吳暇

（上海新能凱博實(shí)業(yè)有限公司，上海 201210）

0.引言

由于社會(huì)發(fā)展促使能源供需關(guān)系發(fā)生變化，為了能夠更好地滿足用戶多元化需求，能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也不得不進(jìn)行積極調(diào)整。通過在綜合能源節(jié)能中應(yīng)用電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠以推動(dòng)能源利用數(shù)字化、信息化實(shí)現(xiàn)有效滿足用戶需求的基礎(chǔ)上促進(jìn)能源合理運(yùn)用。由此可見，重視在綜合能源節(jié)能中應(yīng)用電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)顯得尤為重要。如何正確認(rèn)知電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在綜合能源及能中的應(yīng)用，也成為應(yīng)當(dāng)率先關(guān)注的內(nèi)容。

1.電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在綜合能源節(jié)能中應(yīng)用的現(xiàn)狀

我國(guó)社會(huì)持續(xù)發(fā)展過程中，企業(yè)往往會(huì)通過改革提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，也促使對(duì)能源的需求變得愈加多樣化。因此，為了能夠更好地提升對(duì)能源利用率，在綜合能源節(jié)能中利用電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為非常重要的手段之一，能夠通過傳感器技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)等推動(dòng)綜合能源節(jié)能朝著數(shù)據(jù)化、信息化的方向不斷前行，從而滿足不同用戶多樣化需求的同時(shí)，也能為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供更多保障。然而，電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在綜合能源節(jié)能中的應(yīng)用也仍然存在著許多問題，才能更好地發(fā)揮電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的價(jià)值，比如，作為能夠?qū)崿F(xiàn)能源數(shù)據(jù)整合、狀態(tài)感知以及運(yùn)行優(yōu)化等方面的應(yīng)用層和平臺(tái)層，還只能在數(shù)據(jù)整合、運(yùn)行監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮作用，至于遠(yuǎn)程精確控制、多能源優(yōu)化互補(bǔ)等方面依舊很難達(dá)到預(yù)期效果。由此可見，目前電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在綜合能源節(jié)能中的應(yīng)用，仍然存在著較大的提升空間[1]。

2.電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在綜合能源節(jié)能中應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容

2.1 可行性研究

作為電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在綜合能源節(jié)能中應(yīng)用的首要方面，可行性研究能夠從更加全面的角度出發(fā)，保證電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用效率。比如，由于綜合能源節(jié)能不僅與能源的生產(chǎn)、加工以及傳輸?shù)确矫鎿碛兄懿豢煞值穆?lián)系，當(dāng)中也擁有龐大的數(shù)據(jù)量，進(jìn)行可行性研究時(shí)，必須要從多角度入手，保證電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用決策的科學(xué)性，其中包括風(fēng)電、光伏等能源的需求量、應(yīng)用方案、技術(shù)原理和配置規(guī)模等。只有明確上述內(nèi)容后才能保證電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在綜合能源節(jié)能中的應(yīng)用得到更具合理性的評(píng)價(jià)。

2.2 用能數(shù)據(jù)采集

用能數(shù)據(jù)采集是電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在綜合能源節(jié)能中應(yīng)用的重要內(nèi)容之一，主要是從用戶的角度出發(fā)對(duì)用戶使用能源的特征進(jìn)行充分采集，確保能夠從多維度掌握所有用戶的供用能數(shù)據(jù)，比如，統(tǒng)計(jì)用能詳細(xì)信息，了解用戶用能的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性?；蛘撸嫦騻€(gè)體用戶時(shí)可以根據(jù)用能數(shù)據(jù)分析用戶心理特征，并以此為基礎(chǔ)設(shè)置不同時(shí)間段，確保建立用能數(shù)據(jù)模型的合理性。以此為基礎(chǔ)，也可構(gòu)建用戶群體的供用能數(shù)據(jù)模型。同時(shí)，在能夠全面掌握用戶側(cè)用能數(shù)據(jù)后，電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在綜合能源節(jié)能中的應(yīng)用也能更具針對(duì)性。例如，滄州供電公司在充分收集和分析用戶群體用能數(shù)據(jù)的前提下，根據(jù)用戶群體的用能特征開發(fā)出由智慧城市與石墨烯路燈綜合利用組成的綜合能源節(jié)能方案，既能實(shí)現(xiàn)將智慧城市的綜合性功能體與市政照明有機(jī)結(jié)合，也能將監(jiān)控?cái)z像頭、廣告投屏、5G基站等公共服務(wù)設(shè)施與石墨烯路燈相互融合，形成可顯著提升綜合應(yīng)用水平的策略[2]。該方案不僅能夠提高城市的公共服務(wù)管理能力，也能對(duì)不同用戶群體的用能數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)收集與評(píng)估，保證綜合能源可以得到充分且合理的運(yùn)用。

