AcrelEMS零碳園區管理平臺將企業用電分為源、網、荷、儲、充,能夠監測企業整體供配用電狀況,并在一個系統中集中展示,便于管理人員集中管理以及更好地對企業進行維護。
平臺實現了從35kV配電到0.4kV用電側的整體監控,滿足光伏系統、風力發電、儲能系統、充電樁以及空調系統的接入,全天候進行數據采集分析,是一個集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該平臺在安全穩定的基礎上以經濟優化運行為目標,促進可再生能源應用,提高電網運行穩定性、補償負荷波動;有效實現用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷,提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。
現場通過以太網或4G與本地系統和平臺通訊,本地系統搭建在客戶自己配置的工控機上,平臺搭建在云服務器或客戶自己配置的服務器上。搭建完成之后,客戶可以在任意能與服務器聯通的地方,通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP訪問和操作平臺。
平臺兼容單個站點和多個站點接入,采用B/S+C/S架構,在物理上分為三層:設備層、平臺層和應用層。
設備層:主要是連接于網絡中用于計量、保護、控制、治理的各類傳感器,包括充電樁、多功能電表、防逆流裝置、電能質量監測、無功補償裝置、微機保護測控裝置、電氣火災探測器、限流保護器以及第三方的逆變器、儲能柜等。
平臺層:包含現場智能網關、網絡交換機等設備、站控層系統及平臺。智能網關支持Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約,主動采集現場設備層設備的數據,并可進行規約轉換,數據存儲,并通過網絡把數據同時上傳至站控層系統和平臺。智能網關可在網絡故障時將數據存儲在本地,待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據,保證服務器端數據不丟失;站控層系統通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協議,物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等,可以制定并自動執行計劃曲線、削峰填谷、需量控制、新能源消納、有序充電、動態擴容、備用電源等控制策略,對內實現源、網、荷、儲一體化智慧協同;平臺可以本地、私有云和公有云部署,包含應用服務器、WEB服務器和數據服務器,一般應用服務器和WEB服務器可以合一配置。
應用層:包含綜合能效管理、微電網智慧管理、碳管理可視化等核心模塊,對內實現企業微電網集中監管、能效分析、碳排放及收益等數據統計、源網荷儲充協調控制等,對外輔助用戶參與需求響應和電力市場交易。
數據采集模塊具有以下功能特點:
系統為客戶提供技術標準匹配、技術接口完整、技術裝備合理的解決方案,系統先進和開放,實現資源共享。
1) 系統集成以滿足用戶需求為出發點,采用軟件遵守的開放性標準,方便系統維護、擴充和升級,實現與其他系統無縫集成。設備側支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、IEC103/104、OPC UA、BACNET等;系統側支持ModbusTCP(主、從)、104(主、從)、DGJ08-2068-2012上海建筑能耗、DGJ32/TJ111-2010江蘇建筑能耗、揚州、常州、杭州、廣西河池等地省市能耗、寧夏電力需求側、安科瑞運維云、預付費云協議、華云104協議、SNMP、MQTT協議、OPC UA、IEC 61850、Q/GDW 376.1等。
