浅谈基于企业微电网平台的食用菌工厂的能源管理

    摘要：从食用菌生产经营者角度指出食用菌工厂化生产的产品生鲜属性、微生物培养的技术特点和竞争战略难以突破决定了成本控制是经营的核心。分析食用菌生产的成本构成，指出加强能源管理是节本增效的重要途径，从电费的分类和改善方式、灭菌的燃料选择和改善方法、未来能源可拓展方向（太阳能和配合蒸汽使用的溴化锂吸收式制冷机）指明食用菌工厂能源管理的具体途径。提出能源管理的基本思路为确定改善目标、划分区域、明确费用、改善实施和核算结果。

1.引言

2006年以来，中国食用菌工厂化生产得到迅速发展。据报道，2021年全国食用菌工厂化总产量为280.4万吨，比2019年343.68万吨下降了63.28万吨，其中，产量排名qian三的品种为金针菇（123.13万吨）、杏鲍菇（66.78万吨）和双孢蘑菇（27.97万吨），金针菇和杏鲍菇两个工厂化生产主要品种合计占年总产量的68%。

2. AcrelEMS企业微电网

企业微电网的数字化系统(EMS)包含安装于现场的传感器、智能网关和微电网数字化软件。传感器用于监测和控制建筑的负荷设备和分布式发电设备(系统)，现场传感器的数据接入边缘计算智能网关，每个智能网关可以看做是一个区域指挥部，采集所接传感器数据进行协议转换后上传EMS或转发第三方平台，网关可以根据预设阈值或自动学习来执行逻辑计算，并执行EMS的指令。EMS可以看做是企业微电网的指挥部，根据智能网关上传的数据生成各类图表、控制策略和分析结论，并响应虚拟电厂的调度指令，系统架构图如图所示。

AcrelEMS企业微电网数字化系统融合企业负荷侧的电力监控、能耗统计、电能质量分析及治理、智能照明控制、主要用能设备监控、充电桩运营管理、分布式光伏监控、储能管理等功能，用户通过一个平台即可全局、整体的对企业微电网进行进行集中监控、统一调度、统一运维，同时满足企业用电可靠、节约、效率、有序用电要求。

2.1电力监控

对企业高低压变配电系统的变压器、断路器、直流屏、母排、无功补偿柜及电缆等配电相关设备的电气参数、运行状态、接点温度进行实时监测和控制，监测企业微电网主要回路的电能质量并进行治理，对故障及时处理并发出告警信息，提高企业供电可靠性。

2.2能耗分析

采集企业电、水、燃气等能源消耗，进行分类分项能耗统计，计算单位面积或单位产品的能耗数据以及趋势，对标主要用能设备能效进行能效诊断，计算企业碳排放，为企业制定碳达峰、碳中和路线提供数据支持。

2.3照明控制

智能照明控制功能可以根据企业情况实现定时控制、光照感应控制、场景控制、调光控制等，并结合红外传感器、超声波传感器，实现人来灯亮、人走灯灭，并可以根据系统的控制策略实现集中控制，为企业节约照明用电。

2.4分布式光伏监控

监测企业分布式光伏电站运行情况，包括逆变器运行数据、光伏发电效率分析、发电量及收益统计以及光伏发电功率控制。

2.5储能管理

监测储能系统、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS)运行，包括运行模式、功率控制模式，功率、电压、电流、频率等预定值信息、储能电池充放电电压、电流、SOC、温度，根据企业峰谷特点和电价波动以及上级平台指令设置储能系统的充放电策略，控制储能系统充放电，实现削峰填谷，降低企业用电成本。

2.6充电桩运营管理

监测企业充电桩的运行状态，提供充电桩收费管理和状态监测功能，并根据企业负荷率变化和虚拟电厂的调度指令调节充电桩的充电功率，使企业微电网稳定运行。

2.7需求响应

根据企业负荷波动数据，再结合虚拟电厂的调度指令，决定以何种方式参与电网需求响应，平台可通过给储能系统下发控制策略，调整充发电时间。平台在需求响应时间段调整可控负荷功率，停止给可中断负荷供电，并且可以根据企业可控负荷数据制定需求响应控制策略，实现一键响应。

3.微电网数字化系统硬件设备

安科瑞针对企业微电网数字化系统除了软件外，还具备现场传感器、智能网关等设备，组成了完整的“云-边-端"数字化体系，具体包括高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、照明控制、新能源充电桩、电气消防类解决方案等，可以为企业微电网数字化提供一站式服务能力，部分设备见表1。

参考文献

1.谷继永.食用菌工厂能源管理的思考[J]食药用菌.2023，31（1）：7～11

2.黄晨阳,陈强,赵梦然.中国食用菌工厂化生产现状与问题分析[J].农业工程技术(温室园艺),2022(4):12-14

3. 安科瑞企业微电网选型手册2023.02版