2.3 資源規(guī)劃與建設(shè)

2.3.1 資源規(guī)劃與配置

資源規(guī)劃與配置是電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在綜合能源節(jié)能中應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)提高綜合能源節(jié)能水平的重要保證。具體內(nèi)容為根據(jù)用戶群體的實(shí)際用能需求進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，比如，為了保證可以更好地為能源終端用戶提供服務(wù)，可以采取設(shè)置區(qū)域調(diào)度中心的方式進(jìn)行資源規(guī)劃與配置，從而更好地提升用能數(shù)據(jù)采集與用戶需求感知力度。因?yàn)槟芰肯到y(tǒng)運(yùn)行成本較高，如果能夠合理設(shè)置區(qū)域調(diào)動(dòng)中，可以利用不同能量系統(tǒng)間的有效數(shù)據(jù)互通，解決不同時(shí)間段的能源需求差異性問題，即區(qū)域調(diào)度中心可以將數(shù)據(jù)互通作為基礎(chǔ)，保證各時(shí)段的能源需求得到滿足，提升能源利用率，避免不同終端用戶的需求得不到充分滿足。至于用戶側(cè)方面，資源規(guī)劃與配置需要根據(jù)區(qū)域特征、用戶需求等方面進(jìn)行綜合考慮，例如，想要更好地保證終端用戶的用能需求得到充分滿足，分布式電源、儲(chǔ)能設(shè)備等應(yīng)當(dāng)合理配置。值得注意的是，上述資源的配置除了要滿足實(shí)際需求外，還應(yīng)當(dāng)在性能、成本等方面予以控制，也就是以滿足實(shí)際為核心，選擇性能最佳且成本合理的設(shè)備。至于從整體的角度來看，線路、能源設(shè)施等資源的規(guī)劃與配置還應(yīng)當(dāng)與終端用戶的具體情況相結(jié)合，比如，滄州供電公司在開展明珠服裝小鎮(zhèn)屋頂分布式光伏電站項(xiàng)目時(shí)，對(duì)于建設(shè)中央空調(diào)水蓄冷方案，綜合能源的協(xié)調(diào)組織和運(yùn)用是以本地用能特性為核心，對(duì)空調(diào)可控負(fù)荷、蓄能設(shè)備以及分布式發(fā)電設(shè)施等進(jìn)行重新整合，并建設(shè)區(qū)域型綜合能源交易平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)能夠及時(shí)響應(yīng)用戶需求的同時(shí)，也能對(duì)用戶的用能行為進(jìn)行合理引導(dǎo)，保證綜合能源可以得到充分運(yùn)用[3]。為了能夠更好地提升企業(yè)效益，滄州供電公司還通過利用供電所等資源優(yōu)勢(shì)，建設(shè)分布式光伏發(fā)電、后期運(yùn)維托管、廠房租賃等項(xiàng)目，真正實(shí)現(xiàn)滿足用能需求并創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)利益。