2) 實現數據的全面采集,包括結構化、半結構化和非結構化數據,為后續數據分析提供全面、準確的數據源。
3) 自主研發系統高效采集各種生產裝置、現場設備和第三方系統數據,為管理部門提供及時、有效的實時用能數據。
4) 系統提供驅動開發包,支持自行開發采集設備的驅動程序。
系統統一采集管理各種源數據,支持海量數據的歷史歸檔,提供統一、完善、高效的數據讀寫接口。根據項目需求,數據采集方式采用人工采集和自動采集,原則上全部采用自動采集。
1) 自動采集:系統根據預設規則和算法過濾數據,排除不符合要求的信息,提供更加精確和可靠的數據,減少人工操作帶來的錯誤,提高工作效率。
通過RS-485接口,使用Modbus-RTU協議經數據融合終端完成終端設備數據的采集;針對非標準規約的儀表或第三方系統支持通訊接口程序開發,確保數據完整采集。數據融合終端采用多級數據存儲冗余結構設計,具備本地存儲能力,當通訊中斷恢復時,數據融合終端存儲的數據自動進行斷點續傳,進一步保證系統數據的完整性,防止主站軟件故障恢復過程中數據的丟失。
2) 人工采集方式作為自動實時采集的補充。通過人工輸入和記錄數據,保證數據的準確性和完整性。
數據采集的類型涵蓋基礎的結構化數據,半結構化數據以及非結構化數據等。針對不同設備類型開發相應的數據采集驅動,系統的開放式架構設計支持全面接入各種廠家、型號的帶通訊接口和通信協議的終端設備。主要數據采集類型:
l 電:三相電流、三相電壓、線電壓、有功功率、無功功率、功率因數、視在功率、最大需量及發生時間、電壓/電流總諧波以及分次諧波、電壓與電流不平衡度、相位角、正/反向有功電能、感/容性無功電能、四象限無功電能、視在電能、并支持8個時區、12個日時段、8種費率的復費率電能統計。
l 水/天然氣/壓縮空氣:瞬時流量、累積流量。
l 蒸汽:壓力、溫度、瞬時流量、累積流量。
l 中央空調:冷熱水供/回水溫度、地源水供/回水溫度、冷熱水供/回水壓力、地源水供/回水壓力、冷熱水瞬時流量、冷熱水累計流量、冷熱水瞬時制冷/熱量、冷熱水累計制冷/熱量、地源水瞬時流量、地源水累計流量、地源水瞬時制冷/熱量、地源水累計制冷/熱量、電動閥狀態、主機設定溫度。
大數據存儲面向海量、大規模結構化、非結構化的數據,提供高性能、高可靠的存儲以及訪問能力。系統平臺提供各類數據的存儲與管理功能,按照存儲的形式分為關系數據庫、非關系數據庫和實時數據庫的數據存儲與管理。
自主研發的能效管理平臺軟件具有低成本、更高效、更安全、、更高隱私性的優勢,協助用戶將數據按照程序規定的格式存儲,通過數據庫管理實現數據的快速訪問。
通過數據清洗、數據集成和數據標準化等技術,評估和改進數據質量,確保數據的可靠性和可用性,優質數據為用戶實現更準確的決策和更高效的管理。系統具有數據緩存冗余機制,確保數據的完整性、連續性、可靠性。
數據融合終端接收各終端數據,本地進行數據存儲,如遇與數據服務器的網絡中斷,待通信恢復后上傳本地存儲數據,支持數據壓縮上傳。
支持配置主備數據庫的數據冗余存儲,避免出現因服務器異常導致的數據丟失。
支持對上傳數據硬件加密(國密算法SM1,SM4)、軟件加密(AES)。
數據有效性是數據分析和決策過程的關鍵要素,通過驗證約束確保數據值有效且合理,根據定義要求進行標準化和格式化,確保數據準確性。
根據計量裝置量程驗證最大值和最小值,小于最小值或者大于最大值的采集讀數屬于無效數據;采集值和歷史數據之差絕對值大于偏差限值屬于無效數據;采集值小于或者大于歷史數據屬于無效數據;支持無效數據系統自動剔除。
