電和集中式光伏電站受地理和自然條件限制，不可能適用于所有地方,，所以分布式光伏由于其靈活性必將被大力發(fā)展,。安科瑞在分布式光伏系統(tǒng)中可以提供匯流箱、直流匯流采集裝置,、防逆流檢測裝置,、電能質(zhì)量監(jiān)測,、直流計量、智能網(wǎng)關(guān),、分布式光伏運維云平臺等解決方案。
AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺軟件可以幫助用戶監(jiān)視分布在區(qū)域內(nèi)各分布式光伏電站的運行狀態(tài)（如電站地理分布,、電站信息,、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線,、是否并網(wǎng),、當(dāng)前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息）,。顯示接入的電站位置,、數(shù)量、裝機容量,、發(fā)電量信息,、減少碳排放以及年發(fā)電量排名。
5,、總結(jié)
在電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型過程中,，要結(jié)合新能源發(fā)電、儲能,、源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)控制的要求,，統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局電力信息應(yīng)用系統(tǒng)及其基礎(chǔ)設(shè)施,，要拓展升級與協(xié)調(diào)調(diào)度自動化,、廠站自動化、配電自動化,、需求側(cè)響應(yīng),、電力市場、儲能管理,、安全穩(wěn)定控制等系統(tǒng)的功能與信息感知及應(yīng)用,，強化信息安全管理，應(yīng)用信息化技術(shù),，確保系統(tǒng)合理可靠,。