一、背景與需求

隨著全球能源危機(jī)、用能增加以及新能源技術(shù)的增加，新能源發(fā)電越來越廣，并逐步形成新型能源與電力市場，但新能源的能量密度普遍偏低，進(jìn)行大功率發(fā)電還需要挑選適合的位置場地，因此屬于間歇式電源。而微電網(wǎng)技術(shù)的提出，為高效利用這些新能源電力提供了重要的技術(shù)方向。

1、多因素共驅(qū)，微電網(wǎng)潛力凸顯

1）電能緊張：企業(yè)可靠用電需求持續(xù)提升

雙碳下企業(yè)能耗管控嚴(yán)

拉閘限電

高溫少雨天氣

負(fù)荷創(chuàng)新高

主電網(wǎng)電力可靠性降低

2）電價(jià)上漲：企業(yè)用電降本需求持續(xù)增強(qiáng)

電力價(jià)格市場機(jī)制持續(xù)完善，代理購電價(jià)格上漲

電力峰谷價(jià)差擴(kuò)大、電價(jià)上漲

3）電力改革：企業(yè)微電網(wǎng)盈利模式多樣化

新能源允許參與電力市場

負(fù)荷聚合商、虛擬電廠和新能源微電網(wǎng)等新興市場主體參與現(xiàn)貨市場交易，提升盈利能力

4）市場空間：成長空間廣闊，需求加速釋放

10kV及以上供電電壓等級的工商業(yè)用戶有200萬戶以上，有建設(shè)或改造微電網(wǎng)的潛力

按照規(guī)模約1-2MW建設(shè)，潛在市場總空間可達(dá)20萬億元

2、政策持續(xù)加碼，微電網(wǎng)揚(yáng)帆起航

1）政策環(huán)境：政策大力推動，制度標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)完善

2015年7月國家能源局印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目建設(shè)的指導(dǎo)意見》

2017年7月能源局發(fā)布《推進(jìn)并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》

2018年2月國家標(biāo)準(zhǔn)《微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)測試規(guī)范》

2021年9月國務(wù)院《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》

明確以消納可再生能源為主體的增量配電網(wǎng)、微電網(wǎng)和分布式電源的市場主體地位。

2）成本趨勢：技術(shù)進(jìn)步促成本持續(xù)下行，裝機(jī)動能增強(qiáng)

據(jù)Bloomberg數(shù)據(jù)，預(yù)測到2025年光伏組件有望降至0.15美元/W，降幅達(dá)37%；鋰電池價(jià)格到2024年將降至94美元/kWh，2030年將降至62美元/kWh，電化學(xué)儲能成本持續(xù)下降推動微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性持續(xù)提升。

3）發(fā)展意義：助力分布式新能源末端消納，保障國家能源安全

2022年3月發(fā)改委與能源局印發(fā)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》指出積極發(fā)展以消納新能源為主的智能微電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)兼容互補(bǔ)，保障國家能源安全。

2022年7月住建部和發(fā)改委印發(fā)的《“十四五”全國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》指出有序推進(jìn)主動配電網(wǎng)、微電網(wǎng)、交直流混合電網(wǎng)應(yīng)用，推動供電服務(wù)向“供電+能效服務(wù)”延伸拓展。

3、企業(yè)角度迫切需求：光儲充微電網(wǎng)

1）確保能源電力安全

2）促進(jìn)新能源消納

3）滿足發(fā)展電力需求

4）優(yōu)化企業(yè)用能

二、微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng) 是一套具有發(fā)電優(yōu)化調(diào)度、負(fù)荷管理、實(shí)時(shí)監(jiān)測并自動實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)同步等功能的能量管理系統(tǒng)。

安科瑞微電網(wǎng)系統(tǒng)解決方案，通過在企業(yè)內(nèi)部的源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝安科瑞自主研發(fā)的各類監(jiān)測、分析、保護(hù)、治理裝置；通過的控制、計(jì)量、通信等技術(shù)，將分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動汽車、電能路由器聚合在一起；平臺根據(jù)最新的電網(wǎng)價(jià)格、用電負(fù)荷、電網(wǎng)調(diào)度指令等情況，靈活調(diào)整微電網(wǎng)控制策略并下發(fā)給儲能、充電樁、逆變器等系統(tǒng)與設(shè)備，保證企業(yè)微電網(wǎng)始終安全、可靠、節(jié)約、高效、經(jīng)濟(jì)、低碳的運(yùn)行。