2.3.2 系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容是電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于綜合能源節(jié)能中的直接體現(xiàn)，通過從更加全面的角度入手確?？梢栽陔娏ξ锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐下，創(chuàng)建更加科學(xué)、完善的綜合能源節(jié)能系統(tǒng)。以武康供電營(yíng)業(yè)所綜合能源示范項(xiàng)目為例，通過電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)完整綜合能源節(jié)能系統(tǒng)的目的，具體內(nèi)容包含光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁系統(tǒng)、智慧路燈站牌系統(tǒng)、能效管理監(jiān)控展示平臺(tái)5個(gè)方面。其中光伏發(fā)電系統(tǒng)采用210片多晶硅光伏組件，安裝方案為15串聯(lián)和14并聯(lián)，主要設(shè)置于屋頂，固定模式采用于混凝土上立鋼架進(jìn)行固定安裝。停車棚頂面也含有部分光伏發(fā)電，由75片多晶硅光伏組件組成，安裝方案是15串聯(lián)5并聯(lián)。其與光伏系統(tǒng)的連接是利用匯流箱來實(shí)現(xiàn)。儲(chǔ)能系統(tǒng)主要包含存儲(chǔ)容量、材料以及規(guī)格3個(gè)方面。其中存儲(chǔ)容量設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合計(jì)算用電負(fù)荷規(guī)模、電池容量衰減、充電樁系統(tǒng)以及光伏子系統(tǒng)等方面才能得出儲(chǔ)能系統(tǒng)的總?cè)萘俊２牧戏矫媸蔷C合能源節(jié)能系統(tǒng)的重要保證，可選擇磷酸鐵鋰電池作為主要材料，并利用激光點(diǎn)焊技術(shù)制作電池箱。規(guī)格則是儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要組成結(jié)構(gòu)，即該項(xiàng)目中將21個(gè)電池箱組裝成電池集裝箱，保證儲(chǔ)能系統(tǒng)總?cè)萘靠梢赃_(dá)到240kWh/100kW。至于儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作模式以并網(wǎng)模式為主，分別于用電谷值和峰值時(shí)進(jìn)行充、放電。充電樁系統(tǒng)主要以安裝充電樁為主，確保用戶需求可以得到充分滿足，以工程實(shí)際設(shè)計(jì)來看，于機(jī)動(dòng)車停車位處分別安裝60kW雙槍直流充電樁1臺(tái)和落地式單槍直流充電樁3臺(tái)，總控制箱功率模塊為500V，可以滿足5輛新能源車輛在相同時(shí)間段進(jìn)行同步充電。智慧路燈站牌系統(tǒng)是由WIFI、LED燈、LED屏、視頻監(jiān)控以及一鍵報(bào)警等組成，可提供場(chǎng)站展示、場(chǎng)站安全、場(chǎng)站服務(wù)以及物聯(lián)專網(wǎng)等功能。

至于能效監(jiān)控管理展示平臺(tái)不僅能夠?qū)C合能源系統(tǒng)的用能情況進(jìn)行實(shí)時(shí)收集，也能予以集中展示，主要包括儲(chǔ)能系統(tǒng)電量、儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、光伏發(fā)電總量以及充電樁運(yùn)行狀態(tài)等多個(gè)方面。除此之外，能效監(jiān)控管理展示平臺(tái)也能夠根據(jù)實(shí)際用電量及時(shí)調(diào)整儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，保證儲(chǔ)能系統(tǒng)電池能夠得到充分運(yùn)用，避免電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間處于用電高峰狀態(tài)，影響用戶用電體驗(yàn)。至于能效監(jiān)控管理展示平臺(tái)對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制原理是根據(jù)用能變化進(jìn)行針對(duì)性管控，例如，項(xiàng)目所處園區(qū)白天的用電量較高，先利用光伏發(fā)電保證電網(wǎng)正常運(yùn)行，當(dāng)用電量已經(jīng)超過峰值的部分額定容量時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)會(huì)在EMS接收到并網(wǎng)放電指令后進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，即開始放電。如果電池電量SOC值已經(jīng)低于20%，放電停止動(dòng)作會(huì)在儲(chǔ)能逆變器接收到停止指令時(shí)進(jìn)行，并由電網(wǎng)繼續(xù)供電。至于剩下的20%容量主要是處于離網(wǎng)狀態(tài)下使用，屬于極端配置容量。當(dāng)處于夜晚用電谷值時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)會(huì)在EMS接收到儲(chǔ)能逆變器的充電指令后執(zhí)行充電動(dòng)作且不負(fù)責(zé)電網(wǎng)供電。待充電完成后，儲(chǔ)能逆變器會(huì)在接收到系統(tǒng)內(nèi)的停止充電指令后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)[4]。另外，為了更好地保證所有用戶的用能需求，儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行模式可以日用電曲線為核心進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，也就是依照具體情況增加儲(chǔ)能系統(tǒng)電池組的充放電次數(shù)，比如，白天用戶對(duì)電能需求量較高時(shí)，電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷也會(huì)隨之增加。在這種情況下，可以在白天先運(yùn)用儲(chǔ)能系統(tǒng)的電量，并在適當(dāng)時(shí)間進(jìn)行充電，保證可以在不同時(shí)間段發(fā)揮儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用，保證電網(wǎng)運(yùn)行正常。通常情況下，儲(chǔ)能系統(tǒng)電池組充、放電以每日進(jìn)行1次為主，即白天峰值時(shí)進(jìn)行放電，晚上谷值時(shí)再充電，可以保證電網(wǎng)容量能夠得到有效補(bǔ)充。由此可見，電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以針對(duì)性調(diào)整綜合能源的運(yùn)用，提高綜合能源利用率，大幅減少能源消耗問題。

