作為典型的人口聚集和負(fù)荷密集地區(qū)，上海具有外來電比例高、地方資源稟賦不足的特點(diǎn)。從發(fā)電側(cè)來看，近年來上海風(fēng)、光等新能源發(fā)電裝機(jī)比例逐年提高，傳統(tǒng)火電逐漸成為調(diào)節(jié)發(fā)電資源；從負(fù)荷側(cè)來看，上海以第三產(chǎn)業(yè)為主，夏冬負(fù)荷峰谷差逐年拉大，峰谷差48.5%（1312萬公斤）。可調(diào)負(fù)荷資源超過8760MW，包括工業(yè)負(fù)荷1230MW、商業(yè)負(fù)荷2160MWMW、電動(dòng)汽車負(fù)荷為1000MW，上海企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化程度較高，虛擬電廠在上海具有du特的發(fā)展條件。上海也成為中國建設(shè)虛擬電廠的城市之一，并取得了一定的成效。

(本文部分資料來自微信微信guan方賬號(hào):電氣思享《上海虛擬電廠實(shí)踐探索》)

1上海黃浦區(qū)商業(yè)建筑虛擬電廠示范工程

  2020年上海市公共建筑能耗分析報(bào)告指出，在上海市建筑分項(xiàng)用電數(shù)據(jù)中，空調(diào)設(shè)備和照明電氣設(shè)備占總用電量的70%以上。在以空調(diào)負(fù)荷和照明負(fù)荷為主的負(fù)荷體系下，商業(yè)建筑的負(fù)荷具有靈活可調(diào)的性能，可以在電力市場的調(diào)峰和經(jīng)濟(jì)價(jià)值中發(fā)揮巨大的作用。

  黃浦區(qū)作為上海商業(yè)建筑的密集聚集區(qū)，擁有200多棟大型商業(yè)建筑，在原有建筑中配備能耗監(jiān)測裝置，具備完整的數(shù)字基礎(chǔ)條件，實(shí)施需求響應(yīng)項(xiàng)目非常重要。目前，黃浦區(qū)約50%的商業(yè)建筑已接入虛擬電廠平臺(tái)。根據(jù)用戶參與情況，對(duì)優(yōu)質(zhì)資源進(jìn)行自動(dòng)需求改造，利用自動(dòng)需求響應(yīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶側(cè)設(shè)備的調(diào)控。截至2021年，上海市黃浦區(qū)智能虛擬電廠平臺(tái)已納入黃浦區(qū)130棟商業(yè)建筑，注冊(cè)響應(yīng)資源約60MW商業(yè)建筑需求響應(yīng)資源，包括冷水機(jī)組、風(fēng)冷熱泵、電熱鍋爐、動(dòng)力照明、充電樁等大量可控用電設(shè)備。黃浦區(qū)虛擬電廠在不降低用戶用能體驗(yàn)的前提下，實(shí)現(xiàn)了一樓一策的個(gè)性化定制。

2上海嘉定區(qū)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)智能充放電示范試點(diǎn)項(xiàng)目中

  嘉定是上海汽車產(chǎn)業(yè)的聚集地。嘉定供電公司與國家電網(wǎng)電動(dòng)汽車服務(wù)有限公司合作，開展電力物聯(lián)網(wǎng)智能充放電示范試點(diǎn)項(xiàng)目，應(yīng)用V2G技術(shù)和有序充電技術(shù)，協(xié)調(diào)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)的電力平衡，有效提高電動(dòng)汽車與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行的有序性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能、分布式電源、微電網(wǎng)等新型能源設(shè)備的即插即用、數(shù)據(jù)感知、采集和控制，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，運(yùn)行有序。智能有序充電建設(shè)通過靈活引導(dǎo)和主動(dòng)調(diào)控用戶充電行為和能源使用行為，將配變峰值負(fù)荷降低30%以上，將80%的充電量優(yōu)化調(diào)整到配變負(fù)荷低谷，使配變接受充電樁的能力提高4倍，顯著提高配電網(wǎng)資源利用率，實(shí)現(xiàn)峰值填充。

