《阅江学刊》网络首发论文 题目： 构建以新能源为主体的新型电力系统框架 作者： 王志轩 DOI： 10.13878/j.cnki.yjxk.20210610.001 网络首发日期： 2021-06-11 引用格式： 王志轩．构建以新能源为主体的新型电力系统框架[J/OL]．阅江学刊. https://doi.org/10.13878/j.cnki ·气象与人类社会：全球气候变化与中国行动方案· 构建以新能源为主体的新型电力系统框架 王志轩 摘要： 构建以新能源为主体的新型电力系统是实现碳达峰碳中和的基础，而 新型电力系统是清洁低碳安全高效能源体系的重要组成部分，在新型电力系统 中，要逐步实现可再生能源对化石能源的替代，而且要以化石能源效能为目标控 制能源总量，以电力体制改革为动力，推动新型电力系统构建。 能源转型涉及整 个经济与社会系统的全面转型，生产方式和生活方式必须发生重大转变。 个经济与社会系统的全面转型，生产方式和生活方式必须发生重大转变。 在“十 四五”规划期间，构建新型电力系统需要保障电力安全；大力支持新能源发展；持 续完善智能电网建设，更加重视智能配电网建设；明确煤电定位，严格限制煤电 建设；在保障安全的前提下启动核电建设，在维护生态的前提下启动大型水电建 设；推动储能商业化发展。 关键词： 碳中和；碳达峰；新能源；能源转型；电力安全；智能电网；能源消费； 储能 中图分类号： Ｘ２；ＴＫ－９

典型案例 04 项目背景 园区专网 解决方案 01 02 03 产品功能设计 产品形态及功能 基于 5G 网络的巡检业务，实现重点区域内不间断的自主巡逻、实时高清监控、安全监测等 电力巡检机器人系统由前端 + 后台构成： u 前端巡检机器人车体搭载云台、激光雷达、 VR 全景摄像机等设备 u 后台主要包括：智能监测模块、巡检机器人控制模块、 VR 全景监控模块、管理监控模块 视频直播信号的大、长、久传输特点，采用高效 H.265 编码算法，支持多种协议间传输分发，最大分辨率支持 8K 直播的传输及存储 管理监控模块 监控平台主要用来控制智能巡检机器人自主巡检电力设备，实时显示巡检结果，从而代替人工巡检，提升 电力部门的运维效率，实现变电站的自主检测、监控、安防和数据远程集控管理。主要功能有：实时监控、 远程控制、任务管理、数据查询等 目录 典型案例 04 项目背景 园区专网 塔吊车 天津滨海电力 5G 智能巡检机器人，从 2019 年 5 月开始，在天津市塘沽联通的配合下，在天津市滨海电力进行部署。陆续 在天津滨海海洋 110KV 变电站和滨海 220KV 变电站完成了“全国首次 5G 陆空一体化电力设施立体巡检”、 “ 天津市迎峰度夏保电任务”、“献礼建国 70 周年天津滨海电力宣传片拍摄”、“泛在电力物联网应用成 果汇报”等一系列任务，获得了电力行业的广泛关注，并在

有序用电网格化管理 用 能源结构不完善 缺少政策方向引导 IJ 能耗浪费现象严重 数据北向对外欠开放 设备边界定义模糊 数据南向接入较传统 缺乏管理 / 技术手 段 园区电力供应缺口 零碳园区市场 | 痛点分析 零碳智慧园区 · 科技助力碳中和 02 建设目标 1. 能源供应端 - 发电侧清洁能源 2. 能源消费端 行碳汇交易，购买绿色能源，最终 实现碳中和。 零碳绿色园区 | 建设路径“三步走” 零碳智慧园区 · 科技助力碳中和 碳 / 能资产管理监测 评估体系 只 园区电力分类 / 分项 能耗指标管理 学校建筑有序用电管控 能矿一张网 园 区 全 碳 排 放 地 图 园 建筑楼宇 能毛 KPI 指 标 KPI 学校建汇能流分析 四级用能计量监测 零碳智慧园区 · 科技助力碳中和 绿色能源 技术节能 管理节能 燃气系统 管理 近七日排放 (tCO²) 年硫排放趋势 (tCO) 路灯智能 黄理 3. 园区电力分项：空调、照明、动 力、特殊等。 电力分项 用能占比 月面积排放趋势 (kgCOz/m) p 四级能源 管理 重点设备 月人均排放趋势 (kgCOz/

2001年热带风暴艾利森致使德克萨斯州的22家医院停业， 而 2017 年哈维飓风期间，德克萨斯医疗中心凭借其微电网得以保持全面运营。 4 这些灾难带来的教训促使医院和其他各类关键设施越来越多地采用微电网技术。然而，电力连续性和患者生命安全 并不是医院认为微电网具有吸引力的唯一原因，设施的能源成本也是备受财务团队关注的问题。这是由三大现实因 素决定的： 1. 医院消耗的能源是其他类似规模的商业建筑的 2.5 倍 命安全，同时控制与能源相关的运营费用。 1 “是什么导致纽约市医院的发电机频出故障？”，CBS 新闻，2012 2 “飓风桑迪快报”, CNN, 2018 3“微电网势头： 建设高效、有弹性的电力”，气候与能源解决方案中心， 2017 4 “哈维飓风后重新开灯”，Power Generation，2017 施耐德电气 3 微电网系统技术已经成熟，预计在全球范围内将以每年 20% 的速度持续增长，而自 耗的公用电网能源，从 而实现净零。 可再生能源的生产和存储规模应以最有利于实现零净协议目标为准绳。 施耐德电气 4 设计工具通过采用高级控制算法并同步分析多种类型的 DER，可以确保设施全年的电力和热需求得到满足，并帮助 优化 DER 的规模、类型和组合，从而实现最佳财务绩效，缩短投资回收期。 在规划微电网项目时，设计工具采用与最终微电网控制系统相同的算法是很有利的。规划设计阶段中采用的控制器

