碳中和变电站实践｜SGOOL团队研发嵌入式EMS助力亚运村世纪变获国内首个“碳中和”220千伏变电站称号
变电站是电力系统中的“神经中枢”，起变换、分配、控制、保护、监视电能的作用，但其本身在服务于电力系统的同时自身也消耗一定的电能，是系统中的耗能大户。据估计，我国变压器的总损耗占发电量的10%左右。由于发电过程会产生很大的碳排放，故降低变电站的电能消耗，可间接减少碳排放，为“双碳”目标实现做出贡献。
目前，许多变电站都新上分布式光伏、储能系统，以期实现节能减排的目标。由于光伏出力具有波动性，精益化的能量管理是实现零碳的必备法宝。现有能量管理系统（Energy Management System, EMS）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研发了嵌入式EMS，集成了微电网负荷/新能源预测、拓扑分析、态势感知、优化控制、故障处理等多种功能。嵌入式EMS采用AOE控制组态技术，用户只需填写相关配置表格即可实现相应控制策略，具有集成化和通用化的优势，即插即用，适用于各类场景。
嵌入式EMS采用AOE控制组态技术实现控制策略通用化的建模，AOE控制组态技术的核心是事件驱动的AOE网络，事件驱动的AOE网络一个是由事件和动作按照一定的逻辑关系组合而成是的有向图。所有的控制策略均可以用事件驱动的AOE网进行描述。
接下来，只需将AOE网络导入控制对象的测点信息与AOE网络关联即可。嵌入式EMS提供了一套完整的低代码解析标准及直观的前端界面，用户可以标准化图模一体化技术进行简单的AOE网络配置文件。将嵌入式EMS接通电源，并与电脑连接，进行相关操作即可实现控制策略导入。
国家电网杭州市萧山区供电公司220千伏世纪变坐落于杭州亚运村西北侧，在变电站的两个楼顶铺设有总计103kW装机容量的分布式光伏，站内安装有100kW/kWh的化学储能装置。
课题组研发的嵌入式EMS落地应用于世纪变，安装在站内开关柜。通过智能“感知”直流设备运行状态，科学制定光充储一体化运营策略，智慧管理站内储能、空调等灵活资源，大幅提升世纪变电站整体能效水平，助力节能减排。
2022年2月，220千伏世纪变获得来自中国船级社质量认证有限公司颁发的《碳中和证书》，标志着世纪变成为浙江省首个获得权威机构认证的“碳中和”220千伏变电站。
课题组研发的嵌入式EMS拥有完全自主知识产权，支持国产芯片，扩展能力丰富。并提供Modbus、IEC104、DLT645、串口等工业领域常见的通信协议和丰富的API接口，以及直观的前端界面，以供用户进行产品开发和配置。
关于嵌入式EMS更多的资料，可以参见LCC in Action。
SGOOL团队
2022年4月2日
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