3企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化是虛擬電廠基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

  從黃浦區(qū)商業(yè)建筑虛擬電廠示范試點(diǎn)項(xiàng)目和嘉定區(qū)電力物聯(lián)網(wǎng)智能充放電示范試點(diǎn)項(xiàng)目來看，虛擬電廠的建設(shè)對(duì)提高電網(wǎng)峰值和高效利用新能源具有重要作用，經(jīng)濟(jì)效益也非常明顯。

  上海之所以成為中國shou批建設(shè)虛擬電廠的城市之一，并能迅速取得成效，主要原因如下：一是上海是一個(gè)非常發(fā)達(dá)的商業(yè)大都市，也是一個(gè)電動(dòng)汽車庫存高的城市。空調(diào)、照明、充電樁在用戶負(fù)荷中所占比例較大，季節(jié)性因素容易導(dǎo)致峰谷差大，需要一定的調(diào)峰填谷手段，促進(jìn)新能源的充分消耗，保持電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行；二是以空調(diào)、照明、充電樁為主的商業(yè)負(fù)荷具有靈活可調(diào)的特點(diǎn)，大規(guī)?？煽刎?fù)荷聚合是虛擬電廠的必要條件；三是上海商業(yè)建筑基本配備能耗監(jiān)測裝置和能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了建筑能源的數(shù)字化管理，實(shí)施了完整的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了虛擬電廠的需求響應(yīng)，以較快的速度和較低的成本實(shí)現(xiàn)了虛擬電廠的建設(shè)和運(yùn)行，不受許多地區(qū)企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化水平低的瓶頸。

4如何建立企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化

  安科瑞在上海參與了上海某區(qū)191棟商業(yè)辦公樓能耗數(shù)字化管理系統(tǒng)（見圖1）等多個(gè)企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化建設(shè)項(xiàng)目、嘉定區(qū)140多所學(xué)校的配電數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)(見圖2)、張江園區(qū)31棟建筑的用電管理系統(tǒng)，大量微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)匯聚成上海虛擬電廠建設(shè)的基礎(chǔ)。

  企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)(EMS)包括安裝在現(xiàn)場的傳感器、智能網(wǎng)關(guān)和微電網(wǎng)數(shù)字軟件。傳感器用于監(jiān)控建筑負(fù)荷設(shè)備和分布式發(fā)電設(shè)備（系統(tǒng)），現(xiàn)場傳感器數(shù)據(jù)接入邊緣計(jì)算智能網(wǎng)關(guān)，每個(gè)智能網(wǎng)關(guān)可視為區(qū)域總部，收集傳感器數(shù)據(jù)上傳EMS或轉(zhuǎn)發(fā)第三方平臺(tái)，網(wǎng)關(guān)可根據(jù)預(yù)設(shè)閾值或自動(dòng)學(xué)習(xí)執(zhí)行邏輯計(jì)算，執(zhí)行EMS指令。EMS可視為企業(yè)微電網(wǎng)總部，根據(jù)智能網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據(jù)生成各種圖表、控制策略和分析結(jié)論，響應(yīng)虛擬電廠的調(diào)度指令。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖3所示。

  AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字系統(tǒng)集成了企業(yè)負(fù)荷側(cè)的電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計(jì)、電能質(zhì)量分析與治理、智能照明控制、主要能源設(shè)備監(jiān)控、充電樁運(yùn)行管理、分布式光伏監(jiān)控、儲(chǔ)能管理等功能。用戶可以通過平臺(tái)對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運(yùn)維，滿足企業(yè)可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、有序的用電要求。

5微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)功能

（1）電力監(jiān)控

  實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制企業(yè)高低壓變配電系統(tǒng)變壓器、斷路器、DC屏、母排、無功補(bǔ)償柜、電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)和接點(diǎn)溫度，監(jiān)控企業(yè)微電網(wǎng)主電路的電能質(zhì)量，及時(shí)處理故障，發(fā)出報(bào)警信息，提高企業(yè)供電可靠性。

