智能用電是智能電網末端的重要組成部分,最優(yōu)用電合理提高電能資源利用效率、需求側管理(DSM)及供用電和諧互動、微電網和分布式可再生能源發(fā)電的大量接入是智能配用電領域的重點應用需求。
UT-D100C智能電網配用電協(xié)調控制系統(tǒng)是優(yōu)特科技把握和應對第三次工業(yè)革命的機遇與挑戰(zhàn),為滿足上述需求而研發(fā)的智能電網產品。其中,微電網能量管理是其核心技術。
智能微網能量管理技術
智能微網協(xié)調控制系統(tǒng)中應用了以下主要專利創(chuàng)新技術:基于頻率的多級電網自愈控制技術,基于優(yōu)先級的微電網內設備投切調控技術,微電網并網運行模式切換孤島運行模式的調控技術,照明負荷功率智能調控技術,智能微網能源調控的防誤閉鎖技術等。基于以上技術實現(xiàn)了并網最優(yōu)協(xié)調運行、孤島穩(wěn)定優(yōu)化運行及并離網平滑切換等功能。
同時,通過智能微網協(xié)調控制裝置,將用戶側微網接入地區(qū)電力需求側管理平臺或智能電網配用電協(xié)調控制主站,將實現(xiàn)供用電互動協(xié)調和需求側管理:用戶積極主動參與,自動響應有序用電調峰需求,實現(xiàn)互動式的負控和非拉閘限電。采用配用電協(xié)調控制技術,供電、售電公司可以將區(qū)域內各用戶的可調控資源,不光是負荷,還包括用戶自備分布式電源,一起集中協(xié)調起來,當作一個虛擬電廠來實現(xiàn)調峰。需求側互動協(xié)調不但滿足了系統(tǒng)穩(wěn)定調度要求,保障了用戶最重要負荷的安全可靠用電,還有助于提高能源的利用率,降低電力系統(tǒng)輸變電設備投資和損耗。
對照國家能源局《關于推進新能源微電網示范建設的指導意見》(國能新能[2015]265號)的技術要求,UT-D100C系統(tǒng)用戶側的微網協(xié)調控制部分,事實上就是一套新能源微電網能量管理系統(tǒng),相關功能早于該規(guī)范的出臺就已實現(xiàn),符合其技術要求。
基于優(yōu)先級的智能配用電能源協(xié)調控制
不僅在微網中,微電網能量管理技術在常規(guī)配用電(能效管控系統(tǒng))中同樣可以用來實現(xiàn)能源最優(yōu)調控。系統(tǒng)采用智能微網協(xié)調控制系統(tǒng)的主控制器(UT-6611)來統(tǒng)一協(xié)調各進出線的監(jiān)測控制終端的運行控制,進行配用電系統(tǒng)的電能協(xié)調管理,應用其中的供用電平衡協(xié)調控制功能,維持各運行模式下的動態(tài)平衡與優(yōu)化,最大限度地保障最高的供電質量、安全性和可靠性。
通過智能微網協(xié)調控制裝置監(jiān)控整個用戶電網的運行狀況以及對各控制執(zhí)行終端進行策略設置和投切控制,并利用各終端的就地策略、功能,可以實現(xiàn)下列協(xié)調控制功能:
●電能供需協(xié)調控制
●配用電能源管理
●能源負荷最優(yōu)智能調控
●需求側負荷能源自動響應
系統(tǒng)采用UT-6611智能微網協(xié)調控制裝置來統(tǒng)一協(xié)調各進出線、供用電回路及電源與負載設備的監(jiān)測控制終端的運行控制,進行配用電系統(tǒng)的電能協(xié)調,應用其中的供用電平衡協(xié)調控制功能,實現(xiàn)多種運行方式下的自動模式轉換,并維持各模式下的能源與載荷動態(tài)平衡與優(yōu)化,按負荷與電源優(yōu)先級最大限度地保障最高的供電質量和可靠性。系統(tǒng)自動滿足電力設備容量、最大需量等約束目標,避免設備損壞和電價懲罰,延緩設備、線路改造巨大投入,并能夠自動調整設備運行作息以避峰趨谷,合理降低電費成本。同時,通過上述電力能源協(xié)調平衡控制,UT-6611智能微網協(xié)調控制裝置將根據(jù)主站或調度對用戶用電負荷的額定限制,實現(xiàn)供用電互動協(xié)調和需求側自動響應。
