源网荷储充一体化！安科瑞微电网方案赋能多场景能源自主

唐雪阳

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定  201801

概述

基于全球碳减排的要求，2020年中国提出“双碳”目标，要求二氧化碳排放力争于2030年达到峰值，努力争取2060年实现碳中和，为实现该目标，作为碳排放的主体，电力行业提出新型电力系统改革，要求建设以新能源为主体的电力系统。风、光发电系统作为新能源发电技术，因技术成熟度高、建设成本低等优势大量布局，但因为受环境影响，对供电的稳定性和可靠性带来一定的挑战。储能作为一种电力存储的介质，对于稳定分布式发电、负荷波动等具有一定的优势，随着储能技术、成本、安全因素越来越有优势，储能也成为新型电力系统中的因素。同时受传统供电的可靠性、分时电价的影响，越来越多的企业、园区、高校、医院、高速服务区等场所，开始通过建设微电网来满足自己的供电需求及降低综合用电成。对于微电网的建设，国家能源局出台了相关的建设指导意见、管理办法、测试规范、痛点等政策，为微电网的建设也提供更加明确的方向。

什么是微电网？

微电网(Microgrid) 是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统，是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，它作为完整的电力系统，依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。

微电网根据与公共电网连接情况可分为两类:

并网型:既可以与外部电网连接运行，也支持离网独立运行，以并网为主。

离网型:不与外部电网联网，实现电能自发自用，功率平衡微电网。

交流耦合微电网一并网型

交流耦合微电网一离网型

直流耦合微电网

应用场景

工业园区：工业园区能源消耗大，有稳定生产需求，碳排压力大。通过优化能源调度，降低园区能耗，提高能源利用效率。

商业建筑：商业建筑对能源服务质量要求高，系统优化能源分配。实现节能降耗，提升商业建筑能源管理水平与经济效益。

数据中心：数据中心能源供应要求稳定可靠,系统保障能源供应。优化能源管理，降低数据中心能耗，提高运营效率。

新能源场站：新能源场站实现风光储充一体化管理，提高能源利用效率。系统优化分布式能源出力，保障新能源场站稳定运行。

偏远地区：偏远地区电网覆盖不足，系统提供独立能源供应系统。解决无电或缺电问题，改善偏远地区居民生活条件。

安科瑞系统解决方案

安科瑞微电网系统解决方案，通过在企业内部的源、网、荷、储、充的各个关键节点安装安科瑞自主研发的各类监测、分析、保护、治理装置;通过先进的控制、计量、通信等技术，将分布式电源储能系统、可控负荷、电动汽车,电能路由器聚合在一起;平台根据最新的电网价格、用电负荷、电网调度指令等情况，灵活调整微电网控制策略并下发给储能、充电桩、逆变器等系统与设备保证企业微电网始终安全、可靠节约、高效、经济、低碳的运行。

系统概览与可视化运行

首页对微电网的运行进行实时监管，包含市电、光伏、风电、储能、充电桩及用电负荷，同时也包括收益数据、天气状况、节能减排等信息。

对一次系统图重要节点进行数据采集并直观展示，实现微电网无人值守，真正实现数字化、智能化、便捷化管理，对重要负荷与设备进行不间断监控。

综合监控

光伏监控

光伏系统总出力

情况逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警

逆变器及电站发电量统计及分析

并网柜电力监测及发电量统计

电站发电量年有效利用小时数统计，识别低效发电电站

发电收益统计(补贴收益、并网收益)

辐照度/风力/环境温湿度监测

并网电能质量监测及分析

风电监控

风力发电系统总出力

情况逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警

逆变器及电站发电量统计及分析

并网柜电力监测及发电量统计

电站发电量年有效利用小时数统计，识别低效发电电站

发电收益统计(补贴收益、并网收益）

风力/风速/气压/环境温湿度监测

并网电能质量监测及分析

储能监控

系统综合数据:电参量数据、充放电量数据，节能减排数据；

运行模式:峰谷模式、计划曲线、需量控制等;

