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泛在电力物联网、能源互联网与虚拟电厂

安科瑞电气股份有限公司  201801

简介：从能源互联网的阻碍，到电力物联网的普遍声誉，到虚拟电厂的再次普及，能源领域迫切需要进一步的数字智能发展。如今，随着新电力系统建设的推进，虚拟电厂预计将迎来快速发展。除了国家电网和南方电网公司的电力信息公司外，市场正在努力探索新的蓝海。

6月1日，据南方财经报道，南方电网深圳供电局和南方电网研究所于5月19日至30日初次使用5G专用切片技术验证了中国虚拟电厂的频率调整技术。这标志着深圳虚拟电厂基本具有实体电厂的功能，将有助于提高城市电力保障能力和新能源消费能力，为国内虚拟电厂的建设和运营输出“深圳体验"。

虽然我国虚拟电厂建设仍处于概念验证和试点阶段，但虚拟电厂指数近年来波动上升，引起了市场的广泛关注，因为它可以护送稳定的电力供应。同时，随着虚拟电厂的普及和良好的政策，能源物联网企业在2023年的寒冷中逆势成长，赢得了机遇。

爆火的虚拟电厂，昭示新风口

今年有多热？据上海市气象局微博报道，5月29日13时09分，徐家汇站气温达到36.1℃，打破了5月份当地气温蕞高纪录。不仅如此，北京、四川、江西、湖南、广东、广西等地也频频发布高温预警。

随着居民用电量的急剧上升，叠加工业用电量居高不下。虽然发电量逐年增加，但中国的电力紧张局势仍在加剧。今年4月，我国总发电量为6583.5亿千瓦时，同比增长8.18%。然而，根据国家能源管理局的预测，2023年中国蕞大的电力负荷将比去年大幅增加，中国的电力供应将呈现紧密平衡，中国蕞大的电力负荷可能比2022年增加近1亿千瓦，电力供应仍然是一个重要的主题。

随着电力资源的不断紧张，数智化手段能否为电力系统提供新的帮助？当然，答案是肯定的。在这种背景下，虚拟电厂乘势而上。一般来说，虚拟发电厂是虚拟发电厂，它没有实体发电厂（如火力发电厂）本身 ，它是一种管理模式或系统，其核心理念是汇集各种分散的可调电源和负荷，通过数字手段形成虚拟的“电厂"进行统一的管理和调度，并作为参与电力市场的主体。

虚拟电厂之所以引起人们的关注，是因为它可以护送稳定的电力供应。随着新能源在电力系统中间歇性特性的增加，电力负荷弹性面临挑战，虚拟电厂具有收集资源、调整流量、提高*效率的功能，有助于提高风景大规模接入时电力系统的稳定性和安荃性。例如，在用电高峰期，虚拟电厂可以实现大量购物中*心负荷与电网的互动。通过将购物中*心的室内温度提高1-2摄氏度，可以大大降低购物中*心的空调负荷，缓解客户几乎没有意识到的电网电压。

此外，虚拟电厂可以以更低的成本参与电力系统的调整。根据国家电网的计算，通过火电厂实现电力系统的峰值填充，需要投资4000亿元才能满足5%的峰值负荷，而通过虚拟电厂只需投资500亿-600亿元，而虚拟电厂的成本只有火电厂的1/8-1/7。

虚拟电厂概念股在各种优势背景下持续攀升。事实上，虚拟电厂并不是什么新鲜事。“十三五"期间，我国开展了虚拟电厂试点工作，部署了多个虚拟电厂项目，取得了丰富的经验和数据。2022年6月，山西省能源局发布了《虚拟电厂建设运营管理实施方案》，明确了虚拟电厂的类型、市场流程和技术规范，成为shou个省级虚拟电厂实施方案。目前，山西正在推进两批10个虚拟电厂试点项目，累计可调容量达400兆瓦。

去年8月，深圳虚拟电厂管理中*心成立，是中国一个虚拟电厂管理中*心，标志着深圳虚拟电厂进入快速发展的新阶段。虚拟电厂的普及对能源和电力行业来说并不奇怪。北京新闻贝壳金融记者了解到，随着风景的大规模接入，虚拟电厂可以提高电力系统的稳定性和安荃性，成本低于火电调峰。此外，上海虚拟电厂参与的负荷类型蕞多；山东虚拟电厂可以参与辅助服务或现货交易；广东开*放需求响应市场交易。

近日，国家标准化管理委员会发布消息称，《虚拟电厂管理规范》和《虚拟电厂资源配置与评价技术规范》获得批准，这意味着中国的虚拟电厂建设将有国家统一的管理规范。

尽管虚拟电厂的热度有所上升，但我国虚拟电厂的建设仍处于概念验证和试点阶段。目前，中国的虚拟电厂主要是邀请型的，通过ZF机构或电力调度机构发出邀请信号，然后通过负荷聚合商和虚拟电厂组织资源来满足需求，从电网电价补贴中获得收入。这意味着虚拟电厂的市场规模仍然非常有限。在其背后，新电力系统承载的能源物联网风口是更广阔的市场目标。

