能源管理系統對電力市場影響
現有能源管理系統(EMS)允許建築運營商接入並監測傳感器數據、修改空氣處理機組的操作(設定點)條件，恆温器、冷水機組、冰蓄冷等設備要結合外部的天氣和價格條件進行變化，保證以最少的能源成本滿足使用者整天的舒適度。下面是小編為大家分享能源管理系統對電力市場影響，歡迎大家閲讀瀏覽。
1.動機和需求
碳排放、可靠性、供應能力、基礎設施升級問題推動電力市場的現代化。迫使市場上大規模採用可再生能源，並採用必要的調節功能—智能電網定價、需求響應、分佈式存儲和分佈式發電設備。翼虎能源先進的能源管理系統中包含電力需求響應功能，快速響應市場電價變動、響應政府調峯活動並獲得補貼，對於商業建築等大型公共建築十分有利。暖通空調系統的用電量佔整個建築能源需求的30-40%，暖通空調優化是能源管理平台中的關鍵能力，同樣也是我們最為擅長的部分。
現有能源管理系統(EMS)允許建築運營商接入並監測傳感器數據、修改空氣處理機組的操作(設定點)條件，恆温器、冷水機組、冰蓄冷等設備要結合外部的天氣和價格條件進行變化，保證以最少的能源成本滿足使用者整天的舒適度。目前EMS系統配備基本的優化功能—利用預冷和預熱控制儘量減少能源使用。但管理員仍需要在做出大量建築經濟決策的同時監測設備是否正確運作。然而天氣因素和市場條件的高頻、不定期變化，很大程度上侷限了管理者的決策能力。
當前EMS系統的一個限制因素是自身反應能力。換句話説，他們缺乏必要的機制去準確地量化並預測天氣、入住率、建築設計和建築動態響應的市場價格、能源需求和成本、舒適條件所帶來的影響。缺乏對電力市場系統性瞭解，限制其參與電力需求響應計劃。例如遇到極端意外事件時，建築受到電力市場實時高波動價格影響，卻低估了在計量、自動化和儲存技術上的投資。因此缺乏對電力市場的認知，會間接導致儲存資產的貶值。
主動型能源管理系統進一步提升了樓宇自動化水平。這些系統使用的預測模型能夠自動優化建築點位，在外部條件不斷變化時保證能源收入最大化並維持舒適條件。預測模型協調建築熱動力與天氣、入住率和價格動態變化之間的關係並據此預測、量化能源需求。預測模型利用可用的傳感器數據和基本的建築技術信息，並依靠統計學和機器學習技術進行建立。這種方式保證了高模塊化、低技術成本和快速的部署時間。
2.積極主動能源管理
一個典型的電力暖通空調系統。周圍的空氣在當前温度和濕度條件下進入空氣處理機組(AHU)。(實際情況比圖1所示更復雜，使用冷水機組和冰儲蓄向AHU提供製冷量)。加濕/除濕調節濕度後，通過冷卻混合物來除去空氣中的多餘熱量。將混合物進一步冷卻移除熱量，來實現預定的冷負荷。當温度和空氣流量達到適宜比例時，也能獲得相同的冷負荷。大型空調機組通過空氣阻尼器將新鮮空氣輸送到各個獨立的區域，每個獨立區域的封閉迴路中的阻尼器和恆温器協同工作，檢測其內部的温度變化。影響內部條件變化的因素包括：佔用率、設備、外部太陽能輻射和風對流產生的熱負荷。各個區域的空氣不斷循環再返回到AHU，最終排放到大環境中形成閉環。這樣即可依靠環境條件、環境優化組合和空氣循環節省能源。
主動能源管理系統使用天氣預報和建築區域預測動態模型，預測並挖掘天氣和內部變化趨勢以儘量減少AHU的製冷負荷。如果建築自身的動力/熱力環境優良(例如建築自身通風、光照條件良好)，我們就能更好的平衡節能量與需求之間的關係，進行優化配置而不影響用户舒適度。在圖3顯示的是以AHU操作為基礎來優化電力配置。我們發現確保舒適度的條件下，可以在波谷/峯值時期實現20–30%的電力節約。用能峯值期間，以最佳方式利用建築動能降低能耗量並減少用户不滿。
兩項關鍵的技術進步使主動能源管理系統的發展成為可能。第一個是可用性統計學和機器學習技術，利用可用性傳感器數據和最少的建築技術信息建立低成本、自適應建築模型。第二項是準確的預測能力——數值天氣預報(NWP)。準確的天氣預報密切影響着電網和建築運行其中的經濟利益。
3.電力市場
