從孤島到互聯，協調控製讓光伏儲能微電網融入多元場景

簡婷

韦德1946网址 上海嘉定  201801

   在全球能源轉型的大背景下，光伏儲(chu) 能微電網作為(wei) 一種以可再生能源為(wei) 基礎的小型電力係統，正逐漸成為(wei) 能源領域的研究熱點和發展重點。它能夠在連接到主電網的狀態下獨立運行，具有靈活性、可再生能源集成、分布式發電和智能化管理等特點。

光伏儲(chu) 能微電網協調控製

   協調控製的必要性：光伏發電具有波動性與(yu) 不確定性，其輸出功率受天氣和光照條件的影響較大。例如，在陰天或夜晚，光伏發電功率會(hui) 顯著降低甚至為(wei) 零，而在陽光充足時，功率又會(hui) 大幅增加。這種功率的波動會(hui) 對電力係統的穩定性和可靠性產(chan) 生不利影響。儲(chu) 能係統的引入則可以有效解決(jue) 這一問題，它能夠將光伏發電多餘(yu) 的能量儲(chu) 存起來，在光伏發電功率不足時釋放出來，從(cong) 而實現能源的平穩輸出，保證電力供應的穩定性和可靠性。

協調控製策略：

   預測性調度：利用天氣預測及曆史數據學習(xi) 算法，對短期和中期的能量供需進行預測。通過分析未來的光照強度、溫度等氣象條件，以及曆相同或類似天氣情況下的光伏發電量和負荷需求，提前製定出合理的調度計劃，優(you) 化分布式電源的輸出功率和儲(chu) 能裝置的充放電狀態，以滿足負荷需求。

   需求響應策略：依據實時負荷變化，自動調整儲(chu) 能及發電功率。當負荷需求增加時，協調控製器可以增加分布式電源的輸出功率或釋放儲(chu) 能裝置中的能量；當負荷需求減少時，協調控製器可以降低分布式電源的輸出功率或對儲(chu) 能裝置進行充電，實現需求和供應的動態平衡。

   分層控製策略：通過調節輸出功率穩定係統電壓，提高光伏與(yu) 儲(chu) 能聯合智能微電網運行效率。例如，將控製分為(wei) 多個(ge) 層次，底層負責對光伏和儲(chu) 能設備的直接控製，實現最大功率點跟蹤等基本功能；中層根據係統的運行狀態和上層的指令，對底層設備進行協調和優(you) 化；上層則從(cong) 整體(ti) 上對微電網進行管理和決(jue) 策，如根據電網的需求和市場價(jia) 格製定長期的運行策略等。

1. 產(chan) 品介紹

    ACCU-100微電網協調控製器是一種應用於(yu) 微電網、分布式發電、儲(chu) 能等領域的智能協調控製器。裝置滿足係統滿足光伏係統、風力發電、儲(chu) 能係統以及充電樁等設備的接入，通過對微電網係統進行實時數據采集分析，監視光伏、風能、儲(chu) 能係統、充電樁運行狀態及健康狀況，並在此基礎上以安全經濟優(you) 化運行為(wei) 目標，獲取控製策略進而對微電網實施調節控製，實現微電網分布式能源、儲(chu) 能係統、負荷的實時動態調節功能，促進新能源就地化消納，提高電網運行穩定性、補償(chang) 負荷波動；有效實現微電網的需求管理，提高微電網運行效率、降低供電成本，保障微電網安全、可靠、經濟運行。2. 產(chan) 品特點

ACCU-100微電網協調控製器具備以下功能特點：

   數據采集：支持串口、以太網等多通道實時運行，滿足各類風電與(yu) 光伏逆變器、儲(chu) 能等設備接入；

通訊管理：支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT 等通信規約，可實現雲(yun) 邊協同（結合安科瑞智慧能源管理雲(yun) 平台進行遠程運維）、OTA 升級、就地/遠程切換、本地人機交互（選配）；

   邊緣計算：靈活的報警閾值設置、主動上傳(chuan) 報警信息、數據合並計算、邏輯控製、斷點續傳(chuan) 、數據加密、4G路由；

   策略管理：防逆流、計劃曲線、削峰填穀、需量控製、有功/無功控製、光儲(chu) 協調等，並支持策略定製;

