零碳园区微电网,是一种将分布式发电、储能、负荷以及监控保护装置等集于一体的小型电力系统,在零碳园区的建设中扮演着核心角色。它就像是一个能源“智慧管家”,以可再生能源为主要能量来源,通过智能调控,实现能源的高效利用与分配,力求达成园区碳排放为零的目标。在很多零碳园区中,屋顶光伏、风电设备等就像一个个小型发电站,源源不断地将太阳能、风能转化为电能。比如在[具体园区名称],大片的屋顶被光伏板覆盖,每当阳光照耀,这些光伏板就开始工作,将光能转化为电能,为园区内的企业和设施供电。同时,高大的风电设备矗立在园区空旷地带,随风转动的叶片,把风能转化为电能。而储能电站则如同一个巨大的“电力储蓄罐”,在能源生产过剩时储存电能,在能源供应不足时释放电能,确保电力供应的稳定与持续。当白天光伏和风电发电量较大,园区用电需求较低时,储能电站就会把多余的电能储存起来;到了夜晚或阴天,光伏和风电发电量减少,储能电站再将储存的电能释放出来,保障园区的正常用电。零碳园区微电网既可以选择与大电网相连,借助大电网的稳定性来增强自身的供电可靠性;也能在特定条件下独立运行,不受大电网的影响,实现能源的自给自足。在一些偏远地区的零碳园区,当大电网因自然灾害等突发情况出现故障时,微电网能够迅速切换到独立运行模式,依靠自身的可再生能源发电和储能系统,持续为园区提供稳定的电力,保障园区内各项生产生活活动不受影响。
作为企业微电网提供能效管理和用电安解决方案的高科技股份制企业,安科瑞电气一直以来为用户安全用能保驾护航,在提高用能效率和用能安全方面发挥着举足轻重的作用。安科瑞电气股份有限公司(代码:300286)成立于2003年,集研发、生产、销售及服务于一体,是一家为企业提供能效系统和用电安方案的高科技股份制企业。公司解决方案涵盖智慧校园、电力、环保、新能源、消防、数据中心、智能楼宇、智慧医院、智慧工厂、智慧交通、市政工程等多个领域。
(一)双碳目标的迫切需求
我国提出了在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和的宏伟目标。这一目标的提出,不仅彰显了我国应对气候变化的坚定决心,更是对全球可持续发展的重大承诺。产业园区作为经济发展的重要载体,在我国经济体系中占据着举足轻重的地位。然而,目前我国产业园区的碳排放现状却不容乐观。相关数据显示,产业园区碳排放已占全国碳排放量的31%。这些园区内集中了大量的工业企业,其生产过程中对煤炭、石油等传统化石能源的消耗巨大,从而导致了大量的二氧化碳排放。以某大型化工园区为例,众多化工企业的生产流程依赖化石能源驱动,每年的碳排放量高达数百万吨。如此庞大的碳排放量,无疑给我国实现双碳目标带来了巨大的压力与挑战。如果不能有效降低园区的碳排放,双碳目标的实现将面临重重困难。而零碳园区微电网的出现,为解决这一问题提供了关键的突破口。通过构建零碳园区微电网,能够将园区内的能源供应逐步转向可再生能源,极大地减少对传统化石能源的依赖,从而显著降低碳排放。在一些已经建成的零碳园区中,微电网的应用使得园区的碳排放大幅降低,部分园区甚至实现了碳排放趋近于零的目标,为其他园区的低碳转型树立了良好的榜样。
(二)传统能源困境与新能源潜力
传统能源如煤炭、石油、天然气等,在长期的使用过程中,其局限性日益凸显。这些能源属于资源,随着不断的开采与消耗,储量逐渐减少,面临着资源枯竭的严峻问题。同时,传统能源的开采和利用对环境造成了极大的破坏,如煤炭燃烧会释放大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物,不仅加剧了全球气候变暖,还导致了酸雨等环境问题,对生态系统和人类健康构成了严重威胁。相比之下,太阳能、风能、水能等新能源具有清洁、可再生的显著优势。太阳能取之不尽、用之不竭,在利用过程中几乎不产生任何污染物;风能同样是一种清洁能源,其分布广泛,潜力巨大;水能则是一种较为成熟的可再生能源,通过水力发电可以有效地减少碳排放。近年来,我国新能源产业发展迅猛,新能源装机容量不断攀升。到2025年底,全国非化石能源发电量占比预计达到39%左右。然而,新能源自身也存在着间歇性、波动性等问题。例如,太阳能依赖光照,只有在白天有阳光时才能发电,且阴天、雨天等天气条件会影响发电效率;风能则取决于风力的大小和稳定性,风力不稳定时,发电量会出现较大波动。