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用户侧(cè)智能配电与智能用电系统(tǒng)的应(yīng)用及未来(lái)
2023-05-23 13:27:28
安科瑞赵雨18861629037
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  摘要:隨著科技的发(fā)展,电力系统(tǒng)正逐步向智能化、数(shù)字化、互联(lián)网(wǎng)化迈进(jìn)。智能配电与智能用电是电力產(chǎn)业(yè)发(fā)展的重要方向,將为传统(tǒng)电力系统(tǒng)带来(lái)革命性的变革。本文將对(duì)智能配电和智能用电的概念、特点(diǎn)、关(guān)键技术(shù)及应(yīng)用进(jìn)行详细(xì)介绍。

  一、智能配电概述

  1.1概念:智能配电是在现(xiàn)有配电系统(tǒng)的基础(chǔ)上,通过(guò)引入先进(jìn)的信息通信技术(shù)(ICT)、物联(lián)网(wǎng)技术(shù)和大数(shù)据(jù)技术(shù),实(shí)现(xiàn)配电系统(tǒng)的实(shí)时(shí)监(jiān)控、*化控制和自动(dòng)运(yùn)行,从而提高配电系统(tǒng)的运(yùn)行效率、安全性和可靠性。

  1.2特点(diǎn):智能配电具有以下特点(diǎn):(1)自动(dòng)化程度高;(2)系统(tǒng)安全性强(qiáng);(3)系统(tǒng)可靠性高;(4)数(shù)据(jù)传输及处理能力强(qiáng);(5)支持分布式能源接入。

  1.3关(guān)键技术(shù):智能配电的关(guān)键技术(shù)包括:(1)先进(jìn)的信息通信技术(shù);(2)物联(lián)网(wǎng)技术(shù);(3)大数(shù)据(jù)技术(shù);(4)分布式控制系统(tǒng)技术(shù);(5)智能电网(wǎng)技术(shù)。

  二、智能用电概述

  2.1概念:智能用电是指在用户侧(cè)通过(guò)智能终端、自动(dòng)化系统(tǒng)等设(shè)备实(shí)现(xiàn)用电信息的实(shí)时(shí)监(jiān)测(cè)、分析和调(diào)度,提高用电效率、节(jié)能减排,从而实(shí)现(xiàn)经(jīng)济(jì)、环(huán)保和可持续(xù)发(fā)展的目標(biāo)。

  2.2特点(diǎn):智能用电具有以下特点(diǎn):(1)实(shí)时(shí)监(jiān)测(cè)和调(diào)度;(2)用电效率高;(3)节(jié)能减排;(4)用户参与度高;(5)支持新能源消纳和储(chǔ)能技术(shù)。

  2.3关(guān)键技术(shù):智能用电的关(guān)键技术(shù)包括:(1)智能终端技术(shù);(2)自动(dòng)化系统(tǒng)技术(shù);(3)能源管理系统(tǒng)技术(shù);(4)需求响应(yīng)技术(shù);(5)电力电子技术(shù)。

  三、智能配电与智能用电的应(yīng)用

  3.1电力市场(chǎng):智能配电与智能用电技术(shù)的应(yīng)用有助于形成新型电力市场(chǎng),实(shí)现(xiàn)电力市场(chǎng)的公平竞(jìng)爭(zhēng),提高电力市场(chǎng)的运(yùn)行效率。

  3.2可再生能源接入:通过(guò)智能配电与智能用电技术(shù),可再生能源(如太阳(yáng)能、风(fēng)能等)可以接入电网(wǎng),提高电力系统(tǒng)的清洁能源比例,降低对(duì)环(huán)境的影响。

  3.3微电网(wǎng)与分布式能源:智能配电与智能用电技术(shù)为微电网(wǎng)和分布式能源的发(fā)展提供了技术(shù)支持,可以提高其接入和运(yùn)行效率,促进(jìn)能源的局部消纳,降低能源传输损失。

  3.4需求侧(cè)管理:通过(guò)智能用电技术(shù),用户可以实(shí)现(xiàn)用电需求的实(shí)时(shí)监(jiān)控和调(diào)度,*化用电结(jié)构(gòu),降低用电成本,提高用电效率。

  3.5智能家居与建筑:智能用电技术(shù)在智能家居与建筑领(lǐng)域的应(yīng)用,可以实(shí)现(xiàn)对(duì)家庭和建筑物的用电设(shè)备的远(yuǎn)程控制、定时(shí)控制、智能调(diào)度等功能,提高生活品质(zhì)和节(jié)能减排。

  3.6电动(dòng)汽车充电基础(chǔ)设(shè)施:智能配电与智能用电技术(shù)在电动(dòng)汽车充电基础(chǔ)设(shè)施建设(shè)中发(fā)挥重要作用,可以实(shí)现(xiàn)充电桩的智能调(diào)度、*化充电策略,提高充电效率,减少电网(wǎng)负(fù)荷。

