胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

   摘要：電力是國民經(jīng)濟和居民生活的命脈，為貫徹落實(shí)國家對于節能減排工作的總體部署，深入推進(jìn)電力需求側管理工作、本文從電力需求側能效管理平臺所要實(shí)現的功能與應用信息技術(shù)兩個(gè)方面，著(zhù)重介紹平臺研究建立的節電效益計算分析模型及應用GPRS技術(shù)的用電設備在線(xiàn)監測功能開(kāi)發(fā)，通過(guò)示例對分析模型的正確性與在線(xiàn)監測功能的可行性進(jìn)行驗證。

   關(guān)鍵詞：電力需求側；管理平臺；建設

1引言

   電力需求側管理( DSM)是指以提高終端用電效率和優(yōu)化用電的方式,對同樣的用電功能來(lái)說(shuō)為了能達到節約能源和環(huán)境保護的目的,將其電量消耗和電力需求進(jìn)行減少的過(guò)程。它改變了傳統的只單純依靠擴大供應能力以滿(mǎn)足日益增長(cháng)的電力需要的方式這種管理模式,能夠在更高層次上處理供應側和需求側的關(guān)系。電力需求側管理的主要任務(wù)就是要解決電網(wǎng)在缺電的情況下,是如何做到供需平衡的問(wèn)題。但是值得注意的是,它的任務(wù)不單單是要解決電網(wǎng)缺電時(shí)候何如做到的供需平衡問(wèn)題,還有可以為電側和發(fā)電側的發(fā)展計劃提供翔實(shí)的數據,主要是通過(guò)研究用電側的過(guò)去、現在及將來(lái)的用電負荷的變化和發(fā)展情況，進(jìn)而使得電力的供需由消極平衡變?yōu)榉e極平衡。因此,需求側管理要建設出一個(gè)電力需求側管理系統，這樣就可以進(jìn)行異常龐大的數據分析和數據存儲,從而幫助供電企業(yè)處理需求側信息，以分析市場(chǎng)狀況，并且預測未來(lái)發(fā)展從而實(shí)現相應的負荷管理措施。

2電力需求側管理系統的設計思路

   電力需求側能效管理平臺以提升電力需求側的管理水平，拓展電網(wǎng)的營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)。電力需求側能效管理平臺集需求側管理、合同能源管理、節能技術(shù)、數據庫技術(shù)等為一體，為供電企業(yè)采集、信息展示、信息化管理、合同能源管理、項目管理及用電設備在線(xiàn)監測、知識庫等服務(wù)。電力需求側能效管理平臺功能。

   一般來(lái)說(shuō),電力需求側能效管理平臺的建設，將推動(dòng)科學(xué)和合理用電，提高電網(wǎng)供需平衡水平;指導工業(yè)企業(yè)和其他客戶(hù)節約用電,安全用電,科學(xué)用電,提高電能的利用效率。同時(shí),將推動(dòng)節電項目實(shí)施，對已經(jīng)實(shí)施節電技術(shù)改造的企業(yè)進(jìn)行用能設備在線(xiàn)監測及節電改造經(jīng)濟效益分析，為企業(yè)節電改造及項目管理提供必要的信息支持。

3節電效益計算分析

3.1節電效益計算

   實(shí)施節電技術(shù)改造后,節電效益主要由投入單位資金的效益分享期節電量以及節電率進(jìn)行衡量,如果投入單位資金的效益在分享期的節電量和節電率水平高的話(huà),說(shuō)明此項目的節電效果就會(huì )越明顯。通過(guò)這兩個(gè)數據我們就可以對合同能源管理項目做出經(jīng)濟效益分析。

(1)節電量計算

   投人單位資金的效益分享期節電量:式中為投入單位資金的效益分享期節電量 ;為實(shí)施節電改造后設備的效益分享期累計節電量 ;M 為節電改造項目資金投入;Y 為實(shí)施節電改造后設備的壽命期 :f1(x，y)為節電技術(shù)實(shí)施前企業(yè)典型日負荷曲線(xiàn);f2(x，y)為節電技術(shù)實(shí)施后企業(yè)典型日負荷曲線(xiàn)。

(2)節電率計算

   節電率式中:為在可比條件下，節電技術(shù)實(shí)施前、后的年耗電量。

3.2經(jīng)濟效益分析

(1)年收益計算

   實(shí)施節電技術(shù)改造后經(jīng)濟效益可以按節電量計算年收益額，年收益額越高說(shuō)明項目的效果越好，按節電量計算年收益額Mn:式中:Mn為第n年節電技術(shù)節電量年收益額現值 ;P 為當年平均電價(jià) ;為折現率;為節電技術(shù)第n 年攤派的投資成本;n為計算期。

(2)收益期

   收益期是衡量一個(gè)節電改造項目的經(jīng)濟效益的重要指標，它的回收期越短,說(shuō)明經(jīng)濟效果就會(huì )越好。收益期T:式中T為收益期;為實(shí)施節電技術(shù)改造所產(chǎn)生的投資費用。

4GPRS的用能設備在線(xiàn)監測研究

4.1在線(xiàn)監測模塊組成

   電力需求側能效管理平臺在線(xiàn)監測模塊主要由電表數據采集點(diǎn)(即現場(chǎng)終端)[3]、通信通道和主站幾部分構成。

(1)電表數據采集點(diǎn)(現場(chǎng)端)