（2）能耗分析

  收集企業(yè)電、水、氣等能耗，進(jìn)行分類能耗統(tǒng)計(jì)，計(jì)算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)和趨勢，診斷主要能源設(shè)備的能效，計(jì)算企業(yè)碳排放，為企業(yè)制定碳峰、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持。

（3）照明控制

  智能照明控制功能可根據(jù)企業(yè)情況實(shí)現(xiàn)定期控制、照明感應(yīng)控制、場景控制、調(diào)光控制等，結(jié)合紅外傳感器、超聲波傳感器，實(shí)現(xiàn)人照明、人照明，根據(jù)系統(tǒng)控制策略實(shí)現(xiàn)集中控制，為企業(yè)節(jié)約照明用電。

（4）分布式光伏監(jiān)測

  監(jiān)測企業(yè)分布式光伏電站的運(yùn)行情況，包括逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量和收益統(tǒng)計(jì)、光伏發(fā)電功率控制等。

（5）儲(chǔ)能管理

  監(jiān)控儲(chǔ)能系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)還有儲(chǔ)能變流器(PCS)運(yùn)行，包括運(yùn)行模式、功率控制模式、功率、電壓、電流、頻率等預(yù)定值信息、儲(chǔ)能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據(jù)企業(yè)峰谷特點(diǎn)、電價(jià)波動(dòng)和上級(jí)平臺(tái)指令，設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電策略，控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電，實(shí)現(xiàn)峰值填充，降低企業(yè)用電成本。

（6）充電樁運(yùn)行管理

  監(jiān)測企業(yè)充電樁運(yùn)行狀態(tài)，提供充電樁收費(fèi)管理和狀態(tài)監(jiān)測功能，根據(jù)企業(yè)負(fù)荷率變化和虛擬電廠調(diào)度指令調(diào)整充電樁充電功率，使企業(yè)微電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。

（7）需求響應(yīng)

  根據(jù)企業(yè)負(fù)荷波動(dòng)數(shù)據(jù)，結(jié)合虛擬電廠的調(diào)度指令，決定如何參與電網(wǎng)需求響應(yīng)。該平臺(tái)可以通過向儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)布控制策略來調(diào)整充電和發(fā)電時(shí)間。平臺(tái)在需求響應(yīng)期調(diào)整可控負(fù)荷功率，停止中斷負(fù)荷供電，根據(jù)企業(yè)可控負(fù)荷數(shù)據(jù)制定需求響應(yīng)控制策略，實(shí)現(xiàn)一鍵響應(yīng)。

6微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)硬件設(shè)備

  除軟件外，安科瑞還擁有現(xiàn)場傳感器、智能網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，形成了完整的“云邊端"數(shù)字系統(tǒng)，包括高低壓配電綜合保護(hù)監(jiān)測產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、電能質(zhì)量控制、照明控制、新能源充電樁、電氣消防解決方案等，可為企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化提供一站式服務(wù)能力，部分設(shè)備見表1。

7結(jié)束語

  面對(duì)未來，AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字平臺(tái)將結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)和服務(wù)“雙碳"目標(biāo)，積極利用安科瑞“云邊端"產(chǎn)品體系和企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字技術(shù)積累，幫助企業(yè)轉(zhuǎn)型傳統(tǒng)電網(wǎng)，加快企業(yè)微電網(wǎng)向更智能、更安全、更友好的能源數(shù)字化升級(jí)，為促進(jìn)區(qū)域虛擬電廠建設(shè)做出持續(xù)貢獻(xiàn)。同時(shí)，安科瑞建設(shè)的數(shù)千個(gè)企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字系統(tǒng)也可能成為根據(jù)企業(yè)意愿匯聚成虛擬電廠的涓涓細(xì)流。