2020年9月,习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣布,“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。
一、什么是碳达峰、碳中和?
“碳达峰”是指二氧化碳的排放达到峰值不再增长,意味着中国要在2030年前,使二氧化碳的排放总量达到峰值之后,不再增长,并逐渐下降。
“碳中和”是指在2060年前,中国通过植树造林、节能减排、产业调整等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放。
二、碳达峰、碳中和将重构能源产业
在我国能源产业结构中,产生碳排放的化石能源:煤炭、石油、天然气等占能源消耗总量的84%,而不产生碳排放的水电、风电、核能和光伏等仅占16%。要实现2060年碳中和的目标,就要大幅发展可再生能源,降低化石能源的比重,因此,能源格局的重构必然是大势所趋。
零碳目标的主要实现途径一般有四个:零碳能源、零碳交通、零碳建筑和零碳生活,其中零碳能源占据着决定性的地位。
在现有的技术条件下,零碳能源转型意味着未来电力系统主要以光伏和风电为支撑,并主要依赖于光伏电站装机的跨越式增长。光伏能源系统,又分为集中式光伏和分布式光伏,而集中式光伏在发电量占比中占据着绝对的主导地位。
太阳能光伏电站主要由光伏电池阵列、汇流箱、低压直流柜、逆变柜、交流低压柜、升压变压器等组成,最后产生的交流直接并入电网。针对每个环节电力参数检测的需要,安科瑞推出了AGF系列光伏汇流采集装置、ACR10R系列防逆流监控装置、APQM系列电能质量在线监测装置、汇流箱及并网柜等产品,分别应用于汇流箱、直流防雷柜及交流柜中,并通过Acrel-2000 V8.0光伏发电监测系统实现后台集中监控。
1)APV光伏汇流箱
APV系列智能光伏汇流箱主要作用就是对光伏电池阵列的输入进行一级汇流,用于减少光电池阵列接入到逆变器的连线,优化系统结构,提高可靠性和可维护性,APV系列智能光伏汇流箱在提供汇流防雷功能的同时,还可提供光电池电流 测量、监測光电池阵列中电池板运行状态、电池电压、汇流总功率、支路功率、汇流箱防雷器状态采集、直流断路器状态采集、继电器接点输出、带有风速、温度、辐照仪等传感器接口的功能供客户选择,本装置标配有RS485接口,可以把测量和采集到的电量数据和设备状态上传到监控系统。
产品特点
♦符合《CGC/GF 037: 2014》光伏方阵汇流箱技术规范;
♦防护等级为IP65,满足室内外安装要求;
♦采用霍尔传感器,隔离测量,最大16路输入;
♦采用光伏专用熔断器,耐压DC1kV,熔断电流可选择;
♦可选电压测量功能,最高测量电压DC 1kV;
♦可选外部传感器输入接口,可监测辐照、温度、风速等;
♦具有RS485通讯接口,使用ModBus-RTU通讯协议;
♦多种供电方式(DC24V、AC/DC220V、DC1000V. DC1500V)可选择,适用于家用屋顶太阳能或专业光伏电站应用;
♦可根据客户需求配用国内外知名品牌厂家的光伏专用直流断路器,光伏专用直流熔断器、防雷保护器等元件。
2)AGF-MxxT系列直流汇流采集装置
AGF-MxxT系列穿孔式光伏汇流采集装置是专门应用于智能光伏汇流箱,用于监测光电池阵列中电池板运行状态,组串电流测量,汇流箱中防雷器状态采集、直流断路器状态采集、装置带有RS485接口可以把测量和采集到的数据和设备状态上传。
依据CNCA/CTS 0001-2011A光伏汇流设备技术规范设计,具有以下特点:
1、一次电流采用穿孔方式接入,最大20A,穿孔方式接入,安装方便,安全性高;
2、带3 路开关量状态监测,可以对汇流箱内的防雷器、断路器状态进行监控;
3、具有内部测温功能,可实时监测箱内温度,保证电气安全;
4、具有最大DC 1500V母线电压测量功能;
