作為典型的人口聚集和負荷密集地區(qū)，上海具有外來電比例高、地方資源稟賦不足的特點。從發(fā)電側來看，近年來上海風、光等新能源發(fā)電裝機比例逐年提高，傳統(tǒng)火電逐漸成為調節(jié)發(fā)電資源；從負荷側來看，上海以第三產業(yè)為主，夏冬負荷峰谷差逐年拉大，峰谷差48.5%（1312萬公斤）?？烧{負荷資源超過8760MW，包括工業(yè)負荷1230MW、商業(yè)負荷2160MWMW、電動汽車負荷為1000MW，上海企業(yè)微電網數(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:電氣思享《上海虛擬電廠實踐探索》)

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告指出，在上海市建筑分項用電數(shù)據(jù)中，空調設備和照明電氣設備占總用電量的70%以上。在以空調負荷和照明負荷為主的負荷體系下，商業(yè)建筑的負荷具有靈活可調的性能，可以在電力市場的調峰和經濟價值中發(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)字基礎條件，實施需求響應項目非常重要。目前，黃浦區(qū)約50%的商業(yè)建筑已接入虛擬電廠平臺。根據(jù)用戶參與情況，對優(yōu)質資源進行自動需求改造，利用自動需求響應技術實現(xiàn)對用戶側設備的調控。截至2021年，上海市黃浦區(qū)智能虛擬電廠平臺已納入黃浦區(qū)130棟商業(yè)建筑，注冊響應資源約60MW商業(yè)建筑需求響應資源，包括冷水機組、風冷熱泵、電熱鍋爐、動力照明、充電樁等大量可控用電設備。黃浦區(qū)虛擬電廠在不降低用戶用能體驗的前提下，實現(xiàn)了一樓一策的個性化定制。

2上海嘉定區(qū)泛在電力物聯(lián)網智能充放電示范試點項目中

  嘉定是上海汽車產業(yè)的聚集地。嘉定供電公司與國家電網電動汽車服務有限公司合作，開展電力物聯(lián)網智能充放電示范試點項目，應用V2G技術和有序充電技術，協(xié)調電動汽車與電網的電力平衡，有效提高電動汽車與電網協(xié)調運行的有序性、可靠性和經濟性，實現(xiàn)電動汽車、儲能、分布式電源、微電網等新型能源設備的即插即用、數(shù)據(jù)感知、采集和控制，統(tǒng)一協(xié)調，運行有序。智能有序充電建設通過靈活引導和主動調控用戶充電行為和能源使用行為，將配變峰值負荷降低30%以上，將80%的充電量優(yōu)化調整到配變負荷低谷，使配變接受充電樁的能力提高4倍，顯著提高配電網資源利用率，實現(xiàn)峰值填充。

3企業(yè)微電網數(shù)字化是虛擬電廠基礎設施建設

  從黃浦區(qū)商業(yè)建筑虛擬電廠示范試點項目和嘉定區(qū)電力物聯(lián)網智能充放電示范試點項目來看，虛擬電廠的建設對提高電網峰值和高效利用新能源具有重要作用，經濟效益也非常明顯。

  上海之所以成為中國shou批建設虛擬電廠的城市之一，并能迅速取得成效，主要原因如下：一是上海是一個非常發(fā)達的商業(yè)大都市，也是一個電動汽車庫存高的城市?？照{、照明、充電樁在用戶負荷中所占比例較大，季節(jié)性因素容易導致峰谷差大，需要一定的調峰填谷手段，促進新能源的充分消耗，保持電網的穩(wěn)定運行；二是以空調、照明、充電樁為主的商業(yè)負荷具有靈活可調的特點，大規(guī)?？煽刎摵删酆鲜翘摂M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)，實現(xiàn)了建筑能源的數(shù)字化管理，實施了完整的數(shù)字基礎設施，實現(xiàn)了虛擬電廠的需求響應，以較快的速度和較低的成本實現(xiàn)了虛擬電廠的建設和運行，不受許多地區(qū)企業(yè)微電網數(shù)字化水平低的瓶頸。

4如何建立企業(yè)微電網數(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）等多個企業(yè)微電網數(shù)字化建設項目、嘉定區(qū)140多所學校的配電數(shù)字化運維系統(tǒng)(見圖2)、張江園區(qū)31棟建筑的用電管理系統(tǒng)，大量微電網數(shù)字化系統(tǒng)匯聚成上海虛擬電廠建設的基礎。

