以智能开关柜为核心的低碳园区能量管理解决方案
在第七十五届联合国大会上，中国向全球表明了中国对于“绿色低碳转型”的决心，提出了两个碳排放目标，一是力争于2030年前达到峰值，二是努力争取2060年前实现碳中和，也就是现在提到的“双碳”目标。园区作为用能大户，大力节能减排，建设低碳园区，是实现“双碳”目标的必由之路。低碳园区的大脑是园区能量管理系统（Energy Management System, EMS），EMS的主要功能包括能量监测、保护和调度控制。
在园区新建新能源或储能等时，现有园区能量管理系统通常往往需要新上机柜、加装传感、部署系统等，由于缺乏标准化的控制与优化技术，在园区设备发生变化或控制目标调整时，还需要升级固件，甚至重新开发，耗时耗力耗钱。对此，浙江大学SGOOL实验室董树锋老师课题组提出一套以智能开关柜为核心的低碳园区能量管理解决方案，该方案相比于现状成本更低、适应性更强、更加灵活且易于推广和复制。
开关柜是园区内连接电源和负荷的中枢，传统作用是进行开合、控制和保护用电设备。以其为核心，后期园区新建新能源发电、储能等设备时，均能灵活简单的实现扩展，适应性强。解决方案的关键是在传统开关柜内加装课题组自主研发的低代码控制器设备，可以实现传统开关柜智能化，集能量监测、感知、控制、优化调度等功能于一体，实现园区能量精细化管理，降本增效，节能减排。
课题组发明的低代码控制器拥有完全自主知识产权，扩展能力丰富。集成方程组求解、优化模型求解、分布式计算等工业控制运算方法和功能，使得大规模工业设备实时调控可以更容易的实现，适用于各类场景。低代码控制器体积小，可直接置入园区开关柜中，如图1所示。基于低代码控制器完善的多类通信协议，结合课题组自主研发的标准图模一体化配置工具，完成采集通信、能量管理相关的控制策略配置后，使控制器变成一个嵌入式EMS，可以完成园区能量设备的全方位监控、智能控制和调度优化。
面向多种形式的园区，该方案的广适应性一方面来源于课题组提出的抽象控制模型，实现了对毫秒级及以上时间尺度控制、优化、调度的标准化建模，为方案的推广复制奠定了扎实的理论基础；另一方面来源于课题组自主研发的低代码控制技术，告别重复繁琐的编程，仅需简单配置相关控制参数即可友好、低成本地实现精细、可靠、高效的测量、感知、控制等，为方案的实现提供了强有力的技术支撑。
该解决方案已落地实践于杭州市萧山欣美电气公司（下面简称：欣美电气），欣美电气是一家生成开关柜的厂家，采用上述方案，对开关柜内500多个测点进行实时采集，在应用时，通过配置保护、控制、调度、需求响应等所需的策略，实现了传统开关柜向智能开关柜的转变，图1和图2 是产品组装过程中的照片。欣美电气自身的园区采用本方案，完成园区3.15MW光伏，573kWh储能、空调的协同优化，并于2021年6月获得浙江省首张“碳中和”证书。
关于低代码控制器更多的资料，可以参见 http://sgool.zju.edu.cn/zh-CN/lcc/
SGOOL团队
2022年3月18日
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