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用戶側智能配電與智能用電係統的應用及未來

米兰  214400

張俊傑

摘要:隨著科技的發展,電力係統正逐步向智能化、數字、互聯網化邁進。智能配電與(yu) 智能用電是電力產(chan) 業(ye) 發展的重要方向,將為(wei) 傳(chuan) 統電力係統帶來的變革。本文將對智能配電和智能用電的概念、特點、關(guan) 鍵技術及應用進行詳細介紹。

一、智能配電概述

1.1概念:智能配電是在現有配電係統的基礎上,通過引入先進的信息通信技術(ICT)、物聯網技術和大數據技術,實現配電係統的實時監控、優(you) 化控製和自動運行,從(cong) 而提高配電係統的運行效率、**性和可靠性。

1.2特點:智能配電具有以下特點:(1)自動化程度高;(2)係統**性強;(3)係統可靠性高;(4)數據傳(chuan) 輸及處理能力強;(5)支持分布式能源接入。

1.3關(guan) 鍵技術:智能配電的關(guan) 鍵技術包括:(1)先進的信息通信技術;(2)物聯網技術;(3)大數據技術;(4)分布式控製係統技術;(5)智能電網技術。

二、智能用電概述

2.1概念:智能用電是指在用戶側(ce) 通過智能終端、自動化係統等設備實現用電信息的實時監測、分析和調度,提高用電效率、節能減排,從(cong) 而實現經濟、環保和可持續發展的目標。

2.2特點:智能用電具有以下特點:(1)實時監測和調度;(2)用電效率高;(3)節能減排;(4)用戶參與(yu) 度高;(5)支持新能源消納和儲(chu) 能技術。

2.3關(guan) 鍵技術:智能用電的關(guan) 鍵技術包括:(1)智能終端技術;(2)自動化係統技術;(3)能源管理係統技術;(4)需求響應技術;(5)電力電子技術。

三、智能配電與(yu) 智能用電的應用

3.1電力市場:智能配電與(yu) 智能用電技術的應用有助於(yu) 形成新型電力市場,實現電力市場的公平競爭(zheng) ,提高電力市場的運行效率。

3.2可再生能源接入:通過智能配電與(yu) 智能用電技術,可再生能源(如太陽能、風能等)可以接入電網,提高電力係統的清潔能源比例,降低對環境的影響。

3.3微電網與(yu) 分布式能源:智能配電與(yu) 智能用電技術為(wei) 微電網和分布式能源的發展提供了技術支持,可以提高其接入和運行效率,促進能源的局部消納,降低能源傳(chuan) 輸損失。

3.4需求側(ce) 管理:通過智能用電技術,用戶可以實現用電需求的實時監控和調度,優(you) 化用電結構,降低用電成本,提高用電效率。

3.5智能家居與(yu) 建築:智能用電技術在智能家居與(yu) 建築領域的應用,可以實現對家庭和建築物的用電設備的遠程控製、定時控製、智能調度等功能,提高生活品質和節能減排。

3.6電動汽車充電基礎設施:智能配電與(yu) 智能用電技術在電動汽車充電基礎設施建設中發揮重要作用,可以實現充電樁的智能調度、優(you) 化充電策略,提高充電效率,減少電網負荷。

1 智能配電與(yu) 智能用電的意義(yi)

電網的發、輸、配電智能化程度比較高,國網和南網每年在自動化、信息化領域百億(yi) 級別的投資,大幅度提升了電網智能化水平。相對來說,用戶側(ce) 的配電和用電智能化水平就比較低了。傳(chuan) 統電網用戶側(ce) 隻是電力的消耗者,智能化程度對電網影響不大,但是隨著雙碳政策的落實和新能源的高速發展,新型電力係統中新能源發電的占比越來越大,用戶側(ce) 不光是消耗能源,越來越多的用戶也參與(yu) 新能源發電,用戶側(ce) 和電網的互動越來越頻繁和深入。新能源是不穩定的能源,用戶側(ce) 需要配置儲(chu) 能或者配合電網需求響應來促進新能源的消納,保障電網**穩定運行。這種情況下用戶側(ce) 的智能配電和智能用電建設就顯得尤為(wei) 重要,這也將是新型電力係統發展的重要方向。

AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理平台實現用戶側(ce) 智能配電和智能用電管理,結合物聯網、大數據技術,可實現企業(ye) 微電網中低壓電力監控、能耗統計、電能質量分析及治理、照明控製、主要負荷監控、充電樁運營管理、光伏發電監控、儲(chu) 能管理等功能,提高企業(ye) 配電和用電智能化,滿足企業(ye) 用電可靠、**、節約、有序用電要求。

 

1 AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理平台網絡結構

2 智能配電應用

AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理平台通過配置微機保護裝置、智能儀(yi) 表、電能質量監測和治理裝置、儲(chu) 能係統等,實現用戶側(ce) 配電係統的實時監控、優(you) 化控製和自動運行,從(cong) 而提高配電係統的運行效率、**性和可靠性。