系統支持原始數據的有效性驗證以及預處理;支持原始數據滿刻度翻轉處理;支持自動識別并剔除突增或突降的異常原始數據。授權情況下,人工通過Web頁面在線完成缺失能耗數據錄入和錯誤數據修正。
1)針對電度累計數據,表計具備滿刻度自動翻轉。系統自動識別采集存儲的表碼值數據是否發生翻轉,當出現滿刻度跳轉時,系統支持人工通過Web頁面在線完成缺失能耗數據錄入,保證計算處理結果的連續性和正確性。
2)針對個別表計缺失的情況,系統支持在物理表的數據基礎上增加虛擬表的配置實現數據的計量統計,通過總表-分表模式實現虛擬表數據的二次統計;通過編輯計算模塊設置虛擬儀表計算實體儀表數據,得出虛擬儀表數據。
根據光伏系統接入配電網的要求,需要10kV電壓等級并網的光伏發電系統配置繼電保護及安全自動裝置,如線路保護、安全自動裝置、防孤島保護(含防逆流)、UPS電源等設備;為滿足調度自動化要求,需配置遠動系統、對時設備及安全防護裝置;為滿足系統電量統計,需配置電能計量裝置,如關口計量表、并網電能表、自用電計量電能表及采集終端等裝置;為滿足并網電能質量的要求,需要配置電能質量監測裝置;同時建立整個光伏系統的通信設備,滿足系統的互聯互通和可管理性。
在電氣監控室配置一套分布式光伏監控系統,通過通信管理機及網絡交換機實時采集微機保護裝置、電能質量監測、計量、遠動系統等二次設備數據,實現各區域光伏發電系統全面監控與自動化管理。同時在監控室配置通信系統、對時系統、遠動系統滿足系統內部的通信與上級調度需求,配置一套一體化電源系統,為二次設備及監控主機等重要設備運行提供穩定可靠的電源,實現整個光伏系統的安全、穩定運行。
儲能能量管理系統是安科瑞專門針對工商業儲能電站研制的本地化能量管理系統,可實現了儲能電站的數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢與分析、可視化監控、報警管理、統計報表、策略管理、歷史曲線等功能。其中策略管理,支持多種控制策略選擇,包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等。該系統不僅可以實現下級各儲能單元的統一監控和管理,還可以實現與上級調度系統和云平臺的數據通訊與交互,既能接受上級調度指令,又可以滿足遠程監控與運維,確保儲能系統安全、穩定、可靠、經濟運行。
同時,系統對電池組性能進行實時監測及歷史數據分析、根據分析結果采用智能化的分配策略對電池組進行充放電控制,優化了電池性能,提高電池壽命。
系統利用物聯網技術,對汽車充電站、電動自行車充電站及各個充電樁進行不間斷數據采集,實時監控充電樁的運行狀態,及時發現并處理如充電機過溫保護、輸入輸出過壓等故障,并搭配限流式電氣防火保護器,對線路中的剩余電流、溫度及異常進行預警,當線路發生短路時,自動在150微秒內切斷回路,無危險火花產生,起到短路滅弧的作用,及時切除火災隱患,保障充電安全。
系統提供充電服務,并支持多種支付方式,包括但不限于投幣、刷卡以及移動支付(如微信支付等),實現便捷的用戶充電體驗。對充電過程中的電能消耗進行精細化管理,支持電能統計分析,幫助用戶掌握電能消耗情況。系統能夠自動報警故障情況,便于快速響應和維護,確保充電設施正常運行。具備財務對賬功能,確保財務數據的準確無誤。
系統支持有序充電策略調度,實時監控變壓器負載和汽車充電樁狀態,汽車充電樁動態響應限制功率,從而優化電動汽車充電行為,減少對電網的沖擊,并促進新能源的高效利用,解決變壓器容量不足的難題。
“光儲充”一體化系統是指由分布式電源、用電負荷、配電設施、監控和保護裝置等組成的小型發配用電系統,也稱為微電網。一直以來,電動汽車充電站都面臨土地資源不足或電網接入的問題。而“光儲充”一體化系統的出現,不僅解決了有限的土地及電力容量資源里配電網的問題,還通過能量存儲和優化配置實現本地能源生產與用能負荷基本平衡。