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)能夠?qū)ξ㈦娋W(wǎng)的源、網(wǎng)、荷、儲能系統(tǒng)、充電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級控制，滿足微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視全面化、安全分析智能化、調(diào)整控制前瞻化、全景分析動態(tài)化的需求，完成不同目標(biāo)下光儲充資源之間的靈活互動與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)能源效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

1、主要功能

實(shí)時(shí)監(jiān)測；

能耗分析；

智能預(yù)測；

協(xié)調(diào)控制；

經(jīng)濟(jì)調(diào)度；

需求響應(yīng)。

2、系統(tǒng)特點(diǎn)

平滑功率輸出，提升綠電使用率；

削峰填谷、谷電利用，提高經(jīng)濟(jì)性；

降低充電設(shè)備對局部電網(wǎng)的沖擊；

降低站內(nèi)配電變壓器容量；

實(shí)現(xiàn)源荷最高匹配效能。

3、相關(guān)控制策略

1）削峰填谷：配合儲能設(shè)備、低充高放

2）需量控制：能量儲存、充放電功率跟蹤

3）備用電源：預(yù)留電量、緊急供電

4）柔性擴(kuò)容：短期用電功率大于變壓器容量時(shí)，儲能快速放電，滿足負(fù)載用能要求

4、核心功能

u 多種協(xié)議

支持多種規(guī)約協(xié)議，包括：Modbus TCP/RTU、DL/T645-07/97、IEC60870-5-101/103/104、MQTT、CDT、

第三方協(xié)議定制等。 

u 多種通訊方式

支持多種通信方式：串口、網(wǎng)口、WIFI、4G。 

u 通信管理

提供通信通道配置、通信參數(shù)設(shè)定、通信運(yùn)行監(jiān)視和管理等。提供規(guī)約調(diào)試的工具，可監(jiān)視收發(fā)原碼、報(bào)文解析、通道狀態(tài)等。 

u 智能策略

系統(tǒng)支持自定義控制策略，如削峰填谷、需量控制、動態(tài)擴(kuò)容、后備電源、平抑波動、有序充電、逆功率保護(hù)等策略，保障用戶的經(jīng)濟(jì)性與安全性。 

u 全量監(jiān)控

覆蓋傳統(tǒng)EMS盲區(qū)，可接入多種協(xié)議和不同廠家設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)制，實(shí)現(xiàn)環(huán)境、安防、消防、視頻監(jiān)控、電能質(zhì)量、計(jì)量、繼電保護(hù)等多系統(tǒng)和設(shè)備的全量接入。

5、系統(tǒng)功能

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及總體負(fù)荷情況，體現(xiàn)系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲能信息、充電樁信息、告警信息、收益、環(huán)境等。

1）儲能監(jiān)控

系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)：電參量數(shù)據(jù)、充放電量數(shù)據(jù)、節(jié)能減排數(shù)據(jù)；

運(yùn)行模式：峰谷模式、計(jì)劃曲線、需量控制等；

統(tǒng)計(jì)電量、收益等數(shù)據(jù)；

儲能系統(tǒng)功率曲線、充放電量對比圖，實(shí)時(shí)掌握儲能系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平。

2）光伏監(jiān)控

光伏系統(tǒng)總出力情況

逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報(bào)警

逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析

并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)

電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)，識別低效發(fā)電電站；

發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)(補(bǔ)貼收益、并網(wǎng)收益)

輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測

并網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測及分析

3）光伏預(yù)測

以海量發(fā)電和環(huán)境數(shù)據(jù)為根源；

以高精度數(shù)值氣象預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)；

采用多維度同構(gòu)異質(zhì)BP、LSTM

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)光功率預(yù)測方法

時(shí)間分辨率：15min

超短期未來4h預(yù)測精度＞90%

短期未來72h預(yù)測精度＞80%

主要功能：

短期光伏功率預(yù)測

超短期光伏功率預(yù)測

數(shù)值天氣預(yù)報(bào)管理

誤差統(tǒng)計(jì)計(jì)算

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理

歷史數(shù)據(jù)管理

光伏功率預(yù)測數(shù)據(jù)人機(jī)界面

4）風(fēng)電監(jiān)控

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總出力情況

逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報(bào)警

逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析

并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)

電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)，識別低效發(fā)電電站；

發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)(補(bǔ)貼收益、并網(wǎng)收益)