这些问题使得新能源在并入大电网时面临诸多挑战,如电力供应不稳定可能会对大电网的安全稳定运行造成影响。而微电网凭借其的优势,成为整合新能源的理想平台。它能够将分布式的新能源发电设备进行有效的整合与管理,通过储能系统的配合,在新能源发电过剩时储存能量,在发电不足时释放能量,从而实现对新能源的高效消纳和稳定供应。在一个配备了微电网的零碳园区里,当白天太阳能发电充足时,多余的电能可以被储存到储能系统中;到了夜晚或太阳能发电不足时,储能系统再将储存的电能释放出来,确保园区内的电力供应稳定可靠,有效解决了新能源发电的间歇性和波动性问题。
在零碳园区微电网中,太阳能、风能、水能等多种能源相互补充,形成了一个稳定且高效的能源供应体系。白天,太阳能光伏板在阳光的照耀下产生大量电能,为园区内的各类设施供电;同时,风力发电机也在微风中转动,将风能转化为电能,与太阳能发电相互补充。当遇到阴天或夜晚太阳能发电不足时,水能发电或其他储能设备则开始发挥作用,确保电力的持续供应。这种多能互补的模式,使得能源利用更加充分,避免了单一能源的局限性。不仅如此,微电网还能实现能源的就地消纳。在[具体园区名称],通过建设分布式能源发电设施,将所产生的电能直接供园区内的企业使用,大大减少了电力在传输过程中的损耗。数据显示,该园区实施微电网项目后,能源利用效率提升了30%,有效降低了能源浪费,提高了能源的利用效率。
零碳园区微电网采用“新能源+储能”的创新模式,能够有效应对峰谷供电的挑战。在用电低谷期,如深夜时段,新能源发电设备所产生的多余电能会被储存到储能系统中;而在用电高峰期,如白天工作时段,储能系统则会释放储存的电能,与新能源发电共同为园区供电。这种模式不仅保障了电力供应的稳定性,还能降低用电成本,提升经济效益。以[某具体企业]为例,通过利用微电网的峰谷供电调节功能,该企业每年的用电成本降低了20%。合理的峰谷供电安排,使得企业能够更加科学地规划用电,避免了因高峰期用电紧张而产生的额外费用,同时也提高了电力资源的利用效率。
零碳园区微电网积极参与绿电交易市场,为园区带来了新的发展机遇。通过与电力供应商、其他企业等进行绿电交易,微电网能够将多余的绿色电力出售,从而获得经济收益。在[具体地区]的零碳园区,微电网通过参与绿电交易,每年获得的收益可达数百万元。这不仅为园区带来了额外的经济收入,还推动了绿色电力的市场化发展。同时,企业通过购买绿电,能够满足自身的绿色能源需求,降低碳排放,提升企业的社会形象和竞争力。绿电交易的市场化,使得零碳园区微电网在实现自身发展的同时,也为整个社会的绿色能源转型做出了积极贡献。
在零碳园区中,电力公司进行配电网规划及负荷预测时面临诸多困难。园区内的产业类型丰富多样,不同企业的生产流程和用电习惯差异巨大,这使得负荷的不确定性显著增加。以[某新兴科技园区]为例,园区内既有研发型企业,这类企业的用电负荷相对较为平稳,主要集中在办公设备和实验设备的运行上;又有生产制造型企业,其生产过程中的大型设备启动和停止会导致用电负荷出现大幅波动,且生产计划的调整也会使电力需求难以准确预测。同时,园区内的分布式电源受天气等自然因素影响较大,进一步加剧了负荷预测的难度。太阳能光伏发电依赖于光照强度和时间,阴天、雨天等天气条件会使发电量大幅下降;风力发电则取决于风力的大小和稳定性,风力不稳定时,发电功率会出现较大波动。这些不确定因素使得电力公司难以精准规划配电网的容量和布局,容易导致电力供应不足或过剩的情况发生。
目前,每家园区都有自己独立的数据体系,且出于安全、商业机密等多方面的考虑,这些数据往往不对外公开,这给电网公司在多能互补调控与优化方面带来了极大的困难。在零碳园区中,实现多能互补需要准确掌握电力、热力、燃气等多种能源的实时数据,包括能源的生产、传输、消耗等各个环节。然而,由于数据的不共享,电网公司无法全面了解园区内能源的动态变化情况,难以进行有效的能源调度和优化配置。例如,在[某大型综合园区],电力、热力和燃气分别由不同的部门或企业负责管理和运营,它们之间的数据没有实现互联互通。当电力系统需要根据热力和燃气的供应情况进行调整时,由于无法获取实时准确的数据,很难做出科学合理的决策,从而影响了多能互补的效果,降低了能源利用效率。