2 住院楼 15 年 1.3. 医院能源管理及节能面临的问题 1.3.1. 能耗计量和分析管理需要 1) 配电室内在低压各出线回路主要采用塑壳断路器出线的形式，没有配置电 表无法实现各出线电力运行数据的实时监控，无法实现对各回路用电的计量。 2) 配电室内变压器等设备缺乏的有效的监控手段，无法实时监控设备运行状 态，现场设备有运行告警情况无法及时反馈到运行人员。 3) 楼层配电间内 设备采集层是系统的基础，绝大部分能耗数据来自该层。该层设备全部需要具有 RS485接口，支持Modbus通讯协议，将现场能耗数据发送至网络汇聚层。该层设备 主要负责采集电能耗数据。 该层设备主要包括：多功能电力监控仪表(测量高低压配电柜电参量和有功电度)、 多功能电能表(测量末端设备配电箱有功电度)等。  网络层 指完成系统通讯所涉及的底层通讯链路（如RS485总线）、通讯转换设备（如数 据网关 记录功 能 数据内容 建筑基本信息如面积等，以及其他能耗信息，如燃气、油等。 数据传输 严格依据手动采集文件格式要求进行填写，并定期更新上报。 电力监控子系统接口 接口定义 能耗监管系统与电力监控系统之间的数据采集接口 接口要求 考虑电力监控设备直接接入能耗监管系统，也可预留系统接口方式如 OPC； 数据内容 各支路耗电量、电流、电压、功率因数、谐波等 数据传输 逐时能耗数据 智能照明子系统接口

2 住院楼 15 年 1.3. 医院能源管理及节能面临的问题 1.3.1. 能耗计量和分析管理需要 1) 配电室内在低压各出线回路主要采用塑壳断路器出线的形式，没有配置电 表无法实现各出线电力运行数据的实时监控，无法实现对各回路用电的计量。 2) 配电室内变压器等设备缺乏的有效的监控手段，无法实时监控设备运行状 态，现场设备有运行告警情况无法及时反馈到运行人员。 3) 楼层配电间内 设备采集层是系统的基础，绝大部分能耗数据来自该层。该层设备全部需要具有 RS485接口，支持Modbus通讯协议，将现场能耗数据发送至网络汇聚层。该层设备 主要负责采集电能耗数据。 该层设备主要包括：多功能电力监控仪表(测量高低压配电柜电参量和有功电度)、 多功能电能表(测量末端设备配电箱有功电度)等。  网络层 指完成系统通讯所涉及的底层通讯链路（如RS485总线）、通讯转换设备（如数 据网关 记录功 能 数据内容 建筑基本信息如面积等，以及其他能耗信息，如燃气、油等。 数据传输 严格依据手动采集文件格式要求进行填写，并定期更新上报。 电力监控子系统接口 接口定义 能耗监管系统与电力监控系统之间的数据采集接口 接口要求 考虑电力监控设备直接接入能耗监管系统，也可预留系统接口方式如 OPC； 数据内容 各支路耗电量、电流、电压、功率因数、谐波等 数据传输 逐时能耗数据 智能照明子系统接口

是典型的系统结构。对于电气系统需要 2(N+1) 以上系统。要求所有的机房设备双路容错供电。机房设备维修通道必须与其他重要 16 智慧医院 PPP（智能化）设计项目方案 设备维修通道隔离，建筑物至少有两路电力或其他动力进线路由互为备用。 电子信息系统机房还可根据各区域重要程度的不同分成不同的等级别。根据相 关规范调整相关机房供电系统的要求，但不完全等同于机房定级。应根据机房的性 质确定机房的等级和供电系统配置。 1 系统概述 随着国内电力体制改革和电力市场化运营的要求和发展，电能量的计量和结算 作为市场化环境下电能交易的前提条件，日益受到电能生产、输送和消费环节各级 电力调度交易中心和用户的重视。电能量计量计费系统应运而生，满足各级电力调 度交易中心电力市场化运营的要求。电能量计量计费系统完成对电力贸易结算、考 核以及辅助监控计量点的远程抄表、电量统计和电费计算，是电力市场运营系统的 102 智慧医院 PPP（智能化）设计项目方案 基础，其完善和可靠的运行是电力市场化运营的根本。 17.2 需求分析 亳州市第二人民医院能耗监管系统不仅要能符合国家的相关要求，而且还要满 足用户的实际情况。在保证节能平台完成各种能耗数据采集功能的基础上，要求系 统可以对各楼层照明、动力、空调的能耗进行计量，为物业可以通过基础用能系统 的改造、能耗监管及远程计量使用等技术手段达到节能的目标，安装用于监测整个

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