5、可就地显示/液晶显示头,方便调试维护;
6、具备RS485接口,Modbus-RTU协议,将监测数据上传至后台系统
3)AGF-AE或ACR10R系列防逆流监控装置
随着光伏行业的发展,部分地区村级变压器及工业用电变压器容量与光伏项目的装机容量处于饱和。电网公司要求对后建的光伏并网系统为不可逆流发电系统,指光伏并网系统所发生的电由本地负载消耗,多余的电不允许通过低压配电变压器向上级电网逆向送电。
光伏逆变器在将光伏组件产生的直流电变换成交流电时,会夹杂有直流分量和谐波,三相电流不平衡,输出功率不确定性等,目前基本没有采取有效的治理手段,因此,当有发电功率送往公用电网时,就会对电网产生谐波污染,易造成电网电压波动,闪变等,如果有许多这样的发电源向电网输电时,会导致电网电能质量严重下降。所以这类光伏发电系统必须配套加装防逆流设施,来防止逆功率的发生。
防逆流监测装置原理:在并网点安装防逆流电表或者电流传感器,当检测到有电流流向电网时,通过485通讯给逆变器一个信号,逆变器降低输出功率,直至反向输出电流为零,从而实现防逆流功能。根据系统电压等级不同,光伏系统可分为单相防逆流系统和三相防逆流系统。
安科瑞AGF-AE/ACR10R系列仪表作为防逆流检测关键元件,采用高性能MCU及高精度计量芯片,实现电压、电流、功率及电能的实时检测,以上数据刷新时间最快为250ms,可以满足逆变器防逆流检测中的控制实时性要求,逆变器通过实时读取AGF-AE/ACR10R系列仪表的功率大小和方向进行实时的功率调整,到达防逆流检测功能。
防逆流装置选型方案
4)APQM系列电能质量在线监测装置
APQM系列电能质量在线监测装置,是我公司在研究总结国内外电能质量监测装置特点和实践经验基础上,严格按照国家 颁布的相关技术标准,自主设计开发的新一代嵌入式电能质量在线监测产品。满足新颁布的电能质量国家标准对各项指标测量和处理的要求。
技术特点:
■嵌入式+DSP技术,保证高性能处理运算同时提高了系统可靠性,整机没有任何发热及振动器件,保证了设备长期稳定运行。
■优良的采样电路及信号同步技术,所有通道完全同步采样,各通道间独立运行、互不影响,采样速度快,精度高。
■为确保数据存储的可靠性,采用大容量的存储空间。
■具有100M工业以太网及RS485通讯功能,支持常用通讯协议;就地产生PQDIF数据格式文件并上送至FTP服务器,方便接入电能质量监测网。
■可根据用户需求灵活添加、扩充通讯协议、数据类型、设置参数等功能。用户可以通过WEB浏览器方便的对电能质量情况进行远程监测及设置。大大提高了维护效率,降低了维护成本。
5)直流计量电表
5.1.PZ72L-DE
功能参数
v 测量功能:能测量直流电压U、电流I、功率P。
v 计量功能:能计量当前组合电能,正向电能,反向电能。
v 分时功能:两套时段表,一年可以分为4个时区,每套时段表可设12个日时段,4个费率(F1、F2、F3、F4即尖峰平谷),时段最小间隔为15分钟,时段可跨零点设置 。(仅LCD液晶表具有)
v 历史数据统计功能:能统计上12月的历史电能(各费率电能)。(仅LCD液晶表具有)
v 开关量输入输出功能 PZ72有二路开关量输出,二路开关量输入,PZ96有二路开关量输出,四路开关量输入,开关量输出为继电器输出,可以实现“遥控”和报警输出。开关量输入不仅能够采集和显示本地的开关状态信息,同时可以通过仪表的RS485实现远程传输功能,即“遥信”功能。
v 显示:LCD(背光延时时间可调)或LED
v 通讯:RS485接口,半双工、光电隔离,Modbus-RTU 或DL/T645-2007协议,波特率1200、2400、4800、9600、19200、38400可选,调制红外固定为1200bps。
v 开关量:输入(DI) 干接点输入,仪表内置电源,光电隔离。输出(DO) 2路继电器输出,常开触点,容量2A/30VDC或2A/250VAC