虚拟电厂，能否支撑泛在电力物联网重新起飞？

自2016年2月以来,我国开始逐步推动能源互联网建设,并先后在全国开展试点,建设效果未能满足预期。缺乏配套的商业模式使得各方资本在实际投资过程中缺乏积ji性。

2018年3月，由国网冀北电力主*导的IEC标准虚拟电厂《用例》提案获批正式立项，这是国家电网在虚拟电厂国际标准编制领域的里程碑突破。国网冀北电力将通过主*导虚拟电厂国际标准，推动相关科研和技术的发展，探索在促进清洁消纳等技术领域的冀北方案。

2019年1月,国家电网公司进一步提出“三型两网"发展战略目标,旨在建立智能电网与泛在电力物联网有机联合的国际一硫能源互联网企业。泛在电力物联网建设背景强调建设各级电网协调发展、状态全*面感知、信息高*效处理的坚强智能电网和泛在电力物联网,发挥电网在能源汇集、传输、转换中的枢纽作用,促进清洁低碳发展,促进供需对接,提高系统灵活性。

虚拟电厂的核心在于聚合与通信。分布式电源、分布式储能、可控负荷、充电桩等不同类型的分布式资源就像是“沙"，通过虚拟电厂技术，这些“沙"被聚拢利用、整合协同，形成巨大的“宝藏"。

一般而言，虚拟电厂为新型电力系统提供稀*缺的平衡服务，而非简单的电能量，其本质是一种高*级的市场化管理模式，可通过价*格进行电力供需风险管理。虚拟电厂作为一种利用市场激励规则,通过优化、协调和控制等手段,聚合分布式能源参与电力市场与电力系统运行的运营模式,将是促进分布式能源与大电网友好协调优化,促进电力系统清洁化的有效途径之一。

以上内容节选自微信公众号：数智锐角《深圳经验，趟出了一条电力物联网大道》，作者不二。

泛在电力物联网、能源互联网与虚拟电厂

泛在电力物联网的建设为能源互联网的建设提供了有力的支持，也为虚拟电厂的建设和实施提供了技术驱动力。在某种程度上，虚拟电厂是泛在电力物联网上的具体形式和基本单元。自2019年国家电网发布《2020年泛在电力物联网重*点建设任务大纲》以来，虽然泛在电力物联网和能源互联网建设进展一度放缓，但一直在指导企业的产品生态。如今，随着虚拟电厂的兴起，泛在电力物联网和能源互联网建设的重要性再次显现。

安科瑞电气多年来一直深入从事企业微电网能效管理。根据泛在电力物联网建设的要求，增加了企业微电网“源-网-荷-储-充"各环节的R&D投资，从AcrelEMS企业微电网能效管理系统从1.0逐步迭代到3.0，实现了企业微电网的需求管理和负荷管理，结合物联网和大数据技术。可实现电网电力监控、能耗统计、负荷预测、照明控制、主负荷监控、充电桩运行管理、光伏发电监控、储能管理、需求响应等功能，提高企业配电智能，帮助企业实现可靠、安荃、节约、高*效、有序用电，Acrelems可作为虚拟电厂的子系统，促进虚拟电厂的快速发展。

 图1 AcrelEMS企业微电网能效管理系统

AcrelEMS企业微电网能效管理系统

①　       配电监控

AcrelEMS对企业高低压变配电系统的变压器、断路器、直流屏、母排、无功补偿柜及电缆等配电相关设备的电气参数、运行状态、接点温度进行实时监测和控制，监测企业微电网主要回路的电能质量并进行治理，对故障及时处理并发出告警信息，提高企业供电可靠性。

图2 配电监控

②　       光伏发电监控

监测企业分布式光伏电站运行情况，包括逆变器运行数据、光伏发电效率分析、发电量及收益统计以及光伏发电功率控制。

图3 光伏发电监控

③　       储能管理

监测储能系统（EMS）、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS)运行模式、控制策略，监测电池电流、温度、SOC/SOH，检测直流系统绝缘状况，并根据企业峰谷特点和电价波动以及上级平台指令设置储能系统的充放电策略，控制储能系统充放电，实现削峰填谷，降低企业用电成本。  

图4 储能系统监控

④　       功率预测

系统基于历史负荷数据，结合天气因素、企业生产计划等，预测企业下个周期的功率需求和光伏发电功率曲线，为企业提前安排能源计划、申报需求响应提供数据支持。

图5 发电功率预测

⑤　       能耗分析

采集企业电、水、燃气等能源消耗，进行分类分项能耗统计，计算单位面积或单位产品的能耗数据以及趋势，对标主要用能设备能效进行能效诊断，计算企业碳排放，为企业制定碳达峰、碳中和路线提供数据支持。