2.1 電力監控

對企業(ye) 高低壓變配電係統的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償(chang) 櫃及電纜等配電相關(guan) 設備的電氣參數、運行狀態、接點溫度進行實時監測和控製,監測企業(ye) 微電網主要回路的電能質量並進行治理,對故障及時處理並發出告警信息,提高企業(ye) 供電可靠性。

 

2 電力監控功能

2.2光伏發電監控

監測企業(ye) 分布式光伏電站運行情況,包括逆變器運行數據、光伏發電效率分析、發電量及收益統計以及光伏發電功率控製。

 

光伏發電監控

2.3儲(chu) 能管理

監測儲(chu) 能係統(EMS)、電池管理係統(BMS)和儲(chu) 能變流器(PCS)運行模式、控製策略,監測電池電流、溫度、SOC/SOH,檢測係統絕緣狀況,並根據企業(ye) 峰穀特點和電價(jia) 波動以及上級平台指令設置儲(chu) 能係統的充放電策略,控製儲(chu) 能係統充放電,實現削峰填穀,降低企業(ye) 用電成本。  

 

儲(chu) 能係統監控

2.4電能質量監測和治理

在新型的電力係統中由於(yu) 整流、變頻、開關(guan) 電源等設備大量使用,會(hui) 產(chan) 生大量的諧波,諧波汙染嚴(yan) 重可能導致電容器無法正常工作、電纜異常發熱、損壞電子設備。通過配置電能質量監測裝置和電能質量治理裝置可以**濾除配電係統中的諧波,改善電能質量,提高功率因數,保障配電係統**運行。

 

電能質量監測和治理

2.5智能配電設備選型

要實現配電係統的智能化管理,除了係統外還需要各種監測和控製設備,具體(ti) 包括高低壓配電綜合保護和監測產(chan) 品、電能質量在線監測裝置、電能質量治理、交直流智能儀(yi) 表、測溫裝置等等,見表1。

 

1 企業(ye) 智能配電部分硬件設備

 

3 智能用電應用

AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理平台統計企業(ye) 的能耗數據,幫助企業(ye) 製定節能降耗計劃,並通過平台執行優(you) 化控製來降低企業(ye) 碳排放,包括照明控製、空調控製、電機保護控製、充電樁運營管理、需求響應等等,讓企業(ye) 有序、智慧用電。

3.1 能耗分析

采集企業(ye) 電、水、燃氣等能源消耗,進行分類分項能耗統計,計算單位麵積或單位產(chan) 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(ye) 碳排放,為(wei) 企業(ye) 製定碳達峰、碳中和路線提供數據支持。

 

6 能耗分析功能

3.2 照明控製

智能照明控製功能可以根據企業(ye) 情況實現定時控製、光照感應控製、場景控製、調光控製等,並結合紅外傳(chuan) 感器、超聲波傳(chuan) 感器,實現人來燈亮、人走燈滅,並可以根據係統的控製策略實現集中控製,為(wei) 企業(ye) 節約照明用電。

 

7 照明控製功能

3.3 充電樁運營管理 

監測企業(ye) 充電樁的運行狀態,提供充電樁收費管理和狀態監測功能,並根據企業(ye) 負荷率變化調節充電樁功率,使企業(ye) 微電網**平穩運行。

 

8 充電樁管理

3.4 需求管理

根據企業(ye) 負荷波動數據,再結合上級平台的調度指令,決(jue) 定以何種方式參與(yu) 電網需求響應,平台可通過給儲(chu) 能係統下發控製策略,調整充發電時間。平台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,並且可以根據企業(ye) 可控負荷數據製定需求響應控製策略,實現一鍵響應。

 

9 AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理平台需求響應示意圖

3.5  智能用電設備選型

新米兰体育智能用電設備包括各類智能電表、物聯網電表、照明控製傳(chuan) 感器、新能源充電樁、電氣消防類解決(jue) 方案等,可以為(wei) 企業(ye) 智能用電提供一站式服務能力,設備選型見表2。




 2 企業(ye) 智能用電部分硬件設備

4 結束語

智能配電與(yu) 智能用電是電力產(chan) 業(ye) 發展的重要方向,其核心在於(yu) 通過先進的信息通信技術、物聯網技術和大數據技術,實現企業(ye) 供配電係統的實時監控、優(you) 化控製和自動運行。智能配電與(yu) 智能用電的發展將帶來電力市場、可再生能源接入、微電網與(yu) 分布式能源、需求側(ce) 管理、智能家居與(yu) 建築以及電動汽車充電基礎設施等方麵的變革,為(wei) 電力產(chan) 業(ye) 的可持續發展提供強有力的支持。在未來,智能配電與(yu) 智能用電將成為(wei) 電力係統的重要組成部分,促進電力產(chan) 業(ye) 邁向新的發展階段。