案例研究：美国大型连锁商店能源管理及智能电网应用

综述 与食物和水这些必需品不同，电能无法被存储，完全按输出而消耗。为了满足客户的需求，无论何时何地都得提供客户所需的精确电量，能源供应商需要理解客户的需求以及能源消耗模式。同时，能源市场的机遇也在激励工业设备商及其他公司，投入技术、着手于项目中，通过明智的策略、有效的能源管理、能源需求的缩减，达到节约资金的目的。还有一些公司也反过来在需求峰值时，通过有效地向供应商回馈电能而盈利。   总部明尼苏达州的零售商公司SUPERVALU(www.supervalu.com)，实施了能源监控硬件系统，并与主要服务供应商（CSP）、专业冷冻机系统集成商合作，帮助减少分销中心总能源消耗，使能源使用更高效。SUPERVALU管理团队与CSP合作，辨别电力供求失衡点，以获得最优电价、更高利润、并激励能源削减。     SUPERVALU SUPERVALU是杂货业最大的公司之一，包括ACME、Farm Fresh、Shoppers、 CUBS、Jewel-Osco、 Albertsons这些品牌，在网上为客户提供服务。SUPERVALU也是最重要的食品业环境意识组织成员之一。到2012年前削减10%温室气体的排放，是该公司制定的一项重要目标。Richard Druce，SUPERVALU设备维护总监说，我公司致力于减少分销中心的能耗，每家分销中心占据40,000-500,000平方英尺冷冻库。分别位于New Stanton的Pennsylvania镇，还有丹佛市等。  “这些分销中心每处都是操作温度范围从-12到55华氏度的制冷仓库”，Druce说。“大约55%的能耗都是由冷冻系统产生的。”   能耗监控需求 当意识到这个缩减成本的机会，想要变成一家更“绿色”、更环保的公司，SUPERVALU公司就积极投入项目中。与Net Peak高峰网络能源组织公司紧密合作。作为能源数据采集者以及削减服务供应商，Net Peak公司（高峰网络公司）有许多客户收集并分析能耗数据，因此他们能同电力采购、传输更好地协调，并获得最合理的价格。Net Peak公司也帮助匹配到相符合的能源需求，帮助客户满足环保目标，分配需求对应的应付款。 “SUPERVALU公司的需求响应项目是多方面的，”Net Peak总经理Fred Krumberger这么说道。“通过加入这个项目，公司统一每年最多十次的电能供应不足情况，然而在大部分服务区域，不应出现紧急中断。” Krumberger说这个能耗容量项目当前提供每兆瓦时$40,000 ~ $60,000的电能账款，即使能耗最终未消耗，客户也会付出这笔资金。如果客户出现能耗供应不足，这个时期，电网将会补偿公司每兆瓦时$900 – $1,000的费用。     “紧急能源【缩减】项目是SUPERVALU公司为分销中心提供1.2兆瓦能源”，Net Peak公司总裁Mike Verkuylen说。“我们有能力提前一到两小时通知，着手紧急提供能耗。” Net Peak通过网络操作及位于Wisconsin的Green Bay的调度中心，提供类似这种或其他的通报。Net Peak的调度中心使用客户设计的界面，可对SUPERVALU公司的能耗，提供实时的监控。详细的能源数据来自OptoEMU Sensor，它是由Opto 22公司(www.opto22.com.cn)研发制造的产品。Opto 22公司是工业自动化及远程监控产品的制造商。OptoEMU Sensor为您提供远程监控的物理连接，以及大量系统、设备、仪表的实时能源数据，并将数据发送给网络数据库和基于网络的应用层。在SUPERVALU公司，Sensor既监控脉冲输出设备（例如设备仪表和子仪表），又监控许多负载操控盘、冷冻机、制冷设备的电压和电流。所有通讯都通过标准的TCP/IP进行，它能提供简单的、基于标准的界面，以监控在宾夕法尼亚州的设备。 Net Peak也追踪天气及其他影响能源市场的因素。包括电力的实时市场价格，由于能源需求高峰、市场价格上升，当SUPERVALU公司协定的价格达成，削减就开始了。这个过程很像股票市场的经纪人的操作。Net Peak与客户公司一同运作，以辨别他们支付了电力设备的费用，便可推荐一个最佳的“执行价”，这是开启个人客户负荷输出的一个关键时刻。Krumberger说，这些经济削减的类型，比起紧急情况削减的时间明显更短。     “在这个阶段，从必要的削减中所支付的费用，意味着“卖出” 电，获得电力网操作者。例如，如果我们的客户支付了每兆瓦时$50的电费，则市场价格就升到200，300，甚至400美元/兆瓦时，公司会想要获得这部分高价的收益。通过监测实时市场价格，在提前安排的调度规章及执行价范围内，与公司的工程师和操作者建立连接，我们能够为客户赢得这部分收入。”   需求 设备供应商正在不断为客户提供需求，供应商在高峰时刻这个特殊时段，支付客户公司以减少能耗。在一些情况下，客户会因为参加项目而获得额外的费用。   l        客户获益 克服能耗是最快、最大的节约成本的机会，事实上，大型的客户正在学习着如何通过需求获得收益，并且这并不难实现。美国能耗制造效率及革新研究机构，注意到许多制造厂能够轻易地将能耗减少到10%~ 20%。按照报告中声明，能耗的大部分减少无需太多的投入经费就可做到。   l        供应商获益 电厂的制造和运作都需要大量资金，并且需要很多年才能建成。需求需要快速建立起来，可以减少或全部消除新建立高峰电厂、及其相关联的传输、配电线、设备的所需。另外，设备供应商有时委托大型客户提供更多的高峰用电时间的电力。具备了充足的需求分享，设备供应商能够保持低价，以及客户的高满意度。   l        环境优化 需求缓解了能源曲线，减少了额外的高峰时刻电力所需。