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基于電力需求側能效管理平臺的建設及應用
發(fa)布時間：2023-06-26 13:20 作者(zhe)：admin 次數：次
摘(zhai)要：電(dian)力是國(guo)民(min)經濟和(he)居民(min)生活的命脈，為貫徹(che)落實國(guo)家對于(yu)節能減排工(gong)作的總體部署(shu)，深入推進電(dian)力需(xu)求側管(guan)理(li)工(gong)作、本文從電(dian)力需(xu)求側能效管(guan)理(li)平臺(tai)所要實現的功能與應用信(xin)息技術兩個方面，著(zhu)重介紹(shao)平臺(tai)研究建立(li)的節電(dian)效益計算分(fen)析模型及應用GPRS技(ji)術的(de)(de)用電設備在線監測功能開發，通過示(shi)例對(dui)分析模型的(de)(de)正(zheng)確性與在線監測功能的(de)(de)可行性進行驗(yan)證。

   關鍵詞：電力需求側；管理平臺(tai)；建設
 
1引(yin)言(yan)
   電力需(xu)求(qiu)側管理( DSM)是指以(yi)提高(gao)終端用(yong)(yong)電效率和優化(hua)用(yong)(yong)電的方(fang)式,對同(tong)樣的用(yong)電(dian)功能(neng)(neng)來說為了能(neng)(neng)達到節約能(neng)(neng)源和環境保護(hu)的目的,將其電量消耗和電力(li)需(xu)(xu)求進行減少的(de)過程。它改變了傳統的(de)只單(dan)純依靠擴(kuo)大供應能力(li)以滿足(zu)日(ri)益增長(chang)的(de)電力(li)需(xu)(xu)要的(de)方式這種管理模式,能(neng)夠(gou)在(zai)更高(gao)層次上處理(li)供應側和(he)需求側的(de)關(guan)系。電力需求側管(guan)理(li)的(de)主要任(ren)務就是(shi)要解決電網在(zai)缺(que)電的(de)情況下(xia),是(shi)(shi)如何做(zuo)到(dao)供需平衡的(de)問題。但是(shi)(shi)值得注意的(de)是(shi)(shi),它的(de)任(ren)務不單單是要解決(jue)電網缺電時候何如做到的(de)供需(xu)平衡問題(ti),還(huan)有(you)可以為電側和發電側的發展計劃提供翔實的數據,主要是通過(guo)研(yan)究(jiu)用電側的(de)過(guo)去、現(xian)在及(ji)將來的(de)用電負荷的(de)變化和發展情況(kuang)，進而使(shi)得電力的(de)供需由(you)消極平衡(heng)變為積(ji)極平衡(heng)。因此,需求側(ce)管理要(yao)建設(she)出一個電力需求側(ce)管理系統，這樣就(jiu)可以進行異(yi)常龐大(da)的數據(ju)分析(xi)和(he)數據(ju)存(cun)儲(chu),從(cong)而(er)幫助(zhu)供電企業處理(li)需求側(ce)信(xin)息，以分(fen)析市場狀(zhuang)況，并且預測未來(lai)發展從(cong)而(er)實現相應的負荷管理(li)措施。
 