5.2.DJSF1352
主要功能:
v 具有正向,反向有功电能量计量功能,组合电能=正向+反向;
v 电压、电流、功率测量;
v 上12个月结算功能;
v 具有日历、计时和闰年自动转换功能,具有校时功能。其中广播下发的时钟误差不得大于5分钟,在零点前后十分钟内不准校时,每天只允许校时一次;
v 具有两套费率时段,可通过预先设置的时间实现两套费率时段的自动转换,每套费率时段全年至少可设两个时区,24小时内至少可以设8个时段,时段最小间隔为15分钟,时段可跨零点设置;
v 调制红外通讯接口和RS-485通讯接口,采用DL/T645-2007通讯协议和Modbus-RTU协议,RS485的通讯速率可在1200bps、2400bps、4800bps、9600bps设置,调制红外固定为1200bps。
5.3.DJSF1352-RN:
功能参数:
v 测量:双路直流输入
v 显示:8 位段码式液晶屏(LCD)
v 通讯接口 :RS485,红外RS485, infrared
v 通讯协议:Modbus-RTU,DL/T 645-2007
v 开关量:开关量输出 2路继电器输出,2A/30VDC或2A/250VAC。开关量输入:2路干接点输入
v 脉冲输出:一路秒脉冲输出,一路电能脉冲输出
6)Acrel-2000V8.0光伏发电监测系统
Acrel-2000 V8.0光伏发电监测系统是安科瑞针对建筑光伏发电系统开发的软件平台,对装机容量在几十千瓦至兆瓦级建筑光伏电站里的逆变器及并网设备等进行实时监测和远程参数设置,通过各种样式的图表及数据快速掌握电站的运行情况,具有数据统计、发电效率评估以及气象条件监视、故障报警等功能,确保建筑光伏发电系统的可靠和稳定运行。
组网示意图
光伏发电监测系统软件界面
三、碳交易成新能源汽车企业增收新支点
电动车企业特斯拉2020年出售碳排放额度所得的收入是14亿美元,这成为支撑特斯拉业绩的最大助力。谁能想到特斯拉最赚钱的不是汽车产品本身,竟然是卖碳排放额度的收入。
中国电动车企业蔚来汽车在2020年出售碳排放额度所得的收入是1亿人民币。尽管蔚来汽车在2020年表现出色,但仍净亏损50多亿人民币,在所有业务净亏损的情况下,卖碳排放额度竟然贡献了近1亿人民币的收入,成为所有收入业务里最大的亮点。
在碳市场越来越活跃的情况下,碳交易将对包括新能源汽车在内的所有制造业带来变革,进一步重构全球制造业。
如果到了2060年,中国实现碳中和,意味着巨大的汽车产业链将发生翻天覆地的改变。也就意味着,马路上将很难看到燃油车,取而代之的是无人驾驶电动车或者氢能车;在明年的北京冬奥会期间,会有一种低碳环保的绿色接驳车辆,它排出的可就不是二氧化碳了。
我司凭借智能电网用户端多年的深入开发,适时推出适用于电动汽车充电站的电能计量产品应用方案。该系列仪表可测量直流系统中的电压、电流、功率以及正反向电能等。在实际使用现场,即可计量总电能,又可计量规定时间段内的电能。检测的结果既可用于本地显示,又能与工控设备、计算机连接,组成测控系统。
3.1交流充电桩用电计量方案
交流充电桩一般功率在7kw左右,负责充电计费控制;单相导轨式交流电能表,用于充电电能计量,电能数据由充电管理控制器通过RS485通讯口读取;充电侧配置带电操微型断路器或交流接触器等。
3.2直流充电桩用电计量方案
直流充电桩与交流电网连接,可以为非车载电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置。直流充电桩的输入电压采用三相四线AC380V±15%,频率50Hz,输出为可调直流电,直接为电动汽车的动力电池充电。
3.2.1 PZ72L-DE介绍
PZ系列智能直流电能表是针对直流屏、太阳能供电、电信基站、充电桩等应用场合而设计的,该系列仪表可测量直流系统中的电压、电流、功率、正向与反向电能。既可用于本地显示,又能与工控设备、计算机连接,组成测控系统。同时它具有多种外围接口功能可供用户选择:带有RS-485通讯接口,采用Modbus-RTU协议;可带继电器报警输出、开关量输入/输出。
