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一、背景
在當今全球氣候變化和環(huán)境問題日益嚴峻的背景下,企業(yè)綠色轉型已成為不可逆轉的趨勢。零碳園區(qū)作為綠色轉型的重要實踐,正受到越來越多企業(yè)的青睞。然而,零碳園區(qū)的建設并非易事,面臨著技術、資金、政策等多重挑戰(zhàn)。本文將探討零碳園區(qū)建設的挑戰(zhàn),并介紹安科瑞EMS3.0如何助力企業(yè)應對這些挑戰(zhàn),實現(xiàn)綠色轉型。
二、零碳園區(qū)建設的挑戰(zhàn)
技術挑戰(zhàn):零碳園區(qū)的建設需要先進的能源管理技術和設備支持。然而,目前許多零碳技術尚未成熟,如碳捕捉和儲存技術,這些技術的研發(fā)需要大量的資金和時間。同時,如何高效利用可再生能源,如太陽能和風能,也是一大技術難題。
資金挑戰(zhàn):零碳園區(qū)的建設需要大量的資金投入,包括技術研發(fā)、設備購置、基礎設施建設等。這些資金的來源需要政府、企業(yè)和投資者的共同支持。然而,由于零碳園區(qū)的建設是一個長期的投資過程,且風險較大,因此資金籌集是一大難題。
政策挑戰(zhàn):目前,我國尚未出臺專門的零碳園區(qū)建設標準和規(guī)范,缺乏明確的指導和支持政策。這導致零碳園區(qū)建設面臨一定的不確定性和風險。此外,如何制定碳排放的標準,如何獎勵零碳園區(qū)的建設,也是政策層面需要解決的問題。
三、安科瑞EMS3.0助力企業(yè)應對挑戰(zhàn)
面對零碳園區(qū)建設的挑戰(zhàn),安科瑞推出了EMS3.0源網荷儲充管理平臺,為企業(yè)提供能源管理解決方案。
智能調度與優(yōu)化:安科瑞EMS3.0平臺通過實時監(jiān)測光伏、儲能、充電樁等設備的運行狀態(tài),結合算法模型預測能源需求,動態(tài)調整能源分配策略,大化能源利用效率。這有助于企業(yè)降低能耗,提高能源使用效率,從而實現(xiàn)綠色轉型。
全景式能源分析:平臺將復雜的能源數據轉化為直觀的圖表和報告,幫助企業(yè)實現(xiàn)能耗分析、碳排放統(tǒng)計等功能。這為企業(yè)提供了決策支持,有助于企業(yè)制定更加科學的能源管理策略,減少碳排放。
模塊化設計與高兼容性:安科瑞EMS3.0平臺支持多種設備接入,具備強大的擴展能力,可滿足不同規(guī)模園區(qū)的需求。這降低了企業(yè)建設零碳園區(qū)的門檻,使得更多企業(yè)能夠參與到綠色轉型中來。
多能互補與智能管理:平臺能夠整合光伏、風電、儲能等分布式能源,實現(xiàn)多能互補。同時,支持電動汽車充電樁的智能管理,助力園區(qū)交通綠色化。這有助于企業(yè)構建更加完善的能源體系,提高能源利用效率。
四、安科瑞平臺解決方案
企業(yè)微電網的數字化系統(tǒng)(EMS)包含安裝于現(xiàn)場的傳感器、智能網關和微電網數字化軟件。傳感器用于監(jiān)測和控制建筑的負荷設備和分布式發(fā)電設備(系統(tǒng)),現(xiàn)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(qū)域指揮部,采集所接傳感器數據進行協(xié)議轉換后上傳EMS或轉發(fā)第三方平臺,網關可以根據預設閾值或自動學習來執(zhí)行邏輯計算,并執(zhí)行EMS的指令。EMS可以看做是企業(yè)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,并響應虛擬電廠的調度指令,系統(tǒng)架構圖如圖1所示。
圖1企業(yè)微電網數字化系統(tǒng)(EMS)網絡架構
AcrelEMS企業(yè)微電網數字化系統(tǒng)融合企業(yè)負荷側的電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計、電能質量分析及治理、智能照明控制、主要用能設備監(jiān)控、充電樁運營管理、分布式光伏監(jiān)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(yè)微電網進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調度、統(tǒng)一運維,同時滿足企業(yè)用電可靠、節(jié)約、效率、有序用電要求。
4.1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、無功補償柜及電纜等配電相關設備的電氣參數、運行狀態(tài)、接點溫度進行實時監(jiān)測和控制,監(jiān)測企業(yè)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(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
4.2能耗分析
采集企業(yè)電、水、燃氣等能源消耗,進行分類分項能耗統(tǒng)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(yè)碳排放,為企業(yè)制定碳達峰、碳中和路線提供數據支持。
圖3能耗分析功能
4.3照明控制
智能照明控制功能可以根據企業(yè)情況實現(xiàn)定時控制、光照感應控制、場景控制、調光控制等,并結合紅外傳感器、超聲波傳感器,實現(xiàn)人來燈亮、人走燈滅,并可以根據系統(tǒng)的控制策略實現(xiàn)集中控制,為企業(yè)節(jié)約照明用電。
圖4照明控制功能
4.4分布式光伏監(jiān)控
監(jiān)測企業(yè)分布式光伏電站運行情況,包括逆變器運行數據、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統(tǒng)計以及光伏發(fā)電功率控制。
圖5分布式光伏發(fā)電監(jiān)測
4.5儲能管理