2電力需求側管理(li)系統的設計思路
   電(dian)力需(xu)求(qiu)(qiu)側(ce)(ce)能效管(guan)(guan)理(li)(li)平臺以提升電(dian)力需(xu)求(qiu)(qiu)側(ce)(ce)的(de)管(guan)(guan)理(li)(li)水平，拓展電(dian)網的(de)營(ying)銷服務。電(dian)力需(xu)求(qiu)(qiu)側(ce)(ce)能效管(guan)(guan)理(li)(li)平臺集(ji)(ji)需(xu)求(qiu)(qiu)側(ce)(ce)管(guan)(guan)理(li)(li)、合(he)同能源(yuan)管(guan)(guan)理(li)(li)、節能技術、數(shu)據(ju)庫(ku)技術等為一體，為供(gong)電(dian)企業(ye)提供(gong)客(ke)戶數(shu)據(ju)采集(ji)(ji)、信(xin)息展示、信(xin)息化管(guan)(guan)理(li)(li)、合(he)同能源(yuan)管(guan)(guan)理(li)(li)、項(xiang)目管(guan)(guan)理(li)(li)及用電(dian)設備在線(xian)監(jian)測、知識庫(ku)等服務。電(dian)力需(xu)求(qiu)(qiu)側(ce)(ce)能效管(guan)(guan)理(li)(li)平臺功能。
   一般來說,電(dian)力需求側(ce)能效管理(li)平(ping)臺的建(jian)設(she)，將(jiang)推動科(ke)學和合理(li)用電(dian)，提高(gao)電(dian)網供(gong)需平(ping)衡水平(ping);指(zhi)導工業(ye)企業(ye)和其(qi)他客戶(hu)節約用電,安全(quan)用(yong)電(dian),科學用電,提高電能的利用效(xiao)率。同時,將推(tui)動(dong)節(jie)電項目實施，對已經實施節(jie)電技術改(gai)造(zao)的(de)企業(ye)進行用能(neng)設(she)備在線監(jian)測及節(jie)電改(gai)造(zao)經濟效益分析，為企業(ye)節(jie)電改(gai)造(zao)及項目管理(li)提供(gong)必要的(de)信息支持。
 

3節電效益(yi)計(ji)算分析
3.1節電效益計算
   實(shi)施節電技術(shu)改造(zao)后,節電(dian)效(xiao)益主(zhu)要(yao)由(you)投入單位資金的(de)效(xiao)益分享期節電(dian)量以及節電(dian)率進行衡(heng)量,如果投(tou)入單位資(zi)金的(de)(de)效益在(zai)分享期的(de)(de)節(jie)電量和節(jie)電率水平高的(de)(de)話,說明此項目的(de)節電效果(guo)就會越明顯。通(tong)過這兩個數據我們就可以對合同能源管(guan)理項目做出經濟效益分析。
(1)節電量計(ji)算
   投人(ren)單位(wei)資金的(de)效益分享期節電量(liang):式中為投入單(dan)位資金的效益分享期(qi)節電量 ;為實施節電(dian)(dian)改(gai)造后設備的效益分享期累(lei)計節電(dian)(dian)量 ;M 為節電改造項目資(zi)金投(tou)入(ru);Y 為實施(shi)節電改造后(hou)設(she)備的壽命期(qi):f1(x，y)為節(jie)電技術實施前企業(ye)典型日負荷(he)曲線;f2(x，y)為節電技術實施后企業典型(xing)日負(fu)荷曲(qu)線(xian)。
(2)節(jie)電(dian)率計算(suan)
   節(jie)電率式(shi)中:為在(zai)可比條件下，節(jie)電(dian)技術實(shi)施前、后的(de)年耗電(dian)量。
3.2經濟效(xiao)益分(fen)析
(1)年收益計算(suan)
   實施節(jie)電(dian)技(ji)術改造后經濟(ji)效益可以按節(jie)電(dian)量計(ji)算年收(shou)益額，年收(shou)益額越高說明項目的(de)效果越好，按節(jie)電(dian)量計(ji)算年收(shou)益額Mn:式中:Mn為(wei)第n年節電(dian)技術節電(dian)量(liang)年收益額現值 ;P 為當年平(ping)均電價 ;為(wei)折現率;為節電技(ji)術第n 年(nian)攤派的投資成本;n為計算期。
(2)收益期
   收(shou)益期是衡量一個節電改造項目的(de)經濟效益的(de)重要指標，它的(de)回收(shou)期越(yue)短(duan),說明經(jing)濟效果就會越好。收益(yi)期T:式中T為收(shou)益期;為實(shi)施節電技術改造所產(chan)生的投資費用。
 