由於預測風險困難、操作的高可變性和效率低下(例如設備)，電力市場的實時價格的經濟利益大打折扣，而且目前需求響應項目只偶爾運行，因此積極主動的能源管理系統可以發揮更大作用，它通過ISOs(通信軟件系統)確保建築積極參與其他幾個市場。由此獲得的經濟效益還可以應用在能源管理技術投資上。
日前需求和儲備市場:建築可以在一天的不同時間內提交價格需求並保存投標價。能源存儲、需求轉移和暖通空調系統的切負荷能力(事故情況下，為維持電力系統的功率平衡和穩定性，將部分負荷從電網上斷開)會影響投標價格。通信軟件系統使用來自發電機和消費者的投標價搜尋市場價格，併為消費者包括建築物設置日前價格和需求計劃。此類形式廣泛用於鋼鐵、半導體、和水泥廠等大工業用户。在日前需求市場中，其市場價格往往低且穩定，因為它包括從低成本批量設備中得到的`發電量如煤發電和原子核發電。能源管理系統可以利用天氣預報和投標價預測模型預測能源需求。並且在冰蓄冷形式或切負荷能力需求下分配一定量的儲能能源。長遠來看建築物可以鎖定協議價格減少實時價格波動帶來的影響。此外建築物可以更好地利用快速暖通空調斜坡容量以及照明設備去跟蹤日前清除的需求配置文件。用户還可以利用需求投標價優化日前消費安排，進一步削減成本增加收入。
實時市場:建築物可以提交需求響應投標價格，通信軟件系統每隔3到5分鐘進行一次安排調度。電力市場會平衡來自日前預測和管理突發事件兩種需求之間的實時偏差。其中冰蓄冷設備和快速暖通空調切負荷能力(即斜坡容量)是非常寶貴的資產。一旦能源價格上漲，用户可以通過根據前一天的預測用量，優化第二天的用電計劃，從而將潛在收益最大化。
輔助服務市場:建築物可以分配存儲和切負荷能力向通信軟件系統提供調節服務，由此服務獲得的收入可以抵消能耗成本支出。
利用一些操作任務和市場類型建立額外的資產，潛在的收入極大的鼓勵了業主進行主動投資。此外，預測能源管理系統可以幫助建築物減少高波動實時價格帶來的影響，激化在能源效率、自動化和存儲技術上的投資。建築有能力提供配套的市場服務，也有助於整合間歇性可再生資源，系統管理員也可依賴穩定的電網頻率提升資產使用率。
由於預測風險困難、操作的高可變性和效率低下(例如設備)，電力市場的實時價格的經濟利益大打折扣，而且目前需求響應項目只偶爾運行，因此積極主動的能源管理系統可以發揮更大作用，它通過ISOs(通信軟件系統)確保建築積極參與其他幾個市場。由此獲得的經濟效益還可以應用在能源管理技術投資上。
輔助服務市場:建築物可以分配存儲和切負荷能力向通信軟件系統提供調節服務，由此服務獲得的收入可以抵消能耗成本支出。
利用一些操作任務和市場類型建立額外的資產，潛在的收入極大的鼓勵了業主進行主動投資。此外，預測能源管理系統可以幫助建築物減少高波動實時價格帶來的影響，激化在能源效率、自動化和存儲技術上的投資。建築有能力提供配套的市場服務，也有助於整合間歇性可再生資源，系統管理員也可依賴穩定的電網頻率提升資產使用率。
4.研究需求
我們對幾個研究方向進行了探索，以加快主動能源管理系統的廣泛部署並量化在市場和業務上的影響力。
為建築系統開發競價策略。開發優化公式去量化不同的建築資產，以最有效的方式提供儲備和配套服務的能力。
評估電力市場效益。區域化的研究需要分析建築需求的彈性變化、儲備對市場的影響和可再生一體化這三個方面。例如它必須量化排放、區域邊際電價、輔助服務價格並減少傳動裝置和發電投資。
為建築物重新評估適合的電力市場。市場的宗旨不是以物質的方法激勵先進自動化技術的部署。例如，當前的智能電網在需求響應項目中的幾次用電調度，可能沒有向樓宇業主提供足夠的資助。在某些情況下，能源管理系統甚至可以幫助建築物在電力市場中更快地做出反應進而節約能耗成本。
多功能建築能源管理。分佈式能源管理算法可以協調多個大型建築場所，例如商場、大學和企業園區。現場協調也需要更有效地參與到市場中來，協調生成水和蒸汽的核心機組，儘量減少能量損失。我們會進一步減輕已知風險，找到抑制建築資源利用率的技術瓶頸。
