怎样实现新型电力系统的转型

安科瑞虞佳豪

实现新型电力系统，需要三步走——

从当前到2030年是加速转型期；从2030年—2045年是总体形成期；再从2045年—2060年是巩固完善期。根据我国“双碳”目标，2030年是碳达峰，2060年是碳中和。

从现在到2030年的加速转型期，新能源逐渐成为发电量增量主体，煤电仍然是电力系统的“压舱石”，电网形态以区域互联电网为主，分布式智能电网进入发展起步期。终端电气化水平、用户侧灵活调节和响应能力逐步提升。储能多场景多技术路线规模化发展。

2030年—2045年的总体形成期，我国用电需求在2045年前后达到饱和，用电量达到平台期，跨省跨区电力流规模进入峰值平台期。新能源成为装机主体，煤电加速向清洁低碳转型。电网柔性化、数字化、智能转型，大电网与分布式并举，全社会各领域电能替代普及。规模化长时储能技术突破，满足日以上平衡调节需求。新型电力系统这个时候应该基本建成。

2045年—2060年的巩固完善期，以新能源为主体的电量供给主体的电力资源与氢能等其他二次能源综合利用，终极能源是电能和氢能，绿电制绿氢，氢能也是来自于电能，电能一定是今后的主体，助力新型能源体系逐步完善成熟。新型输电组网技术突破，电力与能源输送深度耦合协同。用户侧与电力系统高度灵活互动，多类型储能协同运行电力系统实现动态平衡。

构建新型电力系统，需要四大体系建设，三维创新支撑。四大体系建设即：保证电力供应保障性支撑体系、新能源高效开发利用体系、储能规模化布局应用体系、电力系统智能化运行体系。三维创新支撑即：新型电力系统标准与规范创新，核心技术与重大装备应用创新，相关配套政策与体制机制创新。

AcrelEMS企业微电网能效管理平台实现用户侧智能配电和智能用电管理，结合物联网、大数据技术，可实现企业微电网中低压电力监控、能耗统计、电能质量分析及治理、照明控制、主要负荷监控、充电桩运营管理、光伏发电监控、储能管理等功能，提高企业配电和用电智能化，满足企业用电可靠、安全、节约、有序用电要求。

图1 AcrelEMS企业微电网能效管理平台网络结构

AcrelEMS企业微电网能效管理平台通过配置微机保护装置、智能仪表、电能质量监测和治理装置、储能系统等，实现用户侧配电系统的实时监控、优化控制和自动运行，从而提高配电系统的运行效率、安全性和可靠性。

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 电力监控功能

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

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

在新型的电力系统中由于整流、变频、开关电源等设备大量使用，会产生大量的谐波，谐波污染严重可能导致电容器无法正常工作、电缆异常发热、损坏电子设备。通过配置电能质量监测装置和电能质量治理装置可以有效滤除配电系统中的谐波，改善电能质量，提高功率因数，保障配电系统安全运行。

图5 电能质量监测和治理

要实现配电系统的智能化管理，除了系统外还需要各种监测和控制设备，具体包括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、交直流智能仪表、测温装置等等，见表1。

AcrelEMS企业微电网能效管理平台统计企业的能耗数据，帮助企业制定节能降耗计划，并通过平台执行优化控制来降低企业碳排放，包括照明控制、空调控制、电机保护控制、充电桩运营管理、需求响应等等，让企业有序、智慧用电。

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

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，为企业节约照明用电。

 图7 照明控制功能

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调节充电桩功率，使企业微电网安全平稳运行。

 图8 充电桩管理

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。

 图9 AcrelEMS企业微电网能效管理平台需求响应示意图

安科瑞智能用电设备包括各类智能电表、物联网电表、照明控制传感器、新能源充电桩、电气消防类解决方案等，可以为企业智能用电提供一站式服务能力，设备选型见表2。