微电网能量管理技术在最优用电能效管控中的应用

智能微网协调控制系统中应用了以下主要专利创新技术：基于频率的多级电网自愈控制技术，基于优先级的微电网内设备投切调控技术，微电网并网运行模式切换孤岛运行模式的调控技术，照明负荷功率智能调控技术，智能微网能源调控的防误闭锁技术等。基于以上技术实现了并网最优协调运行、孤岛稳定优化运行及并离网平滑切换等功能。

同时，通过智能微网协调控制装置，将用户侧微网接入地区电力需求侧管理平台或智能电网配用电协调控制主站，将实现供用电互动协调和需求侧管理：用户积极主动参与，自动响应有序用电调峰需求，实现互动式的负控和非拉闸限电。采用配用电协调控制技术，供电、售电公司可以将区域内各用户的可调控资源，不光是负荷，还包括用户自备分布式电源，一起集中协调起来，当作一个虚拟电厂来实现调峰。需求侧互动协调不但满足了系统稳定调度要求，保障了用户最重要负荷的安全可靠用电，还有助于提高能源的利用率，降低电力系统输变电设备投资和损耗。

对照国家能源局《关于推进新能源微电网示范建设的指导意见》（国能新能[2015]265号）的技术要求，UT-D100C系统用户侧的微网协调控制部分，事实上就是一套新能源微电网能量管理系统，相关功能早于该规范的出台就已实现，符合其技术要求。

不仅在微网中，微电网能量管理技术在常规配用电（能效管控系统）中同样可以用来实现能源最优调控。系统采用智能微网协调控制系统的主控制器（UT-6611）来统一协调各进出线的监测控制终端的运行控制，进行配用电系统的电能协调管理，应用其中的供用电平衡协调控制功能，维持各运行模式下的动态平衡与优化，最大限度地保障最高的供电质量、安全性和可靠性。

智能微网协调控制器的能源调控所采用核心专利技术是 “基于优先级的微电网内设备调控方法”，其原理如下：

1.优先级

根据实际应用需要对微电网的全部设备按照重要程度进行优先级排序，预先设置设备优先级列表；

设备优先级包括电源、负载设备、储能设备并统一按优先级混合排序。电源的高优先级理解为：用电的时候该电源优先投入；负载的高优先级理解为：欠电的时候该设备优先被切掉。这样系统便能够统筹判断：电力供给不足时应该先启动备用电源还是先切除/降低某个负荷，反之亦然。

2.策略推算

实时采集获取微电网内的全部设备的运行信息，判断当前微电网的运行模式，并分析当前微电网运行模式下的配电情况，根据配电能量供需情况及设备优先级列表，对设备优先级列表中的分布式电源、储能设备及负载设备按照设备优先级顺序逐个进行投入、退出以及功率调控的判断以及推演计算；优先级高的电源优先投入或调高，较后切除或降低；优先级高的负载优先切除或调低，较后投入或调高。推算直至系统功率预计能够达到平衡。

3.策略执行

依据推算出的调控策略，将调控指令分别下达到各设备执行投、切或调节的控制动作，达到微电网整体调控目标。

若检测到在协调控制过程出现设备拒动或异常，将所述设备锁定为不可控状态并执行报警警告操作，重新推演计算由其它设备实现相应的调控；

通过智能微网协调控制装置监控整个用户电网的运行状况以及对各控制执行终端进行策略设置和投切控制，并利用各终端的就地策略、功能，可以实现下列协调控制功能：

● 电能供需协调控制

● 配用电能源管理

● 能源负荷最优智能调控

● 需求侧负荷能源自动响应

系统采用UT-6611智能微网协调控制装置来统一协调各进出线、供用电回路及电源与负载设备的监测控制终端的运行控制，进行配用电系统的电能协调，应用其中的供用电平衡协调控制功能，实现多种运行方式下的自动模式转换，并维持各模式下的能源与载荷动态平衡与优化，按负荷与电源优先级最大限度地保障最高的供电质量和可靠性。系统自动满足电力设备容量、最大需量等约束目标，避免设备损坏和电价惩罚，延缓设备、线路改造巨大投入，并能够自动调整设备运行作息以避峰趋谷，合理降低电费成本。同时，通过上述电力能源协调平衡控制，UT-6611智能微网协调控制装置将根据主站或调度对用户用电负荷的额定限制，实现供用电互动协调和需求侧自动响应。

针对不同运行模式需求，设定不同的调控目标，采取上述算法进行推算，就地监控软件上经人工交互确认（也可设置为不经交互确认自动下达），然后将调控策略下达执行：

1、常规运行

常规运行正常供电，以变压器、线路等供电设备容量为总用电功率约束目标，进行调控推算和执行：

UT-6611监测总用电负荷的数值，一旦总用电功率超容量或低于其差额达到一定可观数值，将及时按优先级顺序调控投切部分负荷。

UT-6611根据实际功率消耗值与供电容量的对比，进行调控推演计算；如若总用电功率超出容量，则从低到高逐步切除部分负荷，直至总用电功率降到容量之下；反之若总用电功率低于容量（保持一定可观数值的裕度），则从高到低逐步合上部分负荷的开关，逐步恢复部分次优先级负荷供电，直至全部负荷投入。

通过负荷自动调控，系统可以主动避免负荷超设备容量，延缓甚至避免设备、线路改造的巨大投入。

如果企业与供电公司供电协议中签订的最大需量低于设备容量，则以人工设定的需量容限为总用电功率约束目标，进行调控推算和执行，过程同上。这样将自动避免负荷超需量容限，控制两部制中基本电价成本。

2、需求侧自动响应

需求侧自动响应即非拉闸限电，以调度下达的供电功率限额为约束目标（可以通过地区电力需求侧管理平台或智能电网配用电协调控制主站平台通信自动传达或人工设定），进行调控推算和执行：

如若电网限电，UT-6611根据实际功率消耗与调度限电指标的缺口，从低优先级负荷逐步向上进行减负荷推算，使得总用电功率维持低于限额，然后将调控策略下达执行。即先逐步切除三级负荷，再逐步调控二级负荷、一级负荷，使得总用电功率降到调度限电指标以下。

3、避峰填谷运行

根据峰、平、谷时段划分，分别设置不同的用电功率限额，以此动态用电功率限额为约束目标，进行调控推算和执行：

UT-6611监测总用电负荷的数值，一旦总用电功率超用电功率限额或低于其差额达到一定可观数值，将及时按优先级顺序调控投切部分负荷；

在峰时段将限额设低，谷时段将限额设高，如此系统将自动调整设备运行作息，避峰趋谷以降低电费成本。

近年来，UT-D100C能效协调管控系统已经在多个园区、楼宇、工厂，以及海军某部队等单位投运，成功实现了电能效监测管理、智能微网需求侧响应、智能配电多运行方式下的能源协调、智能配电最优调控等应用。典型应用包括：供电发展大厦电能效监测管理、东海舰队某部智能配电能源协调管控、优特广场综合楼楼宇微电网、上海某橡塑企业工厂能效管控、上海某工业园园区能效管控等。

能效管控系统将有效地提高电能使用效率，实现“安全、可靠、经济、高效、洁净”的用电目标，有力地推动我国电能管理水平和使用效率向世界先进水平迈进。其主站是一个节能降耗公共服务平台，可协助政府将节能工作落到实处，为实现减排目标做出重要贡献，为加快构建绿色发展、环境友好、资源节约社会提供支持。产品的推广实施必将产生巨大的社会效益。