2.4 確定服務(wù)形式

實(shí)際上，用戶對(duì)于綜合能源的需求存在較大差異，應(yīng)當(dāng)在開展綜合能源服務(wù)時(shí)采取針對(duì)性服務(wù)形式，才能滿足用戶需求的同時(shí)，保證綜合能源利用率，比如，根據(jù)用戶的用能特性，可以提供綜合能源定制服務(wù)。畢竟，所有用戶的用能需求均不相同，綜合能源標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)往往很難解決需求中存在的差異性問題?；蛘撸越K端用戶的個(gè)性化需求為核心，結(jié)合用戶基本信息、類別以及用能習(xí)慣等提供多元化綜合能源服務(wù)，比如，應(yīng)急能源服務(wù)套餐、單項(xiàng)能源服務(wù)等。同時(shí)，由于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整正在持續(xù)推進(jìn)，很多企業(yè)為了能夠更好地提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，在能源需求方面也變得更加豐富。這種情況下，還可以通過電力互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將用戶市場(chǎng)環(huán)境、行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)等方面與用戶用能特征進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而定制更具針對(duì)性的方案。例如，隨著新能源汽車得到快速發(fā)展，很多用戶的充電行為會(huì)受到電力市場(chǎng)環(huán)境的影響而發(fā)生改變。針對(duì)此類情況，可以通過電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集用戶的車輛類型、車輛充電習(xí)慣、充電時(shí)間等信息，并進(jìn)行針對(duì)性分析，便于在不同電網(wǎng)容量、電價(jià)等情況下提供出行路線、充電路徑等方面的合理規(guī)劃?；蛘?，由綜合能源服務(wù)商與汽車行業(yè)建立合作關(guān)系，通過運(yùn)用電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來提升綜合能源節(jié)能效果，也就是先從不同的汽車生產(chǎn)廠商中挑選優(yōu)質(zhì)對(duì)象，并利用電力互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專門建立與該廠商相關(guān)的專屬充電站，更好地解決車輛用戶的充電難題。

3.結(jié)論

電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠憑借高感知、高處理效率等優(yōu)點(diǎn)提升綜合能源節(jié)能水平。所以，必須要重視在綜合能源節(jié)能中應(yīng)用電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并能夠有機(jī)結(jié)合可行性研究、用能數(shù)據(jù)采集、資源規(guī)劃與建設(shè)、確定服務(wù)形式等內(nèi)容才能確保可以利用能源數(shù)據(jù)化、信息化滿足用戶多樣需求的同時(shí)，提高能源利用率，促進(jìn)我國(guó)綜合能源可以走向多元化和可持續(xù)的發(fā)展道路