簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

   在全球能源轉型的大背景下，光伏儲能微電網作為一種以可再生能源為基礎的小型電力系統(tǒng)，正逐漸成為能源領域的研究熱點和發(fā)展重點。它能夠在連接到主電網的狀態(tài)下獨立運行，具有靈活性、可再生能源集成、分布式發(fā)電和智能化管理等特點。

光伏儲能微電網協(xié)調控制

   協(xié)調控制的必要性：光伏發(fā)電具有波動性與不確定性，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(fā)電功率會顯著降低甚至為零，而在陽光充足時，功率又會大幅增加。這種功率的波動會對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性產生不利影響。儲能系統(tǒng)的引入則可以有效解決這一問題，它能夠將光伏發(fā)電多余的能量儲存起來，在光伏發(fā)電功率不足時釋放出來，從而實現(xiàn)能源的平穩(wěn)輸出，保證電力供應的穩(wěn)定性和可靠性。

協(xié)調控制策略：

   預測性調度：利用天氣預測及歷史數(shù)據(jù)學習算法，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，以及歷相同或類似天氣情況下的光伏發(fā)電量和負荷需求，提前制定出合理的調度計劃，優(yōu)化分布式電源的輸出功率和儲能裝置的充放電狀態(tài)，以滿足負荷需求。

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

   分層控制策略：通過調節(jié)輸出功率穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，提高光伏與儲能聯(lián)合智能微電網運行效率。例如，將控制分為多個層次，底層負責對光伏和儲能設備的直接控制，實現(xiàn)最大功率點跟蹤等基本功能；中層根據(jù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)和上層的指令，對底層設備進行協(xié)調和優(yōu)化；上層則從整體上對微電網進行管理和決策，如根據(jù)電網的需求和市場價格制定長期的運行策略等。

1. 產品介紹

    ACCU-100微電網協(xié)調控制器是一種應用于微電網、分布式發(fā)電、儲能等領域的智能協(xié)調控制器。裝置滿足系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁等設備的接入，通過對微電網系統(tǒng)進行實時數(shù)據(jù)采集分析，監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電樁運行狀態(tài)及健康狀況，并在此基礎上以安全經濟優(yōu)化運行為目標，獲取控制策略進而對微電網實施調節(jié)控制，實現(xiàn)微電網分布式能源、儲能系統(tǒng)、負荷的實時動態(tài)調節(jié)功能，促進新能源就地化消納，提高電網運行穩(wěn)定性、補償負荷波動；有效實現(xiàn)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. 產品特點

ACCU-100微電網協(xié)調控制器具備以下功能特點：

   數(shù)據(jù)采集：支持串口、以太網等多通道實時運行，滿足各類風電與光伏逆變器、儲能等設備接入；

通訊管理：支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT 等通信規(guī)約，可實現(xiàn)云邊協(xié)同（結合安科瑞智慧能源管理云平臺進行遠程運維）、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、主動上傳報警信息、數(shù)據(jù)合并計算、邏輯控制、斷點續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由；

   策略管理：防逆流、計劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無功控制、光儲協(xié)調等，并支持策略定制;

   系統(tǒng)安全：基于不可信模型設計的用戶權限，防止非法用戶侵入；基于數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)安全驗證技術，采用數(shù)據(jù)標定與防篡改機制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)固證和可追溯；采集分析包括電池、溫控及消防在內的全站信號與測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)運行安全預警預測。

3. 產品參數(shù)

    ACCU-100微電網控制器主要負責工商業(yè)光儲充新能源電站的數(shù)據(jù)采集、本地控制策略以及云端數(shù)據(jù)的交互。支持容量為：儲能容量:≤400kW，光伏容量:≤400kWp。

圖 3-1ACCU-100產品示意圖

    ACCU-100微電網控制器典型的硬件配置與附件參數(shù)如下表3-1所示。

表 3-1典型配置參數(shù)表

4. 系統(tǒng)架構  

圖 4-1系統(tǒng)架構圖

    ACCU-100 協(xié)調控制器：控制儲能設備、分布式能源、可調負荷設備的出力與電力需求，并能根據(jù)經濟效益模型在滿足調度的前提下，進行光儲置換，減少棄光。并與云端平臺進行交互，響應云端策略配置。

    智慧能源管理云平臺 EMS3.0：滿足跨站點，跨區(qū)域海量數(shù)據(jù)的接入，通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)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管控，并通過多樣化預測，分析發(fā)電與用電趨勢結合電價數(shù)據(jù)、生產計劃、負荷需求，提供控制方案。同時提供遠程監(jiān)控與運維功能。