4GPRS的用能(neng)設備(bei)在(zai)線監測研究
4.1在線監測模塊組成
   電力需求側能效(xiao)管理平(ping)臺在線(xian)監測模塊主要由電表數據采集點(即現場終端)[3]、通(tong)(tong)信通(tong)(tong)道(dao)和主站幾部(bu)分構成(cheng)。
(1)電表數據采集點(現場(chang)端)
   電表(biao)的數據(ju)采集點一般位于企業節(jie)電改造設(she)備的分站處,設備的用電數據由付費電表首先通(tong)過 RS485 接口與雙絞線連接到位(wei)于分站的電表(biao)集(ji)中(zhong)器，電表(biao)集(ji)中(zhong)器再通過 RS232 接口與GPRS透明數據傳輸終(zhong)端相連
(2)主站
   主站(zhan)主要采(cai)用GPRS 模塊(kuai)，用于接(jie)收現場(chang)所采集到的表盤信息，目(mu)的就是要把相關(guan)的信息通過串口(kou)傳輸(shu)的形式輸(shu)給計(ji)算(suan)機(ji)。
4.2在線監(jian)測曲(qu)線
   在對節電改造設備運行進行監測時(shi)根據所采集的設備用電數(shu)據系統(tong)將自動(dong)繪制曲線，但由于GPRS傳(chuan)輸可能(neng)導致接收節電改造設備的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)不準(zhun)確，出現錯誤數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)。針對(dui)出現的(de)錯誤數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)，平臺將自動對(dui)設備總能(neng)量(liang)及用能(neng)量(liang)進行修(xiu)正，以達到設備在線監(jian)測曲線繪(hui)制要(yao)求。
 

5開發電力需求側能效資源需要解決的(de)問題
   當前我國的(de) DSM 的工作核心已經從移峰填谷為主(zhu)向以提高能效為主(zhu)轉變DSM 工作核(he)心(xin)的轉變說明了電力需求側能效(xiao)管(guan)理的重要(yao)性和緊(jin)迫性。目(mu)前,能(neng)效資源的研究(jiu)還沒有(you)形成(cheng)系統的發(fa)展體系開(kai)發(fa)過程中(zhong)還面臨著諸多的問題 :
(1)尋求甄別需求側能效資源的(de)科學方法(fa)并制(zhi)定(ding)合理規(gui)劃的(de)有(you)效工具。能效資源種(zhong)類的(de)復(fu)雜(za)性、開發的(de)隨意性和無(wu)序性.致使開發成本較高。因此,科學的甄別方法(fa)和有效的規劃(hua)工(gong)具是十分重要的。
(2)如何讓能效資源(yuan)與 DR 資源(yuan)和分布式(shi)發電等需求側資源(yuan)相得益彰地(di)發展(zhan)并(bing)與其(qi)供(gong)應(ying)側資源(yuan)綜合進行資源(yuan)戰略(lve)規劃,充分發揮各種資源在(zai)電力市場中的作用。
(3)在能效(xiao)資源(yuan)開發(fa)過程中，能效(xiao)項目(mu)節(jie)能效(xiao)益分配一般只考慮合(he)同(tong)能效(xiao)管理(li)模(mo)式(shi)下(xia)的(de)實施方法與用戶的(de)效(xiao)益,很少甚(shen)至(zhi)沒有(you)考(kao)慮其(qi)他利益(yi)相關(guan)方面的(de)節能效益(yi),不利(li)于該項目(mu)的(de)推廣。
(4)在需(xu)求側能效(xiao)項(xiang)目實施過程中缺乏激勵與補償機制(zhi)的(de)有效(xiao)手段,影(ying)響了利益相關者的積極性。
 

6平臺(tai)介紹
           AcrelEMS企業(ye)微電網(wang)系統通過(guo)在(zai)源(yuan)、網(wang)、荷、儲、充的各個關鍵節點(dian)安裝(zhuang)監測、分(fen)析(xi)、保護、治(zhi)理裝(zhuang)置，通過(guo)高性能邊緣計算網(wang)關采集(ji)數(shu)據并上傳至企業(ye)微網(wang)平(ping)臺(tai)。平(ping)臺(tai)根據電網(wang)價格、用(yong)電負荷、電網(wang)調度指令(ling)等情況，調整各系統控制策略并遠程下發，使企業(ye)微電網(wang)始(shi)終合(he)理穩定(ding)運行(xing)，降低(di)企業(ye)用(yong)電成本，實現(xian)能源(yuan)互聯、信息互動。
6.1業務(wu)邏輯圖
 
6.2平臺(tai)架(jia)構
 
6.3組網(wang)結構(gou)
 