由此对环境带来了更多益处，因为减少了燃料燃烧，以及温室气体的排放。     自动响应技术 但是监控只是能源存储和削减成本平衡的的一个部分，一旦Net Peak公司通知了，SUPERVALU公司就需要快速采取行动，开始削减，这就意味着需要适当的技术，能提供自动响应，以克服电源所需。由于这些设备制造商拥有大量的能源客户是做制冷设备的，系统集成商AEC公司（先进能源控制公司）被引进。AEC公司是工业控制公司，该公司主要是做制冷控制、HVAC、建筑管理系统。AEC公司设计并安装硬件系统，在高峰需求阶段，智能编程控制SUPERVALU公司的整个制冷系统。   “Net Peak公司已经为SUPERVALU公司提供大约一年的需求收益，”AEC公司的Nathan Bartlett解释道。“我们设计并建立一套系统，提供一系列更好的制冷系统，总的来说，就是更宽广、更复杂、更有效的需求自动化。 为了达到如此精确的控制及自动化水平，AEC公司安装了额外的Opto 22组成部分。该公司的SNAP PAC系统（可编程自动化控制器及I/O）利用了整合的环路温度探测（ICTD）传感器，监控温度、模拟量、数字量输出信号，熟练管理压缩机，控制蒸发机的电磁线圈、开关继电器，另外对Net Peak调度中心的需求做出直接回应。Bartlett说AEC公司设计的控制系统可以提供到任意工业级设备的接口。该系统解决大约1500个输入及500个输出，为SUPERVALU公司的工业级制冷、通风设备，甚至HVAC和照明系统，提供完整的需求自动化。同时，控制系统也仔细维持特有的制冷温度，并且如果偏离了预先确定的范围，就以程序的形式发送警报。可以确保食物总是存储，并且正确保存了，未发生损坏。   结论 作为削减服务的提供者，Net Peak公司记录并协调所有的能源消耗数据，每周发送一次记录报告，以确保负载卸除，因此，SUPERVALU支出费用的削减是分布的。只有宾夕法尼亚州的分销中心，投资回报由能耗管理而获得，并且将获得双倍的利益。首先，为需求共享、削减的支出和存储，将产生每年大约$75,000 ~ $115,000的利润。其次，AEC公司基于Opto 22的监测及控制系统，已经形成更高效的制冷系统，并且设备每天运作的能耗有了整体的减少。这样，每年就能节约超过$155,000的能源。该控制系统也能辨别许多低效率，将能耗账单不断推高的制冷系统。 另外，通过减少总的能耗，SUPERVALU公司继续贯彻对环境保护的承诺。 最后，SUPERVALU公司的分配中心能源监控与管理项目，积极帮助公司减轻智能电网建立的难度，目前，现行状况该责任全部在电能供应商方面。电力供应商和设备商，努力提升、革新，互相连接网络，用系统生产并发射电力，便于分享信息、提升整个工艺流程。SUPERVALU公司在为需求方服务，并为终端用户提供服务，而不是等候他们的供应，积极主动追求并构建智能电网技术，例如智能仪表、传感器、实时数据汇总、分布式设备。因此，这些客户便能体验到，通过预先获取的能源数据，能够得到巨大的收益，而这便是智能电网。   SUPERVALU公司对于环境保护的承诺                l        从2007年起，到2012年底削减排放10%的温室气体 l        五年内减少垃圾填埋量50% l        通过教育、交流、约定，与SUPERVALU的团队一同建立“环保”的文化 l        为客户提供“环保”的产品及服务，支持他们达到个人环保目标 http://www.supervalu.com/sv-webapp/about/envstewardship.jsp   关于SUPERVALU公司 SUPERVALU公司是美国最大的杂货业渠道公司之一，每年大约销售$380亿，SUPERVALU公司通过网络，为全美国的客户提供服务，由1,114家传统零售商店组成的，大约4,294家店铺，包括805家店内药房；1,280家硬折扣店，其中899家是由私人承包运营的；1,900家主要处理公司传统的食品分销业务的独立的商店。SUPERVALU公司有大约140,000的员工。预知更多关于SUPERVALU公司的信息，请访问www.supervalu.com。   关于Net Peak公司 Net Peak能源公司利用私有技术，为杂货零售业客户公司，以及非食品类零售供应链公司提供能源削减服务。该公司主要提供国内的削减服务。公司运营的项目，会获得快速的回报率，从20千瓦的汽车零部件商店，到制冷仓库已经削减了超过1.5千瓦。需要获得额外的信息，请查看www.netpeakenergy.com。   关于AEC公司 AEC(先进能源控制)公司是系统集成商，为有重要意义的能源管理，设计并建立制冷控制系统。AEC公司通过优化的控制，而非大量的消耗能源，使控制系统保持最大化的制冷。这种控制重复为客户提供15-30%的能源存储，可增加投资回报，甚至获得最大化的能源削减收益。预知更多信息，请访问www.advancedenergycontrol.com。   关于Opto 22 Opto 22公司研发并制造应用于工业自动化及控制、远程监控、数据采集的软硬件设备。Opto 22的产品是标准化的，用于商业网络及计算机技术中，以简单易用、创新、高品质、高可靠性而闻名世界。Opto 22产品适用于自动化终端用户、OEM，信息技术及操作人员已经为全球一亿套设备安装了该产品。该公司始建与1974年，总部位于美国加州的Temecula。Opto 22的产品通过全球网络的分销商及系统集成商出售。预知更多信息，请联系Opto 22上海代表处，电话：021-58358249，邮箱：optochina@opto22.com。