   係統安全：基於(yu) 不可信模型設計的用戶權限，防止非法用戶侵入；基於(yu) 數據加密與(yu) 數據安全驗證技術，采用數據標定與(yu) 防篡改機製，實現數據固證和可追溯；采集分析包括電池、溫控及消防在內(nei) 的全站信號與(yu) 測量數據，實現運行安全預警預測。

3. 產(chan) 品參數

    ACCU-100微電網控製器主要負責工商業(ye) 光儲(chu) 充新能源電站的數據采集、本地控製策略以及雲(yun) 端數據的交互。支持容量為(wei) ：儲(chu) 能容量:≤400kW，光伏容量:≤400kWp。

圖 3-1ACCU-100產(chan) 品示意圖

    ACCU-100微電網控製器典型的硬件配置與(yu) 附件參數如下表3-1所示。

表 3-1典型配置參數表

4. 係統架構  

圖 4-1係統架構圖

    ACCU-100 協調控製器：控製儲(chu) 能設備、分布式能源、可調負荷設備的出力與(yu) 電力需求，並能根據經濟效益模型在滿足調度的前提下，進行光儲(chu) 置換，減少棄光。並與(yu) 雲(yun) 端平台進行交互，響應雲(yun) 端策略配置。

    智慧能源管理雲(yun) 平台 EMS3.0：滿足跨站點，跨區域海量數據的接入，通過數據分析實現各站點資源類、電量類、損耗類、指標類、維護類、貢獻類等指標計算與(yu) 管控，並通過多樣化預測，分析發電與(yu) 用電趨勢結合電價(jia) 數據、生產(chan) 計劃、負荷需求，提供控製方案。同時提供遠程監控與(yu) 運維功能。

5. 技術標準

產(chan) 品主要依據標準如下：

 GB/T 13729-2002遠動終端設備

 GB/T 17626.4 電磁兼容 試驗和測量技術電快速瞬變衝(chong) 群抗擾度試驗

 GB/T 15153.1 遠動設備及係統第2部分:工作條件第1篇:電源和電磁兼容兼容性

 GB/T 15153.2 遠動設備及係統第2部分:工作條件第2篇:環境條件(氣候、機械和其他非電影響因素)

 GB/T 4208-2008 外殼防護等級(IP 代碼)

 Q/GDW 639-2011配電自動化終端設備檢測規程

 NB/T 32015分布式電源接入配電網技術規定

 DL/T 5843~110kV電網繼電保護裝置運行整定規程

 DL/T 721-2013配電網自動化遠方終端

 DL/T 630-1997交流采樣遠動終端技術條件

 DB/T 864-2012微電網接入10kV及以下配電網技術規範

 GB/T 33589-2017微電網接入電力係統技術規定

 GB/T 36274-2018微電網能量管理係統技術規範

 GB/T 36270-2018微電網監控係統技術規範

 DL/T 1864-2018獨立型微電網監控係統技術規範

 T/CEC 153-2018並網型微電網負荷管理技術導則

 T/CEC 152-2018並網型微電網需求響應技術要求

 T/CEC 153-2018並網型微電網負荷管理技術導則

6.性能指標

表6-1ACCU-100協調控製器性能指標

7. 能量調度

表7-1典型能量調度功能表

8. 裝置接線

    ACCU-100協調控製器，采用標準導軌安裝方式。裝置插上網線後LINK綠色燈會(hui) 亮起，有數據時閃爍，SPEED黃色燈在100Mb/s時常亮，在10Mb/s時關(guan) 閉；裝置有數據傳(chuan) 輸接收數據RX紅色燈閃爍，發送數據TX綠色燈閃爍。後板及底板均可安裝導軌卡座。

9. 外觀尺寸

圖9-1裝置外觀尺寸

10.方案架構

11.主要功能

 1)係統總覽：實現微電網光伏、風電、儲(chu) 能、負荷、充電樁、環境數據的采集、監測、可視化展示、異常告警收益統計等功能。

 2)設備監控：實現光伏組件、逆變器、PCS、BMS、充電樁等設備的發電、用電、充放電的狀態監控，並支持事件查詢、統計報表等功能。

 3)功率預測：實現光伏短時和超短時功率預測，並經進行誤差分析，同時對微電網內(nei) 所有負荷，基於(yu) 曆史負荷數據，通過大數據分析算法，預測負荷功率曲線。