  1 智能配电与智能用电的意义

  电网(wǎng)的发(fā)、输、配电智能化程度比较高,国(guó)网(wǎng)和南网(wǎng)每年在自动(dòng)化、信息化领(lǐng)域百亿*別的投资,大幅度提升了电网(wǎng)智能化水平。相对(duì)来(lái)说(shuō),用户侧(cè)的配电和用电智能化水平就比较低了。传统(tǒng)电网(wǎng)用户侧(cè)只是电力的消耗者,智能化程度对(duì)电网(wǎng)影响不大,但是隨著双碳政策的落实(shí)和新能源的高速发(fā)展,新型电力系统(tǒng)中新能源发(fā)电的占比越来(lái)越大,用户侧(cè)不光是消耗能源,越来(lái)越多的用户也参与新能源发(fā)电,用户侧(cè)和电网(wǎng)的互动(dòng)越来(lái)越频繁和深入。新能源是不稳(wěn)定的能源,用户侧(cè)需要配置储(chǔ)能或者配合电网(wǎng)需求响应(yīng)来(lái)促进(jìn)新能源的消纳,保障电网(wǎng)安全稳(wěn)定运(yùn)行。这种情况下用户侧(cè)的智能配电和智能用电建设(shè)就显得尤为重要,这也將是新型电力系统(tǒng)发(fā)展的重要方向。

  AcrelEMS企业(yè)微电网(wǎng)能效管理平臺(tái)实(shí)现(xiàn)用户侧(cè)智能配电和智能用电管理,结(jié)合物联(lián)网(wǎng)、大数(shù)据(jù)技术(shù),可实(shí)现(xiàn)企业(yè)微电网(wǎng)中低压电力监(jiān)控、能耗统(tǒng)计(jì)、电能质(zhì)量分析及治理、照明控制、主要负(fù)荷监(jiān)控、充电桩运(yùn)营(yíng)管理、光伏发(fā)电监(jiān)控、储(chǔ)能管理等功能,提高企业(yè)配电和用电智能化,满足企业(yè)用电可靠、安全、节(jié)约、有序用电要求。

图1 AcrelEMS企业(yè)微电网(wǎng)能效管理平臺(tái)网(wǎng)络(luò)结(jié)构(gòu)

  2 智能配电应(yīng)用

  AcrelEMS企业(yè)微电网(wǎng)能效管理平臺(tái)通过(guò)配置微机(jī)保护(hù)装置、智能仪表、电能质(zhì)量监(jiān)测(cè)和治理装置、储(chǔ)能系统(tǒng)等,实(shí)现(xiàn)用户侧(cè)配电系统(tǒng)的实(shí)时(shí)监(jiān)控、*化控制和自动(dòng)运(yùn)行,从而提高配电系统(tǒng)的运(yùn)行效率、安全性和可靠性。

  2.1 电力监(jiān)控

  对(duì)企业(yè)高低压变配电系统(tǒng)的变压器、断路器、直流屏、母排、无(wú)功补(bǔ)偿柜及电缆等配电相关(guān)设(shè)备的电气参数(shù)、运(yùn)行状態(tài)、接点(diǎn)温度进(jìn)行实(shí)时(shí)监(jiān)测(cè)和控制,监(jiān)测(cè)企业(yè)微电网(wǎng)主要回路的电能质(zhì)量并进(jìn)行治理,对(duì)故障及时(shí)处理并发(fā)出告警信息,提高企业(yè)供电可靠性。

图2 电力监(jiān)控功能

  2.2光伏发(fā)电监(jiān)控

  监(jiān)测(cè)企业(yè)分布式光伏电站运(yùn)行情况,包括逆变器运(yùn)行数(shù)据(jù)、光伏发(fā)电效率分析、发(fā)电量及收益统(tǒng)计(jì)以及光伏发(fā)电功率控制。

图3 光伏发(fā)电监(jiān)控

  2.3储(chǔ)能管理

  监(jiān)测(cè)储(chǔ)能系统(tǒng)(EMS)、电池管理系统(tǒng)(BMS)和储(chǔ)能变流器(PCS)运(yùn)行模式、控制策略,监(jiān)测(cè)电池电流、温度、SOC/SOH,检测(cè)系统(tǒng)*缘状况,并根据(jù)企业(yè)峰谷特点(diǎn)和电价(jià)波动(dòng)以及上*平臺(tái)指令设(shè)置储(chǔ)能系统(tǒng)的充放电策略,控制储(chǔ)能系统(tǒng)充放电,实(shí)现(xiàn)削峰填谷,降低企业(yè)用电成本。

图4 储(chǔ)能系统(tǒng)监(jiān)控

  2.4电能质(zhì)量监(jiān)测(cè)和治理

  在新型的电力系统(tǒng)中由于整流、变频、开(kāi)关(guān)电源等设(shè)备大量使用,会(huì)產(chǎn)生大量的谐波,谐波污染严(yán)重可能导(dǎo)致电容器无(wú)法正常工作、电缆异常发(fā)热、损坏电子设(shè)备。通过(guò)配置电能质(zhì)量监(jiān)测(cè)装置和电能质(zhì)量治理装置可以有效滤除配电系统(tǒng)中的谐波,改善电能质(zhì)量,提高功率因数(shù),保障配电系统(tǒng)安全运(yùn)行。

