引言:
隨著能源價格的不斷上漲,企業(yè)的用電成本逐年攀升,給企業(yè)的經(jīng)營帶來了較大壓力。以 2020 年為例,企業(yè)的年度電費支出達到了 1000 萬元,占企業(yè)運營成本的 10% 左右。同時,為響應(yīng)國家 “雙碳” 政策,企業(yè)迫切需要降低自身的碳排放,提升企業(yè)的綠色形象和競爭力。然而,企業(yè)現(xiàn)有的能源管理方式較為粗放,缺乏對能源數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和深入分析,無法有效實現(xiàn)能源成本控制和碳排放管理。
為解決上述問題,企業(yè)決定引入安科瑞 AcrelEMS 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺。企業(yè)期望通過該平臺實現(xiàn)以下能源管理目標:實時準確地監(jiān)測能源數(shù)據(jù),包括電力、水、天然氣等各類能源的消耗情況,以及分布式電源的發(fā)電數(shù)據(jù),為能源管理決策提供可靠依據(jù);實現(xiàn)源荷互動智能化,根據(jù)實時能源數(shù)據(jù)和生產(chǎn)需求,優(yōu)化能源調(diào)度策略,降低用電成本;通過可視化界面,直觀展示微電網(wǎng)的運行狀態(tài),包括設(shè)備的運行參數(shù)、能源流向等,幫助企業(yè)管理者快速了解能源系統(tǒng)的運行情況,及時做出決策;實現(xiàn)能源成本的有效控制和碳排放的降低,通過優(yōu)化能源利用效率、提高可再生能源的消納比例等措施。
平臺架構(gòu)與功能模塊
1 分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
安科瑞 AcrelEMS 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),由設(shè)備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層組成,各層之間分工明確、協(xié)同工作,確保平臺的高效穩(wěn)定運行。
設(shè)備層:
作為平臺的基礎(chǔ),負責(zé)數(shù)據(jù)采集與設(shè)備控制。該層部署了各類智能設(shè)備,如多功能電力儀表、充電樁、綜合保護裝置、馬達保護控制器、無功補償 / 有源濾波裝置、智能照明控制裝置、測溫傳感器、電氣消防監(jiān)控設(shè)備等,這些設(shè)備分布在微電網(wǎng)的各個關(guān)鍵節(jié)點,能夠?qū)崟r采集電力參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)等數(shù)據(jù),如電壓、電流、功率、功率因數(shù)、溫度、濕度等,并將采集到的數(shù)據(jù)上傳至傳輸層。同時,設(shè)備層還接收來自應(yīng)用層的控制指令,實現(xiàn)對設(shè)備的遠程控制和調(diào)節(jié),如開關(guān)控制、參數(shù)調(diào)整等,確保微電網(wǎng)設(shè)備的正常運行。
傳輸層:
是數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄?,主要負?zé)將設(shè)備層采集到的數(shù)據(jù)安全、可靠、快速地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)層。傳輸層的數(shù)據(jù)融合終端采用嵌入式系統(tǒng),具備串口、網(wǎng)口、LoRa等多種數(shù)據(jù)通信接口,可適應(yīng)不同的通信環(huán)境和設(shè)備連接需求。同時,該終端支持 ModBus - RTU、DLT645 - 1997/2007、TCP/IP 等多種通信協(xié)議,能夠與設(shè)備層的各類智能設(shè)備進行通信,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫對接和傳輸。傳輸層還具備本地存儲、斷點續(xù)傳、失電報警等功能,采集數(shù)據(jù)后經(jīng)過壓縮、加密后上傳平臺,有效保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定、安全、可靠,避免數(shù)據(jù)丟失或泄露。
數(shù)據(jù)層:
是平臺的數(shù)據(jù)中心,負責(zé)存儲和管理平臺運行過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù),包括實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報警信息、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、操作日志等。數(shù)據(jù)層具備強大的數(shù)據(jù)接收、處理、展示、存儲和訪問能力,能夠?qū)A繑?shù)據(jù)進行高效處理和分析,為應(yīng)用層提供準確、及時的數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)層還對外提供數(shù)據(jù)訪問接口,供第三方系統(tǒng)使用,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交互,便于企業(yè)將微電網(wǎng)能效管理平臺與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行集成,實現(xiàn)企業(yè)信息化管理的一體化。