5. 技術標準

產品主要依據(jù)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沖群抗擾度試驗

? GB/T 15153.1 遠動設備及系統(tǒng)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 遠動設備及系統(tǒng)第2部分:工作條件第2篇:環(huán)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(guī)程

? NB/T 32015分布式電源接入配電網技術規(guī)定

? DL/T 5843~110kV電網繼電保護裝置運行整定規(guī)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(guī)范

? GB/T 33589-2017微電網接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定

? GB/T 36274-2018微電網能量管理系統(tǒng)技術規(guī)范

? GB/T 36270-2018微電網監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范

? DL/T 1864-2018獨立型微電網監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范

? T/CEC 153-2018并網型微電網負荷管理技術導則

? T/CEC 152-2018并網型微電網需求響應技術要求

? T/CEC 153-2018并網型微電網負荷管理技術導則

6.性能指標

表6-1ACCU-100協(xié)調控制器性能指標

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(xié)調控制器，采用標準導軌安裝方式。裝置插上網線后LINK綠色燈會亮起，有數(shù)據(jù)時閃爍，SPEED黃色燈在100Mb/s時常亮，在10Mb/s時關閉；裝置有數(shù)據(jù)傳輸接收數(shù)據(jù)RX紅色燈閃爍，發(fā)送數(shù)據(jù)TX綠色燈閃爍。后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)系統(tǒng)總覽：實現(xiàn)微電網光伏、風電、儲能、負荷、充電樁、環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測、可視化展示、異常告警收益統(tǒng)計等功能。

? 2)設備監(jiān)控：實現(xiàn)光伏組件、逆變器、PCS、BMS、充電樁等設備的發(fā)電、用電、充放電的狀態(tài)監(jiān)控，并支持事件查詢、統(tǒng)計報表等功能。

? 3)功率預測：實現(xiàn)光伏短時和超短時功率預測，并經進行誤差分析，同時對微電網內所有負荷，基于歷史負荷數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析算法，預測負荷功率曲線。

? 4)優(yōu)化控制：協(xié)同光伏、風電、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。

? 5)經濟調度：根據(jù)光伏與負荷功率預測結果，結合分時電價電網交互功率、儲能狀態(tài)及約束條件，以用電成本低為目標，建立經濟調度模型，采用深度學習算法解析微電網運行功率計劃，系統(tǒng)通過將功率計劃進行分解，實現(xiàn)對光伏、儲能。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，并為智能化運維提供依據(jù)。

安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)解決方案

1概述

   安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲能監(jiān)控與管理功能，涵蓋了儲能系統(tǒng)設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)計報表等功能。在應用上支持能量調度，具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對電池組性能進行實時監(jiān)測及歷史數(shù)據(jù)分析、根據(jù)分析結果采用智能化的分配策略對電池組進行充放電控制，優(yōu)化了電池性能，提高電池壽命。系統(tǒng)支持Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用SQLServer。本系統(tǒng)既可以用于儲能一體柜，也可以用于儲能集裝箱，是專門用于儲能設備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺。

2適用場合

   系統(tǒng)可應用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。工商業(yè)儲能四大應用場景

   1）工廠與商場：工廠與商場用電習慣明顯，安裝儲能以進行削峰填谷、需量管理，能夠降低用電成本，并充當后備電源應急；

   2）光儲充電站：光伏自發(fā)自用、供給電動車充電站能源，儲能平抑大功率充電站對于電網的沖擊；

   3）微電網：微電網具備可并網或離網運行的靈活性，以工業(yè)園區(qū)微網、海島微網、偏遠地區(qū)微網為主，儲能起到平衡發(fā)電供應與用電負荷的作用；

   4）新型應用場景：工商業(yè)儲能探索融合發(fā)展新場景，已出現(xiàn)在5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應用場景。

3系統(tǒng)結構

4系統(tǒng)功能

4.1實時監(jiān)測

   微電網能量管理系統(tǒng)人機界面友好，應能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。其中，各子系統(tǒng)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(shù)、頻率和正向有功電能累計值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

   系統(tǒng)應可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理，使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設置等。

   系統(tǒng)應可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警，并支持定期的電池維護。

   微電網能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網光伏、風電、儲能、充電樁及總體負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求，也可將充電，儲能及光伏系統(tǒng)信息進行顯示。

硬件選型