能源安全和经济性一直是人类社会的重要课题，随着全球变暖以及人类社会对能源需求的增加，环保新能源科技变得愈加举足轻重。利用科技的力量实现可持续发展，已经成为社会共识性的目标。
日立中国研究院 数字解决方案研究部 主任研究员 单联柱
时代更迭的浪潮中，日立人始终走在技术研发的潮头。自2012年，在中国大规模可再生能源发电的快速发展期，日立中国研究院主任研究员单联柱所在的研究小组，就在研究大规模可再生能源发电的控制、联合发电、预测以及设备诊断等技术，近几年，研究小组开启了能源需求侧管理技术的相关研究。
从2012年加入日立中国研究院开始，单联柱一直从事有关能源和IT领域的研究工作，十年间，他见证了绿色能源技术的革新，和同事们一起推动了分布式能源管理系统（Distributed Energy Resource Management System，以下简称DERMS）的诞生，参与和见证着在能源领域日立社会创新事业的发展。
了解DERMS，还要从DER说起。
DER（Distributed Energy Resource）是指分散在用户端的，相对与传统大型能源供应方式而言规模较小的能源或者可控负荷。主流的DER如光伏，电动车等，本身就是零排放的能源或负荷，是节能减排的重要手段。DER还促进了能源输送和利用的分片布置、就地利用，减少了长距离输送能源的损失，有利于低碳目标达成，也有效提高了能源利用的安全性和灵活性，因而被越来越多的应用在配电网层面。
当下中国能源管理的趋势是有越来越多的分布式能源DER接入到电网用户侧（也就是需求侧），比如在郊区的光伏扶贫项目等。但DER也有技术上的局限性：过高的DER功率会考验电网的稳定性。传统技术只能对DER功率进行限制，导致节能减排效果下降。因此如何在保障电网稳定性的基础上降低对DER的限制便成了单联柱所在的能源小组的新研究课题。2019年，单联柱及其能源小组在与清华大学的合作计划中，共同确定了“针对新型配电网开发分布式能源管理技术和系统”的研究方向，该技术可以对配电网中的分布式能源进行优化控制。
DERMS发展历经了三个阶段：在第一阶段，日立与清华大学重点开展了DER的定量分析。包括以建筑物为对象的综合能源管理系统的研究，即建筑物中电热冷负荷的分析和优化控制；以及电动车充电站的研究，即电动车充电的分析和优化控制。
第二阶段研究升级到了DER与配电网的互动。在日立与清华的紧密合作下，DERMS诞生了。DERMS充分体现了日立在配电网的调度自动化、能量管理等IT和OT技术的基础和优势，可在实现绿色节能、保障配电网的安全运行上发挥重要作用。
单联柱提到：“目前DERMS已经进入到第三阶段，开始推进系统从理论模型与算法向实用化发展。为了今后的事业化扩大，作为DERMS的产品化出口，我们与日立能源合作进行了DERMS产品的共同开发，预计2023年3月，就可以完成产品雏形，实现最核心功能，然后再逐步完善其他功能。”
科学技术最终需要走向现实，服务于人们的实际生活。
说起DERMS实证实验的过程，单联柱颇有感触：“2019年开始，我们就与清华开展了核心算法的共同研究。为了DERMS系统早日应用，从2021年开始，日立取真实数据进行模拟验证，反复分析合理性，在此基础上与清华大学共同升级核心技术，然后再进行测试，不断地改进我们的DERMS技术。”
不仅是在数据和测试的合理性上从严把关，日立还从另一个维度加快DERMS的应用进程。单联柱及其能源小组对传统技术以及业内同类技术做了简化建模和仿真，并设计出包含经济效果、社会效果、环境效果三个维度，符合实际情况的KPI。如果DERMS的KPI优于市场上已有的同类技术水平，则判断其具备可行性。目前，DERMS已经在城区、郊区场景的PoC验证中得到了令人满意的效果，证明了DERMS具备应对这两大应用场景需求的能力。
在关于DERMS的实践经历中，单联柱介绍了用于光伏扶贫项目和市区新能源车集中充电区的例子。
单联柱提到，通过在农户住房屋顶或者农业大棚上铺设光伏电池板，用分布式光伏发电形式，每户人家都可以成为微型光伏电站 ，自给自足的同时，还能获得绿色能源带来的收益，提升生活质量（QoL）。“但是这些地区由于电负荷不高，以及配电网的条件所限，大量分布式光伏发电会造成逆潮流现象，对传统的管理系统和电能质量造成干扰（比如过高的电压）”。此外，在城市里新能源车集中的充电区，电能负荷会明显大于传统负荷，造成过载荷，对配电网电能质量造成冲击。对于以上场景，DERMS可以发挥重要的调节作用：通过综合考量配电网中的控制设备和可控负载的承受能力，来综合管理地区配电网，从而解决郊区光伏和城区EV充电过压、过载的问题。
在日立确立的 “通过数据实现可持续发展社会，做人们幸福生活的后盾”的这一目标中，能源和绿色事业被视为是实现这一目标的重要途径和驱动力，因此贡献于能源智能化、脱碳化发展的DERMS也被赋予了更深远的社会化意义。对此，单联柱表示：“以绿色能源革新推动社会可持续发展，惠利于民，提升人们的生活幸福指数，这应该就是今天的时代背景赋予日立和DERMS的使命吧。”
认真工作的单联柱
回顾过去4年的研究经历，时代和环境对团队综合能力的考验无时无刻不存在着。DERMS项目初期，由于疫情影响，三方沟通（合作方清华大学、日立日本总部研究开发集团、日立中国研究院）一度变得复杂迟缓，但应对课题的脚步没有因此而停下。
经过多次磨合，单联柱和团队、合作伙伴最终摸索出了“主要成果系统性的文档化，具体问题针对性的探讨“的工作流程，大大提升了工作效率。在进程特别紧张的阶段，也曾有过在清华的校园里闭门不出工作了一个月的经历。而这些努力在客户提案阶段都成为了助力，由于前期研究找对了市场痛点，数据模拟也符合客户的需求场景，在项目提案中，DERMS得到了许多来自客户和合作方的认可。
对于DERMS的未来，单联柱更是信心十足：“在技术层面，分布式能源DER是国内外能源领域的主流技术趋势；从市场发展看，国内DER接入需求侧的速度比国外更快。面对国内庞大的市场需求，DERMS的前景必将是广阔的。”
一直以来，日立都致力于提高社会价值、环境价值和经济价值。过去10年奠定的社会创新事业坚实基础已步入了成长模式，而“数字、绿色、创新”则是社会创新事业成长的3大驱动力。
能源作为日立不可忽视的发力领域，多年来积累了丰富的技术和经验。在节能减排成为全球共识、国内电改日渐深入的大时代背景下，日立将继续从社会和顾客课题出发，践行可持续发展之路。
公开日期：2022年12月
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