服務(wù)層:
是平臺與用戶交互的界面,為用戶提供了豐富的功能模塊和便捷的操作方式。用戶可以通過 PC、PAD、手機等各類終端設(shè)備訪問應(yīng)用層,實現(xiàn)對微電網(wǎng)的實時監(jiān)控、智能預(yù)測、動態(tài)調(diào)配、策略優(yōu)化、能源分析等功能。應(yīng)用層還具備權(quán)限管理功能,根據(jù)用戶的角色和職責(zé),為不同用戶分配不同的操作權(quán)限,確保平臺的操作安全和數(shù)據(jù)安全。
核心功能模塊
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、無功補償柜及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、運行狀態(tài)、接點溫度進行實時監(jiān)測和控制。通過實時采集電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電力參數(shù),平臺能夠?qū)崟r掌握配電系統(tǒng)的運行狀況,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和異常情況,如過壓、欠壓、過流、過載、漏電等,并發(fā)出告警信息,提醒運維人員及時處理,保障企業(yè)供電的可靠性和穩(wěn)定性。同時,平臺還支持對設(shè)備的遠程控制,如開關(guān)操作、參數(shù)調(diào)整等,方便運維人員進行設(shè)備管理和維護。更多資料請聯(lián)系安科瑞陳芳芳136/1196/5514從能耗監(jiān)控到低碳運營:安科瑞 EMS 系統(tǒng)在園區(qū)的核心作用
電能統(tǒng)計:對企業(yè)微電網(wǎng)內(nèi)的電能消耗進行全面統(tǒng)計和分析,包括不同時間段、不同區(qū)域、不同設(shè)備的用電量統(tǒng)計,以及有功電量、無功電量、視在電量的計算和分析。通過電能統(tǒng)計功能,企業(yè)可以清晰了解自身的用電情況,找出用電高峰和低谷時段,分析各部門、各設(shè)備的用電占比和能耗趨勢,為制定合理的能源管理策略提供數(shù)據(jù)依據(jù)。例如,通過對比不同月份的用電量,發(fā)現(xiàn)夏季空調(diào)用電占比較高,企業(yè)可以采取優(yōu)化空調(diào)運行策略、提高空調(diào)能效等措施,降低夏季用電成本。
電氣安全:實時監(jiān)測電氣安全狀態(tài),對高低壓配電回路、電纜接頭溫度、漏電電流等進行監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)并處理電氣安全隱患。平臺通過安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、剩余電流互感器、溫度傳感器等設(shè)備,對電氣設(shè)備的運行狀態(tài)進行全方位監(jiān)測。當檢測到電纜接頭溫度過高、漏電電流超過設(shè)定閾值等異常情況時,平臺立即發(fā)出告警信號,并通過手機 APP、短信等方式即時通知運維人員,以便及時采取措施,避免電氣火災(zāi)等安全事故的發(fā)生。
電能質(zhì)量分析及治理:對企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量進行監(jiān)測和分析,如諧波畸變、電壓波動、閃變等,并根據(jù)分析結(jié)果采取相應(yīng)的治理措施。平臺通過電能質(zhì)量監(jiān)測裝置采集電能質(zhì)量數(shù)據(jù),利用專業(yè)的分析算法對數(shù)據(jù)進行處理和分析,評估電能質(zhì)量狀況。當發(fā)現(xiàn)電能質(zhì)量問題時,平臺可以聯(lián)動無功補償裝置、有源濾波器等設(shè)備進行治理,改善電能質(zhì)量,確保微電網(wǎng)內(nèi)的電氣設(shè)備正常運行,減少因電能質(zhì)量問題導(dǎo)致的設(shè)備損壞和生產(chǎn)中斷。
分布式光伏監(jiān)控:對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和分析,包括光伏板的發(fā)電功率、發(fā)電量、溫度、輻照度等參數(shù)的采集和監(jiān)測,以及逆變器的工作狀態(tài)、效率等指標的監(jiān)測。平臺通過與光伏逆變器通信,獲取光伏發(fā)電系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行分析和處理,實現(xiàn)對光伏發(fā)電系統(tǒng)的遠程監(jiān)控和管理。同時,平臺還支持光伏發(fā)電功率預(yù)測功能,結(jié)合天氣數(shù)據(jù)和歷史負荷數(shù)據(jù),實現(xiàn)短時和超短時功率預(yù)測,提前做好能源調(diào)度準備,提高新能源消納比例。