统计电量、收益等数据；

储能系统功率曲线、充放电量对比图，实时掌握储能系统的整体运行水平。

PCS、BMS监控

PCS实时数据:有功功率、无功功率、功率因数

PCS参数设置:开关机、工作模式、功率设定

PCS负载和电池数据:各相电流、电压、有功无功等信息

PCS故障数据:硬件、AC电网、AC电容、系统、开关故障

BMS实时数据:运行状态、接触器状态、通信状态

BMS电池数据:单体电池电压、单体电池温度

BMS故障数据:包含一级二级三级告警信息等

柴发监控

实时监测柴发系统的发电电压、电流、功率、发电量和耗油量等运行状态；

柴发实时数据:转速、水温、油压、油位、运行时间、频率、功率因数等信息监控；

告警信息:包括低速或超速、低压或过压、分合闸情况急停、超载报警、相序报警、蓄电池高低压报警等。

充电桩监控

实时监测充电系统的充电电压、电流、功率及名充电桩运行状态；

统计各充电桩充电量、电费等；

针对异常信息进行故障告警；

根据用电负荷柔性调节充电功率。

协调控制

协同光伏、风电、储能、负载等多种能源主体，动态规划智能策略，实现储能、光伏协调控制，比如计划曲线、削峰填谷、防逆流、新能源消纳、需量控制等。

并离网切换控制

并离网切换过程主要EMS按照PCS操作逻辑进行自动控制，在离网时对QF1进行分闸，对PCS进行关机-转VF模式-开机等;在并网时对QF1进行合闸，对PCS进行关机-转PQ模式-开机等操作

并离网切换过程主要由STS配合PCS自动完成，EMS在离网后持续监测储能SOC状态进行高电量光伏限功率和低电量保护，确保离网稳定运行，在并网时正常执行峰谷套利、新能源消纳等策略

策略配置与电能分析

运维人员可在现场通过工控机上的SCADA系统界面，直接进行核心策略参数的配置与修改。此模式为系统提供了不依赖于外网的独立控制通道，是实现高实时性关键控制、保障系统基础稳定与自主性的核心保障。储能设置:SOC上下限、最大充放电功率计划曲线:支持设置时间段和充放电功率需量控制:设置最大允许需量上限防逆流:防逆流阈值下限。用户也可以查看光伏、储能、充电桩及系统的发用电量和收益数据，同时可以切换年报查看每个月的电量和收益。

电能质量与谐波监测

实现整个微电网系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。如电压谐波、电压闪变电压不平衡等稳态数据和电压暂升/暂降、电压中断暂态数据进行监测分析及录波展示，并对电压、电流瞬变进行监测。

优化调度

系统基于历史发电数据、用电负荷及天气信息，分别建立光伏与风机发电预测、楼宇及充电负荷预测模型从而精准预估未来时段的发电与用电功率。在此基础上，结合分时电价、储能容量等关键信息，设定以最小化运行成本、降低充电成本及提升综合效益为核心的多目标优化函数。通过优化算法动态调整储能的充放电策略，系统能够有效克服传统协调策略(如仅依赖峰谷套利或新能源消纳)在经济性上的不足，最终输出经济、高效的系统协同调度计划。

配套产品

监测保护治理产品

微电网能量管理控制箱

场景方案配置

案例分享

江西某啤酒厂光伏防逆流项目

项目情况:本项目3台变压器、16台50kw逆变器。其中设置并网点三处，并网点1布置5台50kw逆变器，并网点2布置5台50kw逆变器，并网点3布置6台50kw逆变器,项目需求:本项目光伏发电采用“自发自用，余电不上网”的方式，进行光伏防逆流控制。

项目实施:采用“刚性控制”+“柔性调节”的方案，利用Acre1-2000MG能量管理系统进行柔性调节，实现对逆变器的限功率控制。

项目结果:该项目顺利完成光伏防逆流控制，实现了余电不上网，提高经济效益，避免电网考核和罚款。

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