 4)優(you) 化控製：協同光伏、風電、儲(chu) 能、負載等多種能源主體(ti) 動態規劃智能策略，實現儲(chu) 能、光伏協調控製，比如計劃曲線、削峰填穀、防逆流、新能源消納、需量控製等。

 5)經濟調度：根據光伏與(yu) 負荷功率預測結果，結合分時電價(jia) 電網交互功率、儲(chu) 能狀態及約束條件，以用電成本低為(wei) 目標，建立經濟調度模型，采用深度學習(xi) 算法解析微電網運行功率計劃，係統通過將功率計劃進行分解，實現對光伏、儲(chu) 能。6)能源分析：具備微電網能耗及效益分析、微電網經濟運行分析、多維度電量分析，並為(wei) 智能化運維提供依據。

安科瑞Acrel-2000ES儲(chu) 能能量管理係統解決(jue) 方案

1概述

   安科瑞Acrel-2000ES儲(chu) 能能量管理係統具有完善的儲(chu) 能監控與(yu) 管理功能，涵蓋了儲(chu) 能係統設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息，實現了數據采集、數據處理、數據存儲(chu) 、數據查詢與(yu) 分析、可視化監控、報警管理、統計報表等功能。在應用上支持能量調度，具備計劃曲線、削峰填穀、需量控製、備用電源等控製功能。係統對電池組性能進行實時監測及曆史數據分析、根據分析結果采用智能化的分配策略對電池組進行充放電控製，優(you) 化了電池性能，提高電池壽命。係統支持Windows操作係統，數據庫采用SQLServer。本係統既可以用於(yu) 儲(chu) 能一體(ti) 櫃，也可以用於(yu) 儲(chu) 能集裝箱，是專(zhuan) 門用於(yu) 儲(chu) 能設備管理的一套軟件係統平台。

2適用場合

   係統可應用於(yu) 城市、高速公路、工業(ye) 園區、工商業(ye) 區、居民區、智能建築、海島、無電地區可再生能源係統監控和能量管理需求。工商業(ye) 儲(chu) 能四大應用場景

   1）工廠與(yu) 商場：工廠與(yu) 商場用電習(xi) 慣明顯，安裝儲(chu) 能以進行削峰填穀、需量管理，能夠降低用電成本，並充當後備電源應急；

   2）光儲(chu) 充電站：光伏自發自用、供給電動車充電站能源，儲(chu) 能平抑大功率充電站對於(yu) 電網的衝(chong) 擊；

   3）微電網：微電網具備可並網或離網運行的靈活性，以工業(ye) 園區微網、海島微網、偏遠地區微網為(wei) 主，儲(chu) 能起到平衡發電供應與(yu) 用電負荷的作用；

   4）新型應用場景：工商業(ye) 儲(chu) 能探索融合發展新場景，已出現在5G基站、換電重卡、港口岸電等眾(zhong) 多應用場景。

3係統結構

4係統功能

4.1實時監測

   微電網能量管理係統人機界麵友好，應能夠以係統一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各回路斷路器、隔離開關(guan) 等合、分閘狀態及有關(guan) 故障、告警等信號。其中，各子係統回路電參量主要有：三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值；狀態參數主要有：開關(guan) 狀態、斷路器故障脫扣告警等。

   係統應可以對分布式電源、儲(chu) 能係統進行發電管理，使管理人員實時掌握發電單元的出力信息、收益信息、儲(chu) 能荷電狀態及發電單元與(yu) 儲(chu) 能單元運行功率設置等。

   係統應可以對儲(chu) 能係統進行狀態管理，能夠根據儲(chu) 能係統的荷電狀態進行及時告警，並支持定期的電池維護。

   微電網能量管理係統的監控係統界麵包括係統主界麵，包含微電網光伏、風電、儲(chu) 能、充電樁及總體(ti) 負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求，也可將充電，儲(chu) 能及光伏係統信息進行顯示。

硬件選型