唐雪陽

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

概述

基于全球碳減排的要求，2020年中國提出“雙碳”目標(biāo)，要求二氧化碳排放力爭于2030年達到峰值，努力爭取2060年實現(xiàn)碳中和，為實現(xiàn)該目標(biāo)，作為碳排放的主體，電力行業(yè)提出新型電力系統(tǒng)改革，要求建設(shè)以新能源為主體的電力系統(tǒng)。風(fēng)、光發(fā)電系統(tǒng)作為新能源發(fā)電技術(shù)，因技術(shù)成熟度高、建設(shè)成本低等優(yōu)勢大量布局，但因為受環(huán)境影響，對供電的穩(wěn)定性和可靠性帶來一定的挑戰(zhàn)。儲能作為一種電力存儲的介質(zhì)，對于穩(wěn)定分布式發(fā)電、負荷波動等具有一定的優(yōu)勢，隨著儲能技術(shù)、成本、安全因素越來越有優(yōu)勢，儲能也成為新型電力系統(tǒng)中的因素。同時受傳統(tǒng)供電的可靠性、分時電價的影響，越來越多的企業(yè)、園區(qū)、高校、醫(yī)院、高速服務(wù)區(qū)等場所，開始通過建設(shè)微電網(wǎng)來滿足自己的供電需求及降低綜合用電成。對于微電網(wǎng)的建設(shè)，國家能源局出臺了相關(guān)的建設(shè)指導(dǎo)意見、管理辦法、測試規(guī)范、痛點等政策，為微電網(wǎng)的建設(shè)也提供更加明確的方向。

什么是微電網(wǎng)？

微電網(wǎng)(Microgrid) 是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負荷、監(jiān)控和保護裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個可以實現(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，它作為完整的電力系統(tǒng)，依靠自身的控制及管理供能實現(xiàn)功率平衡控制、系統(tǒng)運行優(yōu)化、故障檢測與保護、電能質(zhì)量治理等方面的功能。

微電網(wǎng)根據(jù)與公共電網(wǎng)連接情況可分為兩類:

并網(wǎng)型:既可以與外部電網(wǎng)連接運行，也支持離網(wǎng)獨立運行，以并網(wǎng)為主。

離網(wǎng)型:不與外部電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)電能自發(fā)自用，功率平衡微電網(wǎng)。

交流耦合微電網(wǎng)一并網(wǎng)型

交流耦合微電網(wǎng)一離網(wǎng)型

直流耦合微電網(wǎng)

應(yīng)用場景

工業(yè)園區(qū)：工業(yè)園區(qū)能源消耗大，有穩(wěn)定生產(chǎn)需求，碳排壓力大。通過優(yōu)化能源調(diào)度，降低園區(qū)能耗，提高能源利用效率。

商業(yè)建筑：商業(yè)建筑對能源服務(wù)質(zhì)量要求高，系統(tǒng)優(yōu)化能源分配。實現(xiàn)節(jié)能降耗，提升商業(yè)建筑能源管理水平與經(jīng)濟效益。

數(shù)據(jù)中心：數(shù)據(jù)中心能源供應(yīng)要求穩(wěn)定可靠,系統(tǒng)保障能源供應(yīng)。優(yōu)化能源管理，降低數(shù)據(jù)中心能耗，提高運營效率。

新能源場站：新能源場站實現(xiàn)風(fēng)光儲充一體化管理，提高能源利用效率。系統(tǒng)優(yōu)化分布式能源出力，保障新能源場站穩(wěn)定運行。

偏遠地區(qū)：偏遠地區(qū)電網(wǎng)覆蓋不足，系統(tǒng)提供獨立能源供應(yīng)系統(tǒng)。解決無電或缺電問題，改善偏遠地區(qū)居民生活條件。

安科瑞系統(tǒng)解決方案

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)點安裝安科瑞自主研發(fā)的各類監(jiān)測、分析、保護、治理裝置;通過先進的控制、計量、通信等技術(shù)，將分布式電源儲能系統(tǒng)、可控負荷、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)價格、用電負荷、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、低碳的運行。

系統(tǒng)概覽與可視化運行

首頁對微電網(wǎng)的運行進行實時監(jiān)管，包含市電、光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及用電負荷，同時也包括收益數(shù)據(jù)、天氣狀況、節(jié)能減排等信息。

對一次系統(tǒng)圖重要節(jié)點進行數(shù)據(jù)采集并直觀展示，實現(xiàn)微電網(wǎng)無人值守，真正實現(xiàn)數(shù)字化、智能化、便捷化管理，對重要負荷與設(shè)備進行不間斷監(jiān)控。

綜合監(jiān)控

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)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警

逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析

并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計

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

發(fā)電收益統(tǒng)計(補貼收益、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

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)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警

逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析

并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計

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

發(fā)電收益統(tǒng)計(補貼收益、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

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)；

運行模式:峰谷模式、計劃曲線、需量控制等;

統(tǒng)計電量、收益等數(shù)據(jù)；

儲能系統(tǒng)功率曲線、充放電量對比圖，實時掌握儲能系統(tǒng)的整體運行水平。

PCS、BMS監(jiān)控

PCS實時數(shù)據(jù):有功功率、無功功率、功率因數(shù)