  企業(yè)微電網數(shù)字化系統(tǒng)(EMS)包括安裝在現(xiàn)場的傳感器、智能網關和微電網數(shù)字軟件。傳感器用于監(jiān)控建筑負荷設備和分布式發(fā)電設備（系統(tǒng)），現(xiàn)場傳感器數(shù)據(jù)接入邊緣計算智能網關，每個智能網關可視為區(qū)域總部，收集傳感器數(shù)據(jù)上傳EMS或轉發(fā)第三方平臺，網關可根據(jù)預設閾值或自動學習執(zhí)行邏輯計算，執(zhí)行EMS指令。EMS可視為企業(yè)微電網總部，根據(jù)智能網關上傳的數(shù)據(jù)生成各種圖表、控制策略和分析結論，響應虛擬電廠的調度指令。系統(tǒng)架構圖如圖3所示。

  AcrelEMS企業(yè)微電網數(shù)字系統(tǒng)集成了企業(yè)負荷側的電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計、電能質量分析與治理、智能照明控制、主要能源設備監(jiān)控、充電樁運行管理、分布式光伏監(jiān)控、儲能管理等功能。用戶可以通過平臺對企業(yè)微電網進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調度、統(tǒng)一運維，滿足企業(yè)可靠、安全、經濟、高效、有序的用電要求。

5微電網數(shù)字化系統(tǒng)功能

（1）電力監(jiān)控

  實時監(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、無功補償柜、電纜等配電相關設備的電氣參數(shù)、運行狀態(tài)和接點溫度，監(jiān)控企業(yè)微電網主電路的電能質量，及時處理故障，發(fā)出報警信息，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，進行分類能耗統(tǒng)計，計算單位面積或單位產品的能耗數(shù)據(jù)和趨勢，診斷主要能源設備的能效，計算企業(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)情況實現(xiàn)定期控制、照明感應控制、場景控制、調光控制等，結合紅外傳感器、超聲波傳感器，實現(xiàn)人照明、人照明，根據(jù)系統(tǒng)控制策略實現(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行情況，包括逆變器運行數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量和收益統(tǒng)計、光伏發(fā)電功率控制等。

（5）儲能管理

  監(jiān)控儲能系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)還有儲能變流器(PCS)運行，包括運行模式、功率控制模式、功率、電壓、電流、頻率等預定值信息、儲能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據(jù)企業(yè)峰谷特點、電價波動和上級平臺指令，設置儲能系統(tǒng)充放電策略，控制儲能系統(tǒng)充放電，實現(xiàn)峰值填充，降低企業(yè)用電成本。

（6）充電樁運行管理

  監(jiān)測企業(yè)充電樁運行狀態(tài)，提供充電樁收費管理和狀態(tài)監(jiān)測功能，根據(jù)企業(yè)負荷率變化和虛擬電廠調度指令調整充電樁充電功率，使企業(yè)微電網穩(wěn)定安全運行。

（7）需求響應

  根據(jù)企業(yè)負荷波動數(shù)據(jù)，結合虛擬電廠的調度指令，決定如何參與電網需求響應。該平臺可以通過向儲能系統(tǒng)發(fā)布控制策略來調整充電和發(fā)電時間。平臺在需求響應期調整可控負荷功率，停止中斷負荷供電，根據(jù)企業(yè)可控負荷數(shù)據(jù)制定需求響應控制策略，實現(xiàn)一鍵響應。

6微電網數(shù)字化系統(tǒng)硬件設備

  除軟件外，安科瑞還擁有現(xiàn)場傳感器、智能網關等設備，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監(jiān)測產品、電能質量在線監(jiān)測裝置、電能質量控制、照明控制、新能源充電樁、電氣消防解決方案等，可為企業(yè)微電網數(shù)字化提供一站式服務能力，部分設備見表1。

7結束語

  面對未來，AcrelEMS企業(yè)微電網數(shù)字平臺將結合行業(yè)特點和服務“雙碳"目標，積極利用安科瑞“云邊端"產品體系和企業(yè)微電網數(shù)字技術積累，幫助企業(yè)轉型傳統(tǒng)電網，加快企業(yè)微電網向更智能、更安全、更友好的能源數(shù)字化升級，為促進區(qū)域虛擬電廠建設做出持續(xù)貢獻。同時，安科瑞建設的數(shù)千個企業(yè)微電網數(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流。