監(jiān)測儲能系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(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(yè)峰谷特點和電價波動以及上級平臺指令設置儲能系統(tǒng)的充放電策略,控制儲能系統(tǒng)充放電,實現(xiàn)削峰填谷,降低企業(yè)用電成本。
圖6儲能管理
4.6充電樁運營管理
監(jiān)測企業(yè)充電樁的運行狀態(tài),提供充電樁收費管理和狀態(tài)監(jiān)測功能,并根據企業(yè)負荷率變化和虛擬電廠的調度指令調節(jié)充電樁的充電功率,使企業(yè)微電網穩(wěn)定運行。
圖7充電樁管理
4.7需求響應
根據企業(yè)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(tǒng)下發(fā)控制策略,調整充發(fā)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(yè)可控負荷數據制定需求響應控制策略,實現(xiàn)一鍵響應。
圖10企業(yè)微電網數字化系統(tǒng)需求響應示意圖
4.8 微電網數字化系統(tǒng)硬件設備
安科瑞針對企業(yè)微電網數字化系統(tǒng)除了軟件外,還具備現(xiàn)場傳感器、智能網關等設備,組成了完整的“云-邊-端"數字化體系,具體包括高低壓配電綜合保護和監(jiān)測產品、電能質量在線監(jiān)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(yè)微電網數字化提供一站式服務能力,部分設備見表1。
名稱 | 圖片 | 型號 | 功能 | 應用 |
中高壓微機保護裝置 | AM6、AM5SE | 實現(xiàn)110kV至10kV回路的保護、測量和自動控制功能 | 110kV、10kV回路斷路器 | |
電能質量在線監(jiān)測裝置 | APView500 | 實時監(jiān)測電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諧波等電能質量,記錄各類電能質量事件,記錄事件發(fā)生前后的波形,輔助用戶分析電能質量發(fā)生的原因,定位擾動源。 | 高低壓進線回路 | |
動態(tài)諧波無功補償系統(tǒng) | AnCos*/*-GⅠ型 | 同時具備諧波治理、無功功率線性補償與三相電流平衡治理和穩(wěn)定電壓的功能,響應時間快,精度高、運行穩(wěn)定,能根據系統(tǒng)的無功特性自動調整輸出,動態(tài)補償功率因數; | 0.4kV電能質量治理 | |
網絡電力儀表 | APM500 | 具有全電量測量,諧波畸變率、電壓合格率統(tǒng)計、電能統(tǒng)計,開關量輸入輸出,模擬量輸入輸出。 | 主要用于高低壓電能監(jiān)測和電能管理 | |
電能表 | DTSD1352 | 具有全電量測量,電能統(tǒng)計,80A內可直接接入,導軌安裝。 | 低壓配電箱 | |
物聯(lián)網儀表 | ADW300W | 主要用于計量中低壓配電的三相電氣參數,采集狀態(tài)量并控制斷路器,可靈活安裝于配電箱內,自帶開口式互感器,可實現(xiàn)不停電安裝,具備RS485、4G、LoRaWan無線通信功能,適用于配電系統(tǒng)數字化改造。 | 微電網數字化改造 | |
物聯(lián)網儀表 | ARCM300 | 三相交流電能計量、漏電電流測量、諧波分析、4路溫度采集功能,通過對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數實施監(jiān)控和管理,可采集狀態(tài)量或控制斷路器,具備RS485通訊或4G通訊功能。 | 微電網電氣消防和數字化改造 | |
直流電能表 | DJSF1352-RN | 可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率以及正反向電能等,配套霍爾傳感器(可選)。 | 直流計量 | |
馬達保護 | ARD3M | 電動機保護控制器,適用于額定電壓至660V的低壓電動機回路,集保護、測量、控制、通訊、運維于一體。其完善的保護功能確保電動機運行,強大的邏輯可編程功能可以滿足各種控制要求,多種可選配的通訊方式適應現(xiàn)場不同的總線通訊需求。 | 電機保護控制 | |
遙信遙控單元 | ARTU-KJ8 | 8路狀態(tài)量采集,8路控制輸出,導軌式安裝,485通訊,可實現(xiàn)斷路器或接觸器的遠程控制和狀態(tài)量采集。 | 狀態(tài)量采集和控制輸出 | |
充電樁 | AEV-AC007D | 7kW交流充電樁和30/60/120kW直流充電樁。具備測量、控制與保護的功能,如運行狀態(tài)監(jiān)測、故障狀態(tài)監(jiān)測、充電計量與計費以及充電過程的聯(lián)動控制等。 | 充電樁運營和充電控制 | |
智能網關 | ANet-2E4SM | 邊緣計算網關,嵌入式linux系統(tǒng),網絡通訊方式具備Socket方式,支持XML格式壓縮上傳,提供AES加密及MD5身份認證等需求,支持斷點續(xù)傳,支持Modbus、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104協(xié)議 | 電能、環(huán)境等數據采集、轉換和邏輯判斷 |
五、結語
零碳園區(qū)作為企業(yè)綠色轉型的新寵,雖然面臨著諸多挑戰(zhàn),但安科瑞EMS3.0平臺的出現(xiàn)為企業(yè)提供了有力的支持。通過智能調度與優(yōu)化、全景式能源分析、模塊化設計與高兼容性以及多能互補與智能管理等功能,安科瑞EMS3.0平臺幫助企業(yè)降低能耗、提高能源利用效率、減少碳排放,從而推動綠色轉型的實現(xiàn)。未來,隨著技術的不斷進步和應用的不斷深化,安科瑞EMS3.0平臺將在更多領域發(fā)揮重要作用,為企業(yè)綠色轉型貢獻更多力量。