   電表的數據采集點(diǎn)一般位于企業(yè)節電改造設備的分站處,設備的用電數據由付費電表首先通過(guò) RS485 接口與雙絞線(xiàn)連接到位于分站的電表集中器，電表集中器再通過(guò) RS232 接口與GPRS透明數據傳輸終端相連

(2)主站

   主站主要采用GPRS 模塊，用于接收現場(chǎng)所采集到的表盤(pán)信息，目的就是要把相關(guān)的信息通過(guò)串口傳輸的形式輸給計算機。

4.2在線(xiàn)監測曲線(xiàn)

   在對節電改造設備運行進(jìn)行監測時(shí)根據所采集的設備用電數據系統將自動(dòng)繪制曲線(xiàn)，但由于GPRS傳輸可能導致接收節電改造設備的數據不準確，出現錯誤數據。針對出現的錯誤數據，平臺將自動(dòng)對設備總能量及用能量進(jìn)行修正，以達到設備在線(xiàn)監測曲線(xiàn)繪制要求。

5開(kāi)發(fā)電力需求側能效資源需要解決的問(wèn)題

   當前我國的 DSM 的工作核心已經(jīng)從移峰填谷為主向以提高能效為主轉變DSM 工作核心的轉變說(shuō)明了電力需求側能效管理的重要性和緊迫性。目前,能效資源的研究還沒(méi)有形成系統的發(fā)展體系開(kāi)發(fā)過(guò)程中還面臨著(zhù)諸多的問(wèn)題 :

(1)尋求甄別需求側能效資源的科學(xué)方法并制定合理規劃的有效工具。能效資源種類(lèi)的復雜性、開(kāi)發(fā)的隨意性和無(wú)序性.致使開(kāi)發(fā)成本較高。因此,科學(xué)的甄別方法和有效的規劃工具是十分重要的。

(2)如何讓能效資源與 DR 資源和分布式發(fā)電等需求側資源相得益彰地發(fā)展并與其供應側資源綜合進(jìn)行資源戰略規劃,充分發(fā)揮各種資源在電力市場(chǎng)中的作用。

(3)在能效資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中，能效項目節能效益分配一般只考慮合同能效管理模式下的實(shí)施方法與用戶(hù)的效益,很少甚至沒(méi)有考慮其他利益相關(guān)方面的節能效益,不利于該項目的推廣。

(4)在需求側能效項目實(shí)施過(guò)程中缺乏激勵與補償機制的有效手段,影響了利益相關(guān)者的積極性。

6平臺介紹

           AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)系統通過(guò)在源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個(gè)關(guān)鍵節點(diǎn)安裝監測、分析、保護、治理裝置，通過(guò)高性能邊緣計算網(wǎng)關(guān)采集數據并上傳至企業(yè)微網(wǎng)平臺。平臺根據電網(wǎng)價(jià)格、用電負荷、電網(wǎng)調度指令等情況，調整各系統控制策略并遠程下發(fā)，使企業(yè)微電網(wǎng)始終合理穩定運行，降低企業(yè)用電成本，實(shí)現能源互聯(lián)、信息互動(dòng)。

6.1業(yè)務(wù)邏輯圖

6.2平臺架構

6.3組網(wǎng)結構

6.4平臺功能

6.5主要功能

6.5.1電力監控

   實(shí)現電力系統的五遙功能，根據現場(chǎng)情況進(jìn)行頁(yè)面組態(tài)繪制配電一次圖監視，能實(shí)現曲線(xiàn)趨勢分析，對電力參數進(jìn)行集抄，查看綜保SOE事件，查看故障錄波，對電力參數進(jìn)行平均值統計，對主要設備進(jìn)行監測如：直流屏、發(fā)電機、變壓器等。

6.5.2電能管理

   提供用電集抄，用電統計，分時(shí)段用電統計，用電同環(huán)比分析，分組用電統計等功能。

6.5.3電能質(zhì)量

   提供電能質(zhì)量的穩態(tài)監測，諧波頻譜圖分析，曲線(xiàn)分析，SOE事件，ITIC、SEMI容忍度曲線(xiàn)分析、故障錄波等功能。

6.5.4能耗分析

   提供支路能耗統計，分組能耗統計，能耗折標統計，能耗同環(huán)比分析，能源流向圖等功能。

6.5.5分布式光伏

   提供光伏電站運行監視，逆變器運行監視，電站發(fā)電統計，逆變器發(fā)電統計，光伏電站配電監測，逆變器曲線(xiàn)分析等功能。

6.5.6檔案、運維

   提供設備定義，設備檔案管理，設備保養報表，設備二維碼維護等功能。提供任務(wù)管理，巡檢記錄，缺陷記錄，消警記錄，搶修記錄，通知工單等功能。

6.6硬件選型

7結語(yǔ)

   本文對電力需求側能效管理平臺的在線(xiàn)監測和節電效益分析的功能進(jìn)行了深入地研究,實(shí)踐了電力需求側能效管理平臺可以實(shí)時(shí)得到設備運行數據，并通過(guò)這些運行數據，自動(dòng)計算出項目節電效益等功能。電力需求側能效管理平臺的建設能為用戶(hù)直觀(guān)展示項目實(shí)施效果和設備運行狀況，同時(shí)為節電改造項目的管理起到了重要作用。

參考文獻

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[6]企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版.