风光等新能源的接入,对低压配电网的电能质量产生了明显的影响。新能源发电具有间歇性和波动性的特点,其输出功率不稳定,这会导致电网电压出现波动。当大量太阳能光伏或风力发电设备同时接入低压配电网时,在光照强度或风力突然变化的情况下,电网电压可能会瞬间升高或降低,超出正常范围,影响用电设备的正常运行。同时,新能源发电设备中的电力电子装置在工作过程中会产生谐波,这些谐波注入电网后,会污染电网的电能质量。谐波会导致电机发热、振动,降低设备的使用寿命;还会影响通信系统的正常运行,造成通信干扰。在[某零碳园区],由于新能源接入后产生的谐波问题,园区内部分精密仪器设备出现了测量误差增大、运行不稳定等情况,给企业的生产带来了一定的损失。
(一)能源利用高效化
在零碳园区微电网中,太阳能、风能、水能等多种能源相互补充,形成了一个稳定且高效的能源供应体系。白天,太阳能光伏板在阳光的照耀下产生大量电能,为园区内的各类设施供电;同时,风力发电机也在微风中转动,将风能转化为电能,与太阳能发电相互补充。当遇到阴天或夜晚太阳能发电不足时,水能发电或其他储能设备则开始发挥作用,确保电力的持续供应。这种多能互补的模式,使得能源利用更加充分,避免了单一能源的局限性。不仅如此,微电网还能实现能源的就地消纳。在[具体园区名称],通过建设分布式能源发电设施,将所产生的电能直接供园区内的企业使用,大大减少了电力在传输过程中的损耗。数据显示,该园区实施微电网项目后,能源利用效率提升了30%,有效降低了能源浪费,提高了能源的利用效率。
(二)峰谷供电合理化
零碳园区微电网采用“新能源+储能”的创新模式,能够有效应对峰谷供电的挑战。在用电低谷期,如深夜时段,新能源发电设备所产生的多余电能会被储存到储能系统中;而在用电高峰期,如白天工作时段,储能系统则会释放储存的电能,与新能源发电共同为园区供电。这种模式不仅保障了电力供应的稳定性,还能降低用电成本,提升经济效益。以[某具体企业]为例,通过利用微电网的峰谷供电调节功能,该企业每年的用电成本降低了20%。合理的峰谷供电安排,使得企业能够更加科学地规划用电,避免了因高峰期用电紧张而产生的额外费用,同时也提高了电力资源的利用效率。
(三)绿电交易市场化
零碳园区微电网积极参与绿电交易市场,为园区带来了新的发展机遇。通过与电力供应商、其他企业等进行绿电交易,微电网能够将多余的绿色电力出售,从而获得经济收益。在[具体地区]的零碳园区,微电网通过参与绿电交易,每年获得的收益可达数百万元。这不仅为园区带来了额外的经济收入,还推动了绿色电力的市场化发展。同时,企业通过购买绿电,能够满足自身的绿色能源需求,降低碳排放,提升企业的社会形象和竞争力。绿电交易的市场化,使得零碳园区微电网在实现自身发展的同时,也为整个社会的绿色能源转型做出了积极贡献。
7系统功能
综合看板:展示学校整体用电情况,包括本日、本周、本月、本年用电量及同比分析,分项用能逐时、逐日、逐月分析及占比分析,教室用能排行及占比,碳排放、碳足迹统计,节电、环保小知识分享,节能建议滚动等;
用电统计:按电能分项、区域、配电回路统计逐时、逐日、逐月用能,结果以表格或柱状图显示,并可导出至Excel;
数据集抄:对各个配电回路的电气参数进行整点集抄,汇总在一个界面上,减轻人工抄表的工作量;
历史数据:系统保存采集的各种参数至少3年,保存频率5分钟,可查询指定时间段的历史数据,并以曲线、图表、表格显示;
8项目特点
软件支持中文简体、中文繁体、英文显示,满足不同人群的
软件基于HTML5开发,支持通过浏览器随时随地访问;系统利用学校的Wifi无线组网,减少布线,降低了实施成本;软件既满足了数据采集的实时性要求,同时又具备强大的统计、分析功能;
8项目现场安装图片
9硬件清单
10结语
智慧电力系统,以其的节能降耗能力、的安全保障、优化的用户体验以及对绿色发展的有力推动,正逐渐成为电力行业发展的必然趋势。它不仅为我们的生活带来了诸多便利,更为社会的可持续发展奠定了坚实基础。然而,智慧电力系统的发展离不开我们每一个人的关注与支持。让我们携手共进,积极拥抱这一创新科技,为构建更加美好的智慧用电新时代贡献自己的力量。相信在不久的将来,智慧电力系统将全面融入我们的生活,让我们的生活更加美好、更加绿色、更加智能!