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能源管理大师“Smart ECX”,如何打造“光储直柔”零碳营业厅

时间:2023-12-16 19:22:48 点击:208次

西门子Xcelerator平台上的能源管理“专家”Smart ECX智慧能碳管理平台,在绿色城市发展方面与合作伙伴馗德科技携手打造“光储直柔”零碳营业厅实现了能源管理、碳管理的价值闭环。


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首先给大家科普一个科技名词:光储直柔。


这是在建筑领域应用光伏发电、分布式储能、直流配电和柔性控制系统四项技术的简称。这些技术非独立存在,而是有机融合为一个整体,形成建筑与电网之间的友好互动,实现建筑节能低碳运转。


如今,被视为发展零碳能源重要支柱的“光储直柔”建筑正逐渐走进大众的视野。2022年底,环球供电服务中心营业厅建成投运。这是北京首个“光储直柔”零碳营业厅,也是北京城市副中心新型电力系统示范区12项新型电力系统重点建设项目中首个竣工的示范项目。

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北京环球供电服务中心营业厅


西门子和合作伙伴馗德科技全程参与营业厅的建造。这里100%采用绿电,用能效率较传统营业厅预计可提高近20%。其中玄妙,着实值得一探!


西门子Xcelerator,赞3



一座不寻常的营业厅

远眺环球供电服务中心营业厅,一排排太阳能光伏板整齐地“躺”在屋顶。这些太阳能光伏板每年可发电18万千瓦时,正常天气下可完全满足营业厅的用电需求,相当于减少二氧化碳排放140吨


光伏发电后,需要考虑如何最大化利用发电量,避免电能流失的问题。营业厅借助储能装置实现绿电就地消纳,以直流用电场景提高用能效率,以柔性控制系统实现电力系统互联互济。通过“光储直柔”技术让光伏发电装置所发电量自发自用、余电储存,践行绿色建筑零碳运行。


“欢迎您来到环球供电服务中心营业厅。” 走进这座172平方米的零碳建筑,首先引起人们注意的除了两名热情周到的虚拟柜员,大厅墙上的信息大屏同样不容错过。


和其他营业厅播放服务宣传片有所不同,这面大屏清晰展示着建筑应用绿电模式后的用能信息,包括光伏发电量、储能系统的充放电状态、汽车充电桩运行状态、综合优化算法的实时运行情况及优化结果,等等。


若再深究一步,你会发现信息大屏背后的“超强大脑”—— 西门子Smart ECX智慧能碳管理平台

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得益于西门子Smart ECX智慧能碳管理平台的应用,营业厅的能碳情况一目了然。


交直流互济+光储直柔+柔性策略

馗德科技公司不断推进自身低碳化、数字化转型,致力于成为领先的智慧能源管理综合服务商。作为环球供电服务中心零碳营业厅项目(环球零碳项目)的重要供应商,馗德科技负责新型电气系统设计、能源运营平台定制化设计以及方案的落地、安装与调试。


 “光储直柔”技术在建筑领域的集成应用实属前沿探索。

如何将光伏、储能、汽车充电桩等能源设备纳入数字化管理?


如何在日常运维中实现“光储充”综合优化、用电需量管理?


如何提高日常能源系统运维监管和碳目标管理效率?

馗德科技想要找到答案。2021年底,馗德科技找到了好伙伴西门子,就综合能源系统运维的顶层设计展开探讨。

万流归一,‘光储直柔’建筑在设计与实施时遇到的诸多问题其实可以归纳为一条,即如何通过一套科学的、系统的综合能碳管理平台轻松、高效地实现建筑的零碳运转。”西门子环球零碳项目负责人崔宇表示,“西门子在‘双碳’领域有着深厚的技术积淀和有效的创新实践,我们有幸与馗德科技一道为北京首个‘光储直柔’零碳营业厅的顺利投运保驾护航。”

基于自身丰富的能碳管理顶层设计经验和馗德科技的设备层方案,西门子为环球零碳项目量身定制了集Smart ECX智慧能碳管理平台、智能微网控制器SICAM A8000和柔性互联装置等软硬件设备于一体的能碳管理解决方案,搭建起 “交直流互济+光储直柔+柔性策略”的品字形架构,实现源网侧交直流能源互济,贯穿到用户侧“光储直柔”,再加持西门子柔性控制策略,形成稳定可靠、清洁低碳、安全可控、灵活高效的新型电力系统。

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环球零碳项目“光储直柔”示意图

“建筑是主要碳排放的来源之一,零碳建筑则是实现双碳目标的重要途径之一。” 馗德科技技术总监程刚先生表示,“我们非常高兴能够与西门子这样的‘零碳先锋’在这一创新领域合作共进,打造‘交直流互济+光储直柔+柔性策略’的解决方案构架。环球零碳项目示范效应的社会化外溢,证明我们协力打造的综合能源管理解决方案已经被更多地应用到新型电力系统场景建设中,成为绿色建筑一体化发展的有力抓手。”


身边的能源和低碳专家

作为整个方案的核心,西门子Smart ECX智慧能碳管理平台基于物联网平台,融合了云计算、人工智能等先进技术。平台内嵌能源系统模型和数据引擎,用户可以通过大屏、电脑、手机等多种客户端进行交互,及时了解能源系统运行态势,提升能源系统效率,规划减排路径并实施减排行动,实现能源管理、碳管理价值闭环。


集如此强大的功能于一身,难怪Smart ECX被不少业内人士称为“身边的能源和低碳专家”。


在环球零碳项目中,Smart ECX 将“大脑”的作用发挥得淋漓尽致,既要应对光伏发电的随机波动性,还要实现节能降碳、需量调节,在盘互交错的“光储充”系统间统筹兼顾。


纵观Smart ECX的日常,首先要对天气预报、光伏发电历史、充电桩充电负荷及其它用电负荷等数据进行人工智能算法学习,借助神经网络算法模型对未来光伏发电功率和建筑用电负荷进行预测。基于预测数据,Smart ECX 会自动配置低碳优先、成本优先、需量管理优先等不同“光储充”优化算法,并持续监测系统运行工况,进而对储能做出智能调优策略。


策略出炉后通过网关下发至西门子智能微网控制器得以付诸实施。必要时Smart ECX还会通过柔性互联装置响应电网调度请求,对驱动照明、暖通空调等柔性负载进行负荷调节。在实现零碳建筑的基础上进一步实现需求侧响应。


此外,智能照明控制也是一大亮点。西门子Gamma instabus KNX系统,采用KNX/DALI的方式对直流照明灯具进行柔性调光控制,利用人员存在感应探测器实时检测工作区的人员流动,基于真实的人员使用开启各功能区照明投放,动态调节照明功率输出和色温调节,实现真正意义上的人本照明。


营业厅内的灯光和遮阳设备也在西门子Gamma系统调度下协同工作,动态追踪工作区灯光变化和自然光的变化,通过内置优化算法,在满足室内人员使用需求的前提下,优先自然采光,最大化利用自然资源,这也是践行国家绿色建筑标准的具体体现。滴水藏海,每一分精细化柔性控制理念的落地,都是对智慧低碳建筑的完美诠释。

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灯光和遮阳设备在西门子Gamma系统调度下协同工作


零碳建筑的最大公约数

西门子(中国)有限公司执行副总裁、西门子大中华区智能基础设施集团总经理林斌表示:“在打造零碳建筑的道路上,我们需要在降碳、效率与舒适之间寻找最大公约数,这将有助于形成可持续的商业模式,为市场带来可规划并可复制的标准化案例。

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环球供电服务中心营业厅外部






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