儲能管理:對儲能系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和控制,包括儲能電池的電量、電壓、電流、溫度等參數(shù)的監(jiān)測,以及充放電策略的制定和執(zhí)行。平臺根據(jù)電網(wǎng)價格、用電負荷和調(diào)度指令,靈活調(diào)整儲能系統(tǒng)的運行策略,實現(xiàn)削峰填谷、需量管理、應(yīng)急備用等功能,降低企業(yè)用電成本,提高微電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。例如,在低谷電價時段,平臺控制儲能系統(tǒng)充電;在高峰電價時段,控制儲能系統(tǒng)放電,實現(xiàn)峰谷套利,降低企業(yè)用電成本。
充電樁運營管理:對電動汽車充電樁的運行狀態(tài)、充電數(shù)據(jù)、用戶信息等進行管理和監(jiān)控,支持接入交直流充電樁,并根據(jù)企業(yè)負荷和變壓器容量,與變壓器負荷率進行聯(lián)動控制,引導(dǎo)用戶有序充電,保障企業(yè)微電網(wǎng)運行安全。平臺可以實時監(jiān)測充電樁的工作狀態(tài),如充電功率、充電電流、充電時間等,統(tǒng)計充電樁的使用情況和收益情況。同時,平臺還支持用戶管理功能,包括用戶注冊、登錄、充值、查詢充電記錄等,為用戶提供便捷的充電服務(wù)。
智能照明控制:通過智能照明控制模塊,實現(xiàn)對照明設(shè)備的集中控制和管理。系統(tǒng)支持定時控制、光照感應(yīng)控制、場景控制等多種控制方式,根據(jù)不同的場景和需求,自動調(diào)節(jié)照明亮度,達到節(jié)能的目的。例如,在白天光照充足時,自動降低照明亮度或關(guān)閉部分照明設(shè)備;在人員離開區(qū)域后,自動關(guān)閉照明設(shè)備,避免能源浪費。同時,平臺還可以實時監(jiān)測照明設(shè)備的運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)故障并進行維修。
動態(tài)調(diào)配與策略優(yōu)化:根據(jù)實時數(shù)據(jù)和預(yù)測結(jié)果,動態(tài)調(diào)整能源分配方式,優(yōu)化能源管理策略。平臺通過智能算法,對分布式電源、儲能系統(tǒng)、負荷等進行協(xié)調(diào)控制,實現(xiàn)能源的最優(yōu)分配和利用。在滿足企業(yè)用電需求的前提下,最大限度地利用可再生能源,減少對傳統(tǒng)能源的依賴,降低能源成本和碳排放。例如,當分布式電源發(fā)電過剩時,平臺自動控制儲能系統(tǒng)充電,將多余的電能儲存起來;當分布式電源發(fā)電不足或負荷高峰時,平臺控制儲能系統(tǒng)放電,并合理調(diào)配其他能源,確保電力的穩(wěn)定供應(yīng)。
運維管理:為企業(yè)設(shè)備建立電子檔案,記錄設(shè)備的規(guī)格型號、生產(chǎn)廠家、投運日期、維護保養(yǎng)周期等信息。系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)和維護保養(yǎng)周期,自動生成維護計劃和預(yù)警信息,提醒運維人員及時進行設(shè)備維護。同時,平臺還支持任務(wù)管理、巡檢 / 缺陷 / 消警 / 搶修記錄以及通知工單管理,并通過北斗定位跟蹤運維人員軌跡,實現(xiàn)運維流程閉環(huán)管理。通過運維管理功能,提高設(shè)備的可靠性和使用壽命,降低設(shè)備故障率,保障微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
平臺特點與優(yōu)勢
安科瑞 AcrelEMS 企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺實現(xiàn)了對微電網(wǎng)各環(huán)節(jié)的一體化管理,從分布式電源的發(fā)電監(jiān)控,到市政電源的接入管理,再到儲能系統(tǒng)的充放電控制、充電設(shè)施的運營管理以及各類交直流負荷的監(jiān)測與調(diào)配,平臺通過一套系統(tǒng)對整個微電網(wǎng)進行全面的監(jiān)控和管理,打破了傳統(tǒng)能源管理系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)獨立運行、信息孤島的局面。這種一體化管理模式使得微電網(wǎng)的各個組成部分能夠緊密協(xié)同工作,提高了能源利用效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在某工業(yè)園區(qū)微電網(wǎng)中,通過平臺的一體化管理,實現(xiàn)了分布式光伏、儲能系統(tǒng)和負荷之間的高效互動,光伏發(fā)電的就地消納比例提高了 30% 以上,有效減少了棄光現(xiàn)象,同時降低了對市政電網(wǎng)的依賴。
平臺各功能模塊之間數(shù)據(jù)互聯(lián)互通,高效互動。電力監(jiān)控模塊采集的電力參數(shù)數(shù)據(jù),為電能統(tǒng)計模塊提供了準確的電量計算依據(jù);電氣安全模塊監(jiān)測到的電氣安全隱患信息,能夠及時反饋到運維管理模塊,以便運維人員迅速采取措施進行處理;分布式光伏監(jiān)控模塊的發(fā)電數(shù)據(jù),為能源全景分析模塊提供了重要的數(shù)據(jù)支撐,幫助企業(yè)全面了解能源生產(chǎn)和消耗情況。
審核編輯 黃宇
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