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淺析“碳達峰、碳中和背景下電力系統(tǒng)轉型面臨的挑戰(zhàn)與對策”
閱讀：680 發(fā)布時間：2022-2-15
1,、概述
2021年是碳中和元年,，為了穩(wěn)步推進雙碳目標，“十四五"規(guī)劃進一步提出完善能源消費強度和消費總量的“雙控"制度,。日前,，清華大學電機系主任康重慶教授，從分析我國“碳達峰,、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)低碳轉型成為關鍵抓手,；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,，研究電力系統(tǒng)低碳化轉型戰(zhàn)略-技術-市場的協(xié)調解決方案,。
2、實現(xiàn)“碳達峰,、碳中和"目標,，我國電力系統(tǒng)面臨哪些挑戰(zhàn)？
實現(xiàn)“雙碳"目標,，將伴隨著強隨機性,、波動性的新能源大規(guī)模并網以及電動汽車、分布式電源等交互式設備大量接入,。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)過程復雜，需要新的分析理論,。3,、多能源系統(tǒng)的耦合，時間常數差異比較大,。
3,、構建新型電力系統(tǒng)是實現(xiàn)轉型達成“雙碳"目標的途徑之一。
構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),，已經成為推進碳達峰,，碳中和的重要舉措，也將成為未來我國電力能源領域一場體制改革與技術革命,，成為發(fā)展能源互聯(lián)網的基礎和核心,，是雙碳戰(zhàn)略要求下，實踐能源互聯(lián)網的具體抓手,。
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構，高彈性的數字化,、智能化電網,，源網荷儲、多元互動,，及以電為中心的綜合能源服務體系等,，通過統(tǒng)一有機協(xié)調的電力市場,，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)緊密鏈接、穩(wěn)定有序,，為經濟社會發(fā)展提供動力支持,。
4、安科瑞微電網解決方案助推新型電力轉型,，助力“雙碳"目標,。
安科瑞多年來聚焦能效系統(tǒng)和能源互聯(lián)網，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能力,，形成了“云-邊-端"的能源互聯(lián)網生態(tài)體系，解決方案涵蓋電力,、環(huán)保,、新能源、消防,、數據中心,、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,，一是優(yōu)化產業(yè)布局和流程結構,，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)能源數字化和節(jié)能管控的數據基礎,。
① 掌握能耗數據
系統(tǒng)采集建筑電,、水、氣、冷熱量等能源消耗數據和光伏,、儲能等新能源數據,，對用能數據進行分析，按照區(qū)域,、部門,、用電設備類型進行細分和折標計算，提供同比,、環(huán)比分析比較和用能數據追溯,，同時可以提供尖峰平谷各時段用能數據和報表，幫助用戶梳理能源賬單明細,，及時發(fā)現(xiàn)跑冒滴漏等能源浪費,。
② 淘汰落后產能
能源管控平臺通過采集企業(yè)能源數據,，并進行多維度統(tǒng)計,、分析和展示，輔助企業(yè)進行能源采購貯存,、分配轉化,、使用放散等各環(huán)節(jié)的綜合監(jiān)測、調度和平衡優(yōu)化,，幫助企業(yè)了解各類能源消耗量,，進而細化分析到車間、產線,、班組,、工序工藝能耗以及產品單耗，幫助企業(yè)找出高出行業(yè)標準能耗的環(huán)節(jié),，從而對癥下藥,，改善或淘汰落后產能。
③ 了解節(jié)能潛力
系統(tǒng)對企業(yè)各類能耗進行折標計算,、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)重要工藝或設備的能源消耗動態(tài)，讓管理者實時掌握企業(yè),，車間,，產線，工序,，設備的電,、水、燃氣、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進行KPI考核,，預測企業(yè)能源消耗趨勢，幫助企業(yè)了解內部能效水平和節(jié)能潛力,。
④ 負荷預測和控制
系統(tǒng)可以根據企業(yè)排產計劃結合能耗雙控指標對企業(yè)能耗進行預測和合理分配,，在企業(yè)能耗逼近警戒值時及時發(fā)出告警信號，也可以按照預先設置的優(yōu)先順序自動切除負荷,，比如空調,、充電樁等，保障企業(yè)正常生產,。
4.2能源管理云平臺
隨著城市化進程的建設,，中國建筑能耗已經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)雙碳目標的重點之一,。AcrelCloud-5000能源管理云平臺適合建筑能耗數據的采集和展示分析,，包括學校、醫(yī)院,、商業(yè)綜合體,、政府機關辦公建筑、酒店等等,。系統(tǒng)可通過局域網,、互聯(lián)網或者4G網絡采集不同區(qū)域多個建筑或單位的用能數據。
平臺采集建筑電,、水,、氣、冷熱量等能源消耗數據和光伏,、儲能等新能源數據,，對用能數據進行分析，按照區(qū)域,、部門,、用電設備類型進行細分和折標計算，提供同比,、環(huán)比分析比較和用能數據追溯,，同時可以提供尖峰平谷各時段用能數據和報表，幫助用戶梳理能源流向和賬單明細,，及時發(fā)現(xiàn)跑冒滴漏等能源浪費,。目前安科瑞已經配合上海,、江蘇、云南等地市或區(qū)住建部門搭建了區(qū)域性國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗管理系統(tǒng),，協(xié)助當地政府部門掌握建筑能耗數據,，制定降耗減排措施提供數據支持。
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《關于進一步推動重點能用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設的通知》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)》系列標準要求完成重點用能單位能耗數據的上傳，加強能源消費總量和強度“雙控"形式分析和預測預警,，推動完成“雙控"目標任務,。
安科瑞Acrel-5010重點用能企業(yè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)按照標準要求研發(fā)，可為企業(yè)接入端系統(tǒng)提供解決方案,。系統(tǒng)從現(xiàn)場傳感器或生產過程控制系統(tǒng)中采集能耗相關數據,，考慮到企業(yè)生產網絡與辦公網絡(互聯(lián)網) 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架構的物理隔離裝置--能耗在線監(jiān)測端設備,，在數據傳遞過程中確保從生產網絡（內網）獲取的能耗數據以單向傳遞,、隔離加密、文件擺渡的形式安全傳遞到辦公網絡(外網),，再通過外網主機側的CA數字認證證書進行身份認證識別后上傳至省(市）級平臺,。
除了滿足政府要求的數據上傳的要求,，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)用能的精細化管理，并進一步挖掘潛在的能源節(jié)約空間和改造機會,，進而實現(xiàn)節(jié)能降耗與提質增效,，現(xiàn)已完成100多家重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的數據上傳和端系統(tǒng)建設。
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,、電能質量監(jiān)測、直流計量,、智能網關,、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,、當前發(fā)電量,、總發(fā)電量等信息）。顯示接入的電站位置,、數量,、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
在電力系統(tǒng)轉型過程中,，要結合新能源發(fā)電,、儲能、源網荷儲協(xié)調控制的要求,，統(tǒng)籌規(guī)劃,、合理布局電力信息應用系統(tǒng)及其基礎設施，要拓展升級與協(xié)調調度自動化,、廠站自動化,、配電自動化、需求側響應,、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用,，強化信息安全管理,，應用信息化技術，確保系統(tǒng)合理可靠,。