产品符合Q/GDW1825-2013《直流电能表技术规范》、GB/T29318-2012《电动汽车非车载充电电能计量》、Q/GDW364-2009《单相智能电能表技术规范》等标准的相关技术要求。
3.2.2 DJSF1352-RN产品介绍
DJSF1352-RN导轨式直流电能表带有双路直流输入,主要针对电信基站、直流充电桩、太阳能光伏等应用场合而设计,该系列仪表可测量直流系统中的电压、电流、功率以及正反向电能等。在实际使用现场,即可计量总电能,又可计量规定时间段内的电能。检测的结果既可用于本地显示,又能与工控设备、计算机连接,组成测控系统。
3.2.3 DJSF1352产品介绍
DJSF1352型电子式直流电能表采用液晶显示,具有RS485功能可与微机进行数据交换。适合充电桩直流计量、蓄电池、太阳能电池板等直流信号设备电量测量和电能计量使用,亦可用于工矿企业,民用建筑,楼宇自动化等现代供配直流电系统。
产品由测量单元、数据处理单元、通讯单元、显示单元等组成,具有电能测量、数据处理、实时监测、LCD显示功能。本电表符合GB/T33708-2017 静止式直流电能表、Q/GDW1825-2013 直流电能表技术规范、GB/T29318-2012电动汽车非车载充电电能计量、Q/GDW364-2009单相智能电能表技术规范相关技术要求。
4.现场应用图片
3.3 AcrelCloud-9000充电桩收费运营云平台及解决方案
安科瑞Acrelcloud-9000充电桩收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控,同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警;用户通过微信/支付宝小程序扫描二维码,进行支付后,系统发起充电请求,控制二维码对应的充电桩完成电动汽车的充电过程。
充电桩可选配WIFI/4G/以太网接入互联网,配合加密技术和秘钥分发技术,基于TCP/IP的数据交互协议,与云端进行直连。云平台包含了充电收费和充电桩运营的所有功能,包括财务管理、变压器监控和运营分析等功能。
3.3.2应用场所
3.3.3平台结构
3.3.4平台主要功能
■资源管理
充电站档案管理,充电桩档案管理,用户档案管理,充电桩运行监测,充电桩异常交易监测。
■交易结算
充电价格策略管理,预收费管理,账单管理,营收和财务相关报表。
■用户管理
用户注册,用户登录,用户帐户管理,消息管理。
■充电服务
充电设施搜索,充电设施查看,地图寻址,在线自助支付充电,充电结算,导航等。
■微信小程序
扫码充电,账单支付等功能。
■数据服务
数据采集,短信提醒,数据存储和解析。
■变压器监控
监控充电站变压器负荷,超负荷时对充电桩的调度管理。
3.3.5 互联网版智能交流桩系列
产品功能
1)智能监测:充电桩智能控制器对充电桩具备测量、控制与保护的功能,如运行状态监测、故障状态监测、充电计量与计费以及充电过程的联动控制等。
2)智能计量:输出配置智能电能表,进行充电计量,具备完善的通信功能,可将计量信息通过RS485分别上传给充电桩智能控制器和网络运营平台。
3)云平台:具备连接云平台的功能,可以实现实时监控,财务报表分析等等。
4)保护功能:具备防雷保护、过载保护、短路保护和漏电保护等功能。
5)远程升级:具备完善的通讯功能,可远程对设备软件进行升级。
6)适配车型:所有符合GB/T 20234.2-2015国标的电动汽车,适应不同车型的不同功率。
7)资产安全:产品全部由中国平安保险承保,充分保障设备、车辆、人员的安全。
未来,安科瑞电气将会继续深耕分布式能源及微电网领域,不断完善微电网解决方案,推动电力行业能源转型进程,助力行业碳中和目标早日达成。