儲能充電一體化系統由儲能系統和充電設施組成,針對區域充電站電力容量不足的痛點,主要用于解決區域充電站的增容擴容難的問題,該系統還能參與電網調峰、削峰填谷等輔助服務,支持短時離網運行,甚至作為能源互聯網的的配套設施,支持智能電網、智能充電、智能信息網的三網融合發展。
微電網能量管理系統是安科瑞針對企業微電網專門研發的一款能量管理系統,系統能夠對微電網的源、網、荷、儲能系統、新能源汽車充電負荷進行實時監控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級控制,滿足微電網運行監視全面化、安全分析智能化、調整控制前瞻化、全景分析動態化的需求,實現不同目標下源網荷儲資源之間的靈活互動,在多種策略控制下,有利于新能源高效利用、資源合理分配以及微電網的安全與穩定,減少電網建設投資,提升企業的能源利用率,降低運行成本,達到節能降耗的目的。
中央空調系統有冷熱源系統和空氣調節系統(末端風系統)組成。在相同的客觀環境下,末端設備的啟停數量和風溫、風速的設定決定了中央空調系統整體電耗水平。負荷調峰中央空調AI調優結合人工智能算法,實時預測冷/熱負荷,及時調整主機運行參數,水泵調控參數、冷卻塔風機控制參數,使系統運行效率優,結合剛性與柔性調控策略,降低電負荷,避免超需量。
系統接入電力監控數據,實時采集變壓器負荷數據;各水泵、風機安裝變頻器,變頻器數據接入平臺;接入室外溫濕度數據;建立冷熱源自控系統,實現設備自動運行。接入末端風設備,實現整體調控。利用熵權法確定各指標權重,運用灰色關聯分析探究各指標與決策目標之間的關聯度,最終根據關聯度的大小對方案進行排序,實現對復雜系統的有效評價和決策,再有針對性地通過以下方式進行調整和優化:
Ø 負荷分級:按重要性分為一級和二級,先控二級。
Ø 柔性策略:不以滿足舒適度為前提條件,控溫、控風;使空調系統處于低負荷狀態。
Ø 剛性策略:末端風設備關停、冷源按順序關停主機及對應輔機。
Ø 逐級恢復:按負荷分級順序恢復。
Ø 剛柔并濟:或設備全開、運行在低負荷狀態下;或設備逐級啟動、運行在正常負荷狀態下。
對企業中各能源進行監測統計,實時統計儲能充放電、負荷用能、新能源發電和收益情況,并展示光伏發電趨勢、儲能放電趨勢和用能趨勢。
根據能源流向,構建組網拓撲圖,實時展示市電、儲能的正反向流動情況,光伏、風電正向發電情況,充電樁、負荷的用電情況,并展示各能源趨勢圖。
對單個企業下各能源進行統計,包括電網、光伏、風電、儲能、充電樁、負荷,按照尖峰平谷總統計。
對單個企業下光伏、風電、儲能、充電樁產生的收益進行統計。
展示所有分布式光伏站的地理位置,顯示整體電站容量,實時發電功率,日月年發電量及其收益。便于用戶對電站進行整體分析。如圖所示。
l 地圖支持放大縮小,響應迅速。
l 支持地圖列表切換。
展示輻照度,環境溫濕度,風速,日月年發電量,功率曲線,逆變器參數。幫助用戶了解當前站點的基本信息和運行狀態。如圖所示。
l 實時顯示逆變器發電功率。
l 支持顯示光伏站運行效率
監視單臺逆變器運行狀態,發電量,展示交流側和直流側實時數據。如圖所示。
l 電力數據實時刷新,響應迅速。
提供電站發電統計報表。如圖所示。
l 支持報表,餅圖切換。
l 支持日、月、年形式切換。
l 支持導出為EXCEL形式。
提供逆變器發電統計報表。如圖所示。
l 支持表格圖形切換。
l 支持日、月、年形式切換。
l 支持導出為EXCEL形式、
針對光伏站,繪制光伏配電一次圖。展示發電組網結構以及逆變器和環境參數。如圖所示
l 數據實時刷新,響應迅速、
l SVG圖形放大縮小不失真。