針對不同運行模式需求,設定不同的調控目標,采取上述算法進行推算,就地監(jiān)控軟件上經人工交互確認(也可設置為不經交互確認自動下達),然后將調控策略下達執(zhí)行:
1.常規(guī)運行
常規(guī)運行正常供電,以變壓器、線路等供電設備容量為總用電功率約束目標,進行調控推算和執(zhí)行:
UT-6611監(jiān)測總用電負荷的數(shù)值,一旦總用電功率超容量或低于其差額達到一定可觀數(shù)值,將及時按優(yōu)先級順序調控投切部分負荷。
UT-6611根據(jù)實際功率消耗值與供電容量的對比,進行調控推演計算;如若總用電功率超出容量,則從低到高逐步切除部分負荷,直至總用電功率降到容量之下;反之若總用電功率低于容量(保持一定可觀數(shù)值的裕度),則從高到低逐步合上部分負荷的開關,逐步恢復部分次優(yōu)先級負荷供電,直至全部負荷投入。
通過負荷自動調控,系統(tǒng)可以主動避免負荷超設備容量,延緩甚至避免設備、線路改造的巨大投入。
如果企業(yè)與供電公司供電協(xié)議中簽訂的最大需量低于設備容量,則以人工設定的需量容限為總用電功率約束目標,進行調控推算和執(zhí)行,過程同上。這樣將自動避免負荷超需量容限,控制兩部制中基本電價成本。
2.需求側自動響應
需求側自動響應即非拉閘限電,以調度下達的供電功率限額為約束目標(可以通過地區(qū)電力需求側管理平臺或智能電網配用電協(xié)調控制主站平臺通信自動傳達或人工設定),進行調控推算和執(zhí)行:
如若電網限電,UT-6611根據(jù)實際功率消耗與調度限電指標的缺口,從低優(yōu)先級負荷逐步向上進行減負荷推算,使得總用電功率維持低于限額,然后將調控策略下達執(zhí)行。即先逐步切除三級負荷,再逐步調控二級負荷、一級負荷,使得總用電功率降到調度限電指標以下。
3.避峰填谷運行
根據(jù)峰、平、谷時段劃分,分別設置不同的用電功率限額,以此動態(tài)用電功率限額為約束目標,進行調控推算和執(zhí)行:
UT-6611監(jiān)測總用電負荷的數(shù)值,一旦總用電功率超用電功率限額或低于其差額達到一定可觀數(shù)值,將及時按優(yōu)先級順序調控投切部分負荷;
在峰時段將限額設低,谷時段將限額設高,如此系統(tǒng)將自動調整設備運行作息,避峰趨谷以降低電費成本。
應用效益
近年來,UT-D100C能效協(xié)調管控系統(tǒng)已經在多個園區(qū)、樓宇、工廠,以及海軍某部隊等單位投運,成功實現(xiàn)了電能效監(jiān)測管理、智能微網需求側響應、智能配電多運行方式下的能源協(xié)調、智能配電最優(yōu)調控等應用。典型應用包括:供電發(fā)展大廈電能效監(jiān)測管理、東海艦隊某部智能配電能源協(xié)調管控、優(yōu)特廣場綜合樓樓宇微電網、上海某橡塑企業(yè)工廠能效管控、上海某工業(yè)園園區(qū)能效管控等。
能效管控系統(tǒng)將有效地提高電能使用效率,實現(xiàn)“安全、可靠、經濟、高效、潔凈”的用電目標,有力地推動我國電能管理水平和使用效率向世界先進水平邁進。其主站是一個節(jié)能降耗公共服務平臺,可協(xié)助政府將節(jié)能工作落到實處,為實現(xiàn)減排目標做出重要貢獻,為加快構建綠色發(fā)展、環(huán)境友好、資源節(jié)約社會提供支持。產品的推廣實施必將產生巨大的社會效益。