图6 能耗分析功能

⑥　       照明控制

智能照明控制功能可以根据企业情况实现定时控制、光照感应控制、场景控制、调光控制等，并结合红外传感器、超*声波传感器，实现人来灯亮、人走灯灭，并可以根据系统的控制策略实现集中控制，为企业节约照明能耗。

图7 照明控制功能

⑦　       充电桩管理 

监测企业充电桩的运行状态，提供充电桩收费管理和状态监测功能，并根据企业负荷率变化和需求侧管理平台指令调节充电桩功率，有序用电，并响应上级平台的功率需求。

图8 充电桩管理

⑧　       需求响应

根据企业负荷波动数据，再结合上级平台的调度指令，决定以何种方式参与电网需求响应，平台可通过给储能系统下发控制策略，调整充发电时间。平台在需求响应时间段调整可控负荷功率，停止给可中断负荷供电，并且可以根据企业可控负荷数据制定需求响应控制策略，实现一键响应。

企业微电网能效管理系统硬件设备

安科瑞具备能源互联网“云-边-端"的产品生态系统，终端设备包括智能网*关、高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、分项计量、照明控制、新能源充电桩、电气消防类解决方案等，可以为企业微电网能效系统提供一站式服务能力。

结束语

从能源互联网概念提出，到泛在电力物联网兴盛一时，再到虚拟电厂走向火爆，能源领域亟需更进一步的数智化发展。如今，随着新型电力系统建设推进，虚拟电厂有望迎来快速发展，随之企业侧的能源数字化也将迎来新一轮的高潮。

1.       【技术支持卫星：CDD-9888】【公从号：安科瑞能效管理解决方案】

2.       云平台：变电所运维云平台、分布式光伏运维云平台、建筑能耗云平台、企业能源管控平台、远程预付费管控云平台、宿舍预付费管控云平台、充电桩收费运营云平台、智慧消防云平台、安全用电管理云平台、环保用电监管云平台；

3.       系统解决方案：变电站综合自动化系统、电力监控系统、配电室综合监控系统、能耗管理系统、电能管理系统、马达保护与监控系统、动环监控及能效分析系统、智能照明监控系统、消防设备电源监控装置、防火门监控系统、余压监控系统、消防应急照明和疏散指示系统；无线测温系统；

4.       中压测控装置：环网柜综合保护装置、微机保护装置、开关柜综合测控装置、线路保护装置、配电变保护装置、电动机保护装置、备自投保护装置、电容器保护装置、PT检测装置、低压备自投装置、公共测控装置、防孤岛保护装置、电流互感器过电压保护器、温湿度控制器、无源无线测温传感器、CT取电无线测温传感器；

5.       电力监控与保护：弧光保护装置、电能质量在线监测装置、电气接点在线测温装置（智能湿度巡检仪）、电动机(马达）保护器、低压线路保护器、智能剩余电流继电器、三遥单元；

6.       电能管理：可编程交流电测仪表、可编程直流电测仪表、多功能全电量电表、高精度网络电力仪表、谐波表、电能质量表、高海拔仪表、逆电流监测电表、电子式电能表、导轨式电能表、面板表嵌入式电表、预付费表、多用户计量箱、物联网仪表、无线多回路计量交流/直流表、无线多回路环保检测模块、正反向直流电能表、无线通讯转换器、智能照明控制装置；

7.       电能质量治理：有源电力滤波器、中线安防保护器、谐波保护器、静止无功发生器、滤波补偿装置、电力电容补偿装置、集成式谐波抑制电力电容补偿装置、投切开关、功率因数补偿控制器、自愈式低压并联电容器、串联电抗器；

8.       电气安全：电气火灾监控探测器、剩余电流探测器、电气火灾监控装置、在线监控路灯计量、无线测温显示单元、故障电弧探测器、故障电弧传感器、医用隔离电源绝缘监测装置、医疗机构绝缘报警显示仪、医疗医院用隔离变压器、工业用绝缘监测装置、电气防火限流式保护器；

9.       新能源：光伏采集装置、电瓶车智能充电桩、汽车充电桩、光伏汇流采集装置；

10.       数据中心/铁塔基站：数据采集模块、机房数据柜监控装置、多回路电表、母线监控装置、电力监控屏；

11.       智能网关：通信管理机、无线通信终端（无线通讯转换器）、数据转换模块、串口服务器；

12.       电量传感器：低压电流互感器、开口式互感器、一次小电流互感器、0.2级电流互感器、低压电动机保护器专用互感器、剩余电流互感器、霍尔传感器、罗氏线圈电流变送器、模拟信号隔离器、有功功率变送器、无功功率变送器、直流电压传感器、浪涌保护器；

13.       环保监控：油烟在线监测仪、环保数据采集传输装置；

进储能群、电力群、光伏群；找供应商、找客户、找圈子，

卫星：CDD-9888（分享资源 合作共赢）