風(fēng)力/風(fēng)速/氣壓/環(huán)境溫濕度監(jiān)測

并網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測及分析

5）充電樁系統(tǒng)

實(shí)時(shí)監(jiān)測充電系統(tǒng)的充電電壓、電流、功率及各充電樁運(yùn)行狀態(tài)；

統(tǒng)計(jì)各充電樁充電量、電費(fèi)等；

針對異常信息進(jìn)行故障告警；

根據(jù)用電負(fù)荷柔性調(diào)節(jié)充電功率。

6）電能質(zhì)量

對整個系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測分析及錄波展示，并對電壓、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測。

三、應(yīng)用案例

1、某機(jī)場光儲充項(xiàng)目

2、某煙草公司光儲充項(xiàng)目

項(xiàng)目特點(diǎn)：

? 充分利用光照資源，實(shí)現(xiàn)綠色用電，保證充電樁、照明等用電；

? 保障光伏、儲能、充電樁等設(shè)備安全運(yùn)行；

? 運(yùn)用儲能進(jìn)行削峰填谷，降低用電成本；

? 運(yùn)用儲能進(jìn)行新能源消納，提升光伏消納率。

站點(diǎn)信息：

系統(tǒng)基于0.4kV交流母線，并配有安科瑞計(jì)量表；

兩臺光伏逆變器(20kW、80kW)經(jīng)匯流后，經(jīng)并網(wǎng)柜接入0.4kV并網(wǎng)，并網(wǎng)柜配有計(jì)量表和防孤島裝置；

儲能系統(tǒng)75kW/150kWh，直接接入0.4kV，儲能回路，并配有安科瑞計(jì)量表計(jì)；

交流充電樁安裝與停車棚下，共有13臺，每天7kW，并配有安科瑞計(jì)量表計(jì)；

停車棚一、二分別配有照明模塊。

本地能量管理平臺

充電樁管理平臺

充電樁、車棚光伏

儲能系統(tǒng)

并網(wǎng)柜

3、緬甸某寺廟光儲項(xiàng)目

項(xiàng)目特點(diǎn)：

? 充分利用光照資源，實(shí)現(xiàn)綠色用電；

? 保障變電站、光伏、儲能等設(shè)備安全運(yùn)行；

? 保證部分負(fù)荷離網(wǎng)狀態(tài)正常運(yùn)行；

? 運(yùn)用部分儲能削峰填谷，降低用電成本；

? 保證多余電量不上網(wǎng)。

站點(diǎn)信息：

? 變電站為33kV進(jìn)線，并配有安科瑞計(jì)量表；

? 儲能經(jīng)降壓變轉(zhuǎn)換為0.4kV，與光伏匯流后，經(jīng)升壓變，并網(wǎng)柜接入11kV并網(wǎng)。儲能回路、光伏回路配有安科瑞計(jì)量表計(jì)；并網(wǎng)柜配有電能質(zhì)量和防孤島裝置；

? 負(fù)荷由11/0.4kV降壓變供電，共有7回路，并配有安科瑞計(jì)量表計(jì)。

? 平臺層：

Acrel-2000MG，配有打印機(jī)

? 通訊層：

Anet網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)

? 設(shè)備層：

表計(jì)、逆變器、儲能PCS、BMS、電能質(zhì)量、防孤島、ABB綜保設(shè)備；

配置清單：

系統(tǒng)首頁含系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、儲能及總體負(fù)荷情況，體現(xiàn)系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、告警信息、收益、環(huán)境等。

儲能監(jiān)控：對儲能PCS、BMS的電參量數(shù)據(jù)、充放電量數(shù)據(jù)、節(jié)能減排數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測；運(yùn)行模式；統(tǒng)計(jì)電量、收益等數(shù)據(jù)；

光伏監(jiān)控對光伏整體及單臺逆變器發(fā)電狀態(tài)、交流側(cè)數(shù)據(jù)、發(fā)電量及收益進(jìn)行監(jiān)測

電能質(zhì)量對電壓諧波、閃變、不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和暫升/暫降、中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測分析及錄波展示，并對電壓、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測。

系統(tǒng)拓?fù)鋵λ尤氲乃性O(shè)備、通訊狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)劃分及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行展示。并針對通訊異常進(jìn)行告警

系統(tǒng)配置對微電網(wǎng)系統(tǒng)組成、基礎(chǔ)參數(shù)、運(yùn)行策略及統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行設(shè)置。

安科瑞微電網(wǎng)智慧能源管理平臺

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