安科瑞智慧能源平台赋能光储电站容量优化与协调控制

唐雪阳

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定  201801

一、引言

储能型光伏电站是破解可再生能源间歇性、不稳定性难题的关键路径，对提升能源利用率、保障电网稳定运行、推动绿色能源转型具有重要意义。随着光伏技术迭代与成本下降，光伏发电在能源结构中的占比持续提升，但其出力波动性、不可预测性仍对电网安全稳定运行构成挑战，储能电池容量优化配置与光储系统协调控制成为当前研究热点。国内外学者围绕该领域开展了大量研究，涵盖容量配置优化、能量管理策略等方向，但现有研究多聚焦特定条件下的系统性能分析，缺乏对不同场景的适应性探讨，且多组混合储能协同控制机制研究不足，忽略实际技术限制与成本因素，导致理论成果难以高效落地。为此，本研究聚焦储能型光伏电站电池容量配置优化与协调控制，通过分析光储电站结构设计、储能容量配置及充放电策略，构建电站可靠性模型，引入功率渗透率、容量渗透率等关键指标，对比不同类型储能电池性能参数并提出科学的容量优化方案；同时设计多组混合储能系统协调控制策略，通过事件触发函数与调节机制实现精准能量管理，提升系统运行稳定性。研究结果可为储能型光伏电站的设计与运营提供重要参考，助力可再生能源高效消纳与电网安全稳定运行。

二、平台护航，光储高效运行

基于上述研究背景与需求，储能型光伏电站的容量优化配置与协调控制需依托高效的智能化管理载体落地实施，安科瑞智慧能源管理平台（AcrelEMS 3.0）应运而生，成为衔接理论研究与工程实践的核心枢纽。该平台深度融合物联网、大数据、云计算及智能控制技术，可实现对储能型光伏电站光伏单元、储能单元、电网及负荷单元的全链路监测、数据采集与智能调控，不仅能精准捕捉光伏发电出力波动、储能电池运行状态及负荷动态变化等关键数据，为电池容量优化配置提供真实有效的数据支撑，还可通过内置的协同控制算法，落地多组混合储能系统的精细化调节策略，动态分配充放电功率、平衡能源供需，有效降低功率波动、提升系统运行稳定性与能源利用效率。依托该平台，可将光储容量优化方案与协调控制策略转化为可落地、可管控的智能化运维举措，破解传统光储系统管理粗放、响应滞后、数据割裂等难题，为储能型光伏电站安全、高效、经济运行提供技术保障。

三、安科瑞智慧能源管理平台

3.1安科瑞智慧能源管理平台

AcrelEMS 智慧能源管理平台是针对企业微电网的能效管理平台，对企业微电网分布式电源、市政电源、储能系统、充电设施以及各类交直流负荷的运行状态实时监视、智能预测、动态调配，优化策略，诊断告警，可调度源荷有序互动、能源全景分析，满足企业微电网能效管理数字化、安全分析智能化、调整控制动态化、全景分析可视化的需求，完成不同策略下光储充资源之间的灵活互动与经济运行，为用户降低能源成本，提高微电网运行效率。AcrelEMS 智慧能源管理平台可以接受虚拟电厂的调度指令和需求响应，是虚拟电厂平台的企业级子系统。

图1 AcrelEMS 智慧能源管理平台主界面

3.2平台结构

系统覆盖企业微电网“源-网-荷-储-充”各环节，通过智能网关采集测控装置、光伏、储能、充电桩、常规负荷数据，根据负荷变化和电网调度进行优化控制，促进新能源消纳的同时降低对电网的至大需量，使之运行安全。

图2 AcrelEMS 智慧能源管理平台结构

3.3平台功能

3.3.1.能源数字化展示

通过展示大屏实时显示市电、光伏、风电、储能、充电桩以及其它负荷数据，快速了解能源运行情况。

3.3.2.优化控制

直观显示能源生产及流向，包括市电、光伏、储能充电及消耗过程，通过优化控制储能和可控负载提升新能源消纳，削峰填谷，平滑系统出力，并显示优化前和优化后能源曲线对比等。

3.3.3.智能预测

结合气象数据，历史数据对光伏、风力发电功率和负荷功率进行预测，并与实际功率进行对比分析，通过储能系统和负荷控制实现优化调度，降低需量和用电成本。

3.3.4.能耗分析

采集企业电、水、天然气、冷/热量等各种能源介质消耗量，进行同环比比较，显示能源流向，能耗对标，并折算标煤或碳排放等。

3.3.5.有序充电

系统支持接入交直流充电桩，并根据企业负荷和变压器容量，并和变压器负荷率进行联动控制，引导用户有序充电，保障企业微电网运行安全。

3.3.6.运维巡检

系统支持任务管理、巡检/缺陷/消警/抢修记录以及通知工单管理，并通过北斗定位跟踪运维人员轨迹，实现运维流程闭环管理。

3.4设备选型

除了智慧能源管理平台外，还具备现场传感器、智能网关等设备，组成了完整的“云-边-端”能源数字化体系，具体包括高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、照明控制、充电桩、电气消防类解决方案等，可以为虚拟电厂企业级的能源管理系统提供一站式服务能力。

安科瑞系统解决方案还包含电力运维云平台、能源综合计费管理平台、环保用电监管云平台、充电桩运营管理云平台、智慧消防云平台、电力监控系统、微电网能量管理系统、智能照明控制系统、电能质量治理系统、电气消防系统、隔离电源绝缘监测系统等系统解决方案，覆盖企业微电网各个环节，打造准确感知、边缘智能、智慧运行的企业微电网智慧能源管理系统。

结论

经过深入的研究和分析，本研究在储能型光伏电站电池容量优化配置与协调控制方面取得了显著成果。通过构建考虑光伏发电不确定性和负荷需求动态变化的光伏储电站可靠性模型，并引入功率渗透率和容量渗透率等关键指标，有效评估了光储电站的稳定性。同时，针对不同类型储能电池的性能参数进行细致比较，提出了一种科学合理的容量优化配置方案。此外还设计了多组混合储能系统的协调控制策略，通过事件触发函数和调节机制实现了的能量管理和系统稳定性提升。这些研究成果不仅为储能型光伏电站的设计和运行提供了而实用的指导，也为可再生能源在能源系统中的广泛应用和可持续发展奠定了坚实基础。结合实际情况，未来还需考虑更多的技术限制和成本因素，如何平衡经济性和技术性以达到配置仍需深入研究。