PCS參數(shù)設(shè)置:開關(guān)機、工作模式、功率設(shè)定

PCS負載和電池數(shù)據(jù):各相電流、電壓、有功無功等信息

PCS故障數(shù)據(jù):硬件、AC電網(wǎng)、AC電容、系統(tǒng)、開關(guān)故障

BMS實時數(shù)據(jù):運行狀態(tài)、接觸器狀態(tài)、通信狀態(tài)

BMS電池數(shù)據(jù):單體電池電壓、單體電池溫度

BMS故障數(shù)據(jù):包含一級二級三級告警信息等

柴發(fā)監(jiān)控

實時監(jiān)測柴發(fā)系統(tǒng)的發(fā)電電壓、電流、功率、發(fā)電量和耗油量等運行狀態(tài)；

柴發(fā)實時數(shù)據(jù):轉(zhuǎn)速、水溫、油壓、油位、運行時間、頻率、功率因數(shù)等信息監(jiān)控；

告警信息:包括低速或超速、低壓或過壓、分合閘情況急停、超載報警、相序報警、蓄電池高低壓報警等。

充電樁監(jiān)控

實時監(jiān)測充電系統(tǒng)的充電電壓、電流、功率及名充電樁運行狀態(tài)；

統(tǒng)計各充電樁充電量、電費等；

針對異常信息進行故障告警；

根據(jù)用電負荷柔性調(diào)節(jié)充電功率。

協(xié)調(diào)控制

協(xié)同光伏、風(fēng)電、儲能、負載等多種能源主體，動態(tài)規(guī)劃智能策略，實現(xiàn)儲能、光伏協(xié)調(diào)控制，比如計劃曲線、削峰填谷、防逆流、新能源消納、需量控制等。

并離網(wǎng)切換控制

并離網(wǎng)切換過程主要EMS按照PCS操作邏輯進行自動控制，在離網(wǎng)時對QF1進行分閘，對PCS進行關(guān)機-轉(zhuǎn)VF模式-開機等;在并網(wǎng)時對QF1進行合閘，對PCS進行關(guān)機-轉(zhuǎn)PQ模式-開機等操作

并離網(wǎng)切換過程主要由STS配合PCS自動完成，EMS在離網(wǎng)后持續(xù)監(jiān)測儲能SOC狀態(tài)進行高電量光伏限功率和低電量保護，確保離網(wǎng)穩(wěn)定運行，在并網(wǎng)時正常執(zhí)行峰谷套利、新能源消納等策略

策略配置與電能分析

運維人員可在現(xiàn)場通過工控機上的SCADA系統(tǒng)界面，直接進行核心策略參數(shù)的配置與修改。此模式為系統(tǒng)提供了不依賴于外網(wǎng)的獨立控制通道，是實現(xiàn)高實時性關(guān)鍵控制、保障系統(tǒng)基礎(chǔ)穩(wěn)定與自主性的核心保障。儲能設(shè)置:SOC上下限、最大充放電功率計劃曲線:支持設(shè)置時間段和充放電功率需量控制:設(shè)置最大允許需量上限防逆流:防逆流閾值下限。用戶也可以查看光伏、儲能、充電樁及系統(tǒng)的發(fā)用電量和收益數(shù)據(jù)，同時可以切換年報查看每個月的電量和收益。

電能質(zhì)量與諧波監(jiān)測

實現(xiàn)整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進行持續(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)進行監(jiān)測分析及錄波展示，并對電壓、電流瞬變進行監(jiān)測。

優(yōu)化調(diào)度

系統(tǒng)基于歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、用電負荷及天氣信息，分別建立光伏與風(fēng)機發(fā)電預(yù)測、樓宇及充電負荷預(yù)測模型從而精準(zhǔn)預(yù)估未來時段的發(fā)電與用電功率。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合分時電價、儲能容量等關(guān)鍵信息，設(shè)定以最小化運行成本、降低充電成本及提升綜合效益為核心的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)。通過優(yōu)化算法動態(tài)調(diào)整儲能的充放電策略，系統(tǒng)能夠有效克服傳統(tǒng)協(xié)調(diào)策略(如僅依賴峰谷套利或新能源消納)在經(jīng)濟性上的不足，最終輸出經(jīng)濟、高效的系統(tǒng)協(xié)同調(diào)度計劃。

配套產(chǎn)品

監(jiān)測保護治理產(chǎn)品

微電網(wǎng)能量管理控制箱

場景方案配置

案例分享

江西某啤酒廠光伏防逆流項目

項目情況:本項目3臺變壓器、16臺50kw逆變器。其中設(shè)置并網(wǎng)點三處，并網(wǎng)點1布置5臺50kw逆變器，并網(wǎng)點2布置5臺50kw逆變器，并網(wǎng)點3布置6臺50kw逆變器,項目需求:本項目光伏發(fā)電采用“自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)”的方式，進行光伏防逆流控制。

項目實施:采用“剛性控制”+“柔性調(diào)節(jié)”的方案，利用Acre1-2000MG能量管理系統(tǒng)進行柔性調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對逆變器的限功率控制。

項目結(jié)果:該項目順利完成光伏防逆流控制，實現(xiàn)了余電不上網(wǎng)，提高經(jīng)濟效益，避免電網(wǎng)考核和罰款。

平臺演示