上海黄浦区商业建筑虚拟电厂示范项目 安科瑞企业微电网系统与电能质量控制装置的创新实践

随着能源转型与智慧城市建设的深入推进，虚拟电厂作为聚合分布式资源、参与电网互动的重要技术形态，正成为城市能源管理的新范式。上海黄浦区作为城市核心商业区，其商业建筑虚拟电厂示范项目具有显著的引领意义。安科瑞电气股份有限公司在此项目中提供的企业微电网系统与自主研发的电能质量控制装置，构成了项目高效、稳定运行的核心技术支撑。

一、 项目背景与目标：黄浦区商业建筑的能源挑战与机遇

黄浦区商业建筑密集，空调、照明、电梯等负荷集中且波动性大，传统供用电模式下面临着能耗高、峰谷差大、用电成本居高不下以及对电网冲击较大等问题。区域内分布式光伏、储能等资源具备可观的聚合潜力。虚拟电厂示范项目的核心目标，正是通过先进的技术手段，将这些分散的商业建筑负荷与分布式能源资源进行整合、优化与协调控制，使其能够作为一个整体参与电网需求响应、辅助服务，实现削峰填谷、能效提升、降低用电成本，并增强区域电网的韧性与智能化水平。

二、 安科瑞企业微电网系统：虚拟电厂的“智慧大脑”与“神经网络”

在该示范项目中，安科瑞的企业微电网系统扮演了虚拟电厂聚合管理与优化调控的关键角色。该系统并非简单的设备堆砌，而是一个集成了硬件感知、网络通信、软件平台与智能算法的综合解决方案。

1. 全面感知层： 通过在商业建筑内部的关键配电节点（如变压器出线、主要馈线、重点负荷回路、光伏逆变器、储能变流器等）安装安科瑞的高精度网络电力仪表、电能质量监测装置、智能断路器等设备，实时采集电压、电流、功率、电量、谐波、功率因数等全维度电气数据，以及环境、设备状态等信息，构建了虚拟电厂的“感官神经”。

1. 可靠通信层： 采用有线（如以太网）与无线（如LoRa、4G/5G）相结合的混合组网方式，确保海量数据稳定、低延时地传输至边缘计算网关与云端主站，形成了高效可靠的“信息传导通路”。

1. 智能平台层（AcrelEMS企业微电网能效管理平台）： 这是系统的“智慧大脑”。平台具备以下核心功能：

• 全景监测与能效分析： 对接入的所有商业建筑进行统一的能源看板管理，实现用能的可视化、可度量、可分析，精准定位能耗漏洞。

• 负荷预测与资源聚合： 基于历史数据与机器学习算法，对建筑群的总负荷及可调节潜力进行精准预测，为虚拟电厂的“调度”提供数据基础。

• 优化调度与控制： 根据电网需求响应指令、分时电价信号或内部优化目标（如电费最小化），自动生成最优调度策略。通过平台远程或经由边缘控制器，对建筑内的中央空调、照明系统、储能设备、柔性负荷等进行精细化、柔性化的调控（如空调温度微调、照明分组轮控、储能充放电计划），实现整体能效最优和需求侧响应。

• 交易与结算支持： 为虚拟电厂参与电力市场交易提供数据核证、效果评估与收益结算的技术支持。

三、 电能质量控制装置：保障供电品质与设备安全的“稳定器”

商业建筑中大量非线性负荷（如变频空调、LED照明、IT设备）的存在，极易产生谐波污染、引发电压波动与闪变、导致三相不平衡等问题，这不仅影响精密设备的正常运行、缩短设备寿命，也可能对电网电能质量造成危害，影响虚拟电厂调节指令的精准执行。为此，安科瑞针对性研制并部署了系列电能质量控制装置。

1. 有源电力滤波器（APF）： 作为谐波治理的核心设备，APF能够实时检测电网中的谐波电流，并动态注入与之幅值相等、相位相反的补偿电流，从而有效滤除2~25次乃至更高次的谐波，将总谐波畸变率（THDi）控制在国家标准要求的5%以下，净化电网环境。

1. 静止无功发生器（SVG）： 针对商业建筑感性或容性无功功率快速变化的特点，SVG能够实现毫秒级的动态无功补偿，稳定系统电压，提高功率因数至0.98以上，有效减少线路损耗和变压器容量占用，提升供电效率与电压稳定性。

1. 三相负荷不平衡自动调节装置： 自动检测并快速补偿三相系统中的不平衡电流，使其恢复平衡，避免中性线过流、变压器出力下降等问题，保障配电系统安全经济运行。

这些装置通过内置的智能控制算法，可与安科瑞企业微电网平台联动，实现电能质量问题的“监测-分析-治理”闭环管理，为虚拟电厂提供高品质、高可靠性的电力供应基础，确保各类可控负荷设备在最佳状态下响应调控指令。

四、 项目成效与展望

上海黄浦区商业建筑虚拟电厂示范项目，通过集成应用安科瑞的企业微电网系统与电能质量控制装置，成功实现了：

• 经济性提升： 显著降低建筑集群的整体用电成本，通过需求响应获得额外收益。
• 能效优化： 提升综合能效，助力商业建筑实现节能降碳目标。
• 电网友好： 平滑区域负荷曲线，减轻电网峰时压力，提高可再生能源消纳能力。
• 供电品质保障： 显著改善用户侧电能质量，提升设备运行可靠性与寿命。

该项目为超大城市中心城区的商业建筑群参与新型电力系统建设提供了可复制、可推广的样板。随着人工智能、物联网、区块链等技术的进一步融合，以安科瑞为代表的解决方案提供商将继续深化企业微电网与虚拟电厂的智能化程度，推动分布式能源资源的更广泛、更灵活、更高效的聚合利用，为构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系贡献关键力量。