6.4平臺功能
 
6.5主要(yao)功能
6.5.1電力監控
   實(shi)現(xian)電力(li)系統的(de)五遙(yao)功能(neng)，根據現(xian)場情況進(jin)行頁面(mian)組態繪制配(pei)電一次(ci)圖監(jian)視，能(neng)實(shi)現(xian)曲線(xian)趨(qu)勢分(fen)析，對電力(li)參(can)數進(jin)行集抄，查看綜保(bao)SOE事件，查看(kan)故(gu)障錄波，對電(dian)力參數進(jin)行平均(jun)值(zhi)統計，對主要設備進(jin)行監(jian)測(ce)如：直流屏、發電(dian)機(ji)、變壓器等。
 
6.5.2電能管理
   提(ti)供用電(dian)集(ji)抄，用電(dian)統計(ji)，分時(shi)段(duan)用電(dian)統計(ji)，用電(dian)同(tong)環(huan)比分析，分組用電(dian)統計(ji)等功(gong)能。
 
6.5.3電能質量
   提供電(dian)能質量(liang)的穩態監測，諧波頻譜圖分(fen)析，曲線分(fen)析，SOE事件，ITIC、SEMI容忍度曲線分(fen)析、故障錄波等(deng)功能(neng)。
 
6.5.4能耗分析
   提供支(zhi)路能(neng)(neng)耗(hao)統計，分(fen)(fen)組能(neng)(neng)耗(hao)統計，能(neng)(neng)耗(hao)折標統計，能(neng)(neng)耗(hao)同環比(bi)分(fen)(fen)析，能(neng)(neng)源流向圖等功能(neng)(neng)。
 
6.5.5分布式光(guang)伏
   提供光伏(fu)電(dian)(dian)(dian)站運行(xing)監視，逆(ni)(ni)變器運行(xing)監視，電(dian)(dian)(dian)站發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)統計，逆(ni)(ni)變器發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)統計，光伏(fu)電(dian)(dian)(dian)站配電(dian)(dian)(dian)監測(ce)，逆(ni)(ni)變器曲線分析等功能。
 
6.5.6檔案、運(yun)維(wei)
   提(ti)供設(she)備定義，設(she)備檔(dang)案管(guan)理(li)，設(she)備保(bao)養(yang)報(bao)表，設(she)備二維碼維護(hu)等(deng)功能(neng)。提(ti)供任務管(guan)理(li)，巡檢記(ji)(ji)錄，缺陷記(ji)(ji)錄，消警記(ji)(ji)錄，搶修記(ji)(ji)錄，通知工單等(deng)功能(neng)。
 
6.6硬件選型
 
 
7結語
   本文對電力需(xu)求側(ce)能效管理平臺的在(zai)線監測和節電效益分析的功能進行了(le)深入地研究(jiu),實(shi)踐了(le)電(dian)力(li)(li)需(xu)求(qiu)側能效(xiao)(xiao)管理平(ping)臺可(ke)以實(shi)時(shi)得到設備運行(xing)數據(ju)，并通過這些運行(xing)數據(ju)，自(zi)動(dong)計算出(chu)項目節電(dian)效(xiao)(xiao)益等功能。電(dian)力(li)(li)需(xu)求(qiu)側能效(xiao)(xiao)管理平(ping)臺的(de)建設能為用戶(hu)直觀展示項目實(shi)施效(xiao)(xiao)果和設備運行(xing)狀(zhuang)況(kuang)，同時(shi)為節電(dian)改造(zao)項目的(de)管理起到了(le)重要(yao)作用。
參考文(wen)獻
[1]王行龍(long).電力(li)需求側(ce)能效管理平臺建設及應用.
[2]劉洪琳(lin)，電力(li)需求(qiu)側管理系(xi)統的設(she)計與實現[J].四川電(dian)力(li)技術,2010(5)
[3]王梅霖，電力需(xu)求側(ce)管(guan)理研究[J]浙江電力,1999(4).
[4]楊威(wei)·電力需求側能效資源開(kai)發理論(lun)初探[J].廣西電力(li),2007.
[5]智(zhi)能電網用戶端(duan)電力監控/電(dian)能管理/電氣安全（產品報價(jia)手(shou)冊）.2023.01版
[6]企(qi)業(ye)微電網設計與應用手冊.2022.05版(ban).
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