图5 电能质(zhì)量监(jiān)测(cè)和治理

  2.5智能配电设(shè)备选型

  要实(shí)现(xiàn)配电系统(tǒng)的智能化管理,除了系统(tǒng)外还需要各种监(jiān)测(cè)和控制设(shè)备,具体包括高低压配电综合保护(hù)和监(jiān)测(cè)產(chǎn)品、电能质(zhì)量在线监(jiān)测(cè)装置、电能质(zhì)量治理、交直流智能仪表、测(cè)温装置等等,见(jiàn)表1。

表1 企业(yè)智能配电部分硬件设(shè)备

  

  3 智能用电应(yīng)用

  AcrelEMS企业(yè)微电网(wǎng)能效管理平臺(tái)统(tǒng)计(jì)企业(yè)的能耗数(shù)据(jù),帮助企业(yè)制定节(jié)能降耗计(jì)划,并通过(guò)平臺(tái)执(zhí)行*化控制来(lái)降低企业(yè)碳排放,包括照明控制、空调(diào)控制、电机(jī)保护(hù)控制、充电桩运(yùn)营(yíng)管理、需求响应(yīng)等等,让企业(yè)有序、智慧用电。

  3.1 能耗分析

  采集企业(yè)电、水、燃?xì)獾饶茉聪模M(jìn)行分类分项(xiàng)能耗统(tǒng)计(jì),计(jì)算单位面积或单位產(chǎn)品的能耗数(shù)据(jù)以及趋势(shì),对(duì)標(biāo)主要用能设(shè)备能效进(jìn)行能效诊断,计(jì)算企业(yè)碳排放,为企业(yè)制定碳达(dá)峰、碳中和路线提供数(shù)据(jù)支持。

图6 能耗分析功能

  3.2 照明控制

  智能照明控制功能可以根据(jù)企业(yè)情况实(shí)现(xiàn)定时(shí)控制、光照感应(yīng)控制、场(chǎng)景控制、调(diào)光控制等,并结(jié)合红外传感器、超声波传感器,实(shí)现(xiàn)人来(lái)灯亮、人走灯灭,并可以根据(jù)系统(tǒng)的控制策略实(shí)现(xiàn)集中控制,为企业(yè)节(jié)约照明用电。

图7 照明控制功能

  3.3 充电桩运(yùn)营(yíng)管理

  监(jiān)测(cè)企业(yè)充电桩的运(yùn)行状態(tài),提供充电桩收费(fèi)管理和状態(tài)监(jiān)测(cè)功能,并根据(jù)企业(yè)负(fù)荷率变化调(diào)节(jié)充电桩功率,使企业(yè)微电网(wǎng)安全平稳(wěn)运(yùn)行。

图8 充电桩管理

  3.4 需求管理

  根据(jù)企业(yè)负(fù)荷波动(dòng)数(shù)据(jù),再结(jié)合上*平臺(tái)的调(diào)度指令,决定以何种方式参与电网(wǎng)需求响应(yīng),平臺(tái)可通过(guò)给储(chǔ)能系统(tǒng)下发(fā)控制策略,调(diào)整充发(fā)电时(shí)间。平臺(tái)在需求响应(yīng)时(shí)间段调(diào)整可控负(fù)荷功率,停止给可中断负(fù)荷供电,并且可以根据(jù)企业(yè)可控负(fù)荷数(shù)据(jù)制定需求响应(yīng)控制策略,实(shí)现(xiàn)一键响应(yīng)。

图9 AcrelEMS企业(yè)微电网(wǎng)能效管理平臺(tái)需求响应(yīng)示意图

  3.5 智能用电设(shè)备选型

  安科瑞智能用电设(shè)备包括各类智能电表、物联(lián)网(wǎng)电表、照明控制传感器、新能源充电桩、电气消防类解决方案等,可以为企业(yè)智能用电提供一站式服务(wù)能力,设(shè)备选型见(jiàn)表2。

表2 企业(yè)智能用电部分硬件设(shè)备

  4 结(jié)束语(yǔ)

  智能配电与智能用电是电力產(chǎn)业(yè)发(fā)展的重要方向,其核心在于通过(guò)先进(jìn)的信息通信技术(shù)、物联(lián)网(wǎng)技术(shù)和大数(shù)据(jù)技术(shù),实(shí)现(xiàn)企业(yè)供配电系统(tǒng)的实(shí)时(shí)监(jiān)控、*化控制和自动(dòng)运(yùn)行。智能配电与智能用电的发(fā)展將带来(lái)电力市场(chǎng)、可再生能源接入、微电网(wǎng)与分布式能源、需求侧(cè)管理、智能家居与建筑以及电动(dòng)汽车充电基础(chǔ)设(shè)施等方面的变革,为电力產(chǎn)业(yè)的可持续(xù)发(fā)展提供强(qiáng)有力的支持。在未来(lái),智能配电与智能用电將成为电力系统(tǒng)的重要组成部分,促进(jìn)电力產(chǎn)业(yè)迈向新的发(fā)展阶段。


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