雙碳背景下的新風(fēng)口：儲能能量管理系統如何賦能企業(yè)微電網(wǎng)？

安科瑞劉鴻鵬 

摘要 

隨著(zhù)“雙碳”戰略的深入實(shí)施和電力體制改革的不斷推進(jìn)，微電網(wǎng)及儲能技術(shù)成為企業(yè)實(shí)現能源降本增效、綠色低碳發(fā)展的重要手段。Acrel2000MG微電網(wǎng)能量管理系統（EMS）作為一套成熟的儲能能量管理平臺，廣泛應用于光儲充一體化的企業(yè)儲能電站中。本文基于系統解決方案，探討其核心功能、系統架構、控制策略及典型應用案例，展示其在保障電力安全、提高新能源利用率、優(yōu)化用能結構等方面的綜合效益。

關(guān)鍵詞：儲能系統；微電網(wǎng)；能量管理系統；Acrel2000MG；光儲充一體化；削峰填谷；需求響應

1. 背景與需求分析 

全球能源緊張、電價(jià)上漲、用電需求激增以及新能源大規模并網(wǎng)使得企業(yè)用能形勢日益復雜。傳統用電方式已難以滿(mǎn)足企業(yè)在安全性、經(jīng)濟性及靈活性方面的需求。微電網(wǎng)與儲能系統的結合，為企業(yè)提供了自主供電與智能調度的新模式。根據市場(chǎng)統計，國內10kV及以上電壓等級的工商業(yè)用戶(hù)超過(guò)200萬(wàn)戶(hù)，潛在微電網(wǎng)市場(chǎng)總規?？蛇_20萬(wàn)億元。

國家政策層面也持續發(fā)力：從2015年起，相關(guān)政策密集出臺，支持微電網(wǎng)及儲能發(fā)展，強調新能源就地消納、提升配電靈活性，并鼓勵通過(guò)智能控制實(shí)現經(jīng)濟運行。

企業(yè)需求

2. 儲能場(chǎng)景

微電網(wǎng)系統：

由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關(guān)負荷和監控、保護裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統，是一個(gè)能夠實(shí)現自我控制、保護和管理的自治系統。

2.1 系統分類(lèi)：

企業(yè)微電網(wǎng)主要由光伏、風(fēng)電、儲能系統、充電設施、可控負荷和能量管理系統構成，具備自主管理、自我保護、自我控制的能力。按運行方式可分為并網(wǎng)型與離網(wǎng)型，適應不同企業(yè)場(chǎng)景。

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(shí)現電能自發(fā)自用，功率平衡微電網(wǎng)。

2.2 電網(wǎng)模式

2.3 微電網(wǎng)組成

2.4 微電網(wǎng)組成部分

儲能系統包括：

電池單元：以磷酸鐵鋰或液流電池為主，支持模塊化擴展。

儲能變流器（PCS）：實(shí)現并/離網(wǎng)切換、有功無(wú)功控制、黑啟動(dòng)等功能。

電池管理系統（BMS）：實(shí)現電池狀態(tài)監測、均衡控制、故障預警。

集裝箱化集成：配置消防、空調、照明、通信等輔助系統。

3. 微電網(wǎng)能量管理系統

微電網(wǎng)系統解決方案，通過(guò)在企業(yè)內部的源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個(gè)關(guān)鍵節點(diǎn)安裝安科瑞自主研發(fā)的各類(lèi)監測、分析、保護、治理裝置；通過(guò)控制、計量、通信等技術(shù)，將分布式電源、儲能系統、可控負荷、電動(dòng)汽車(chē)、電能路由器聚合在一起；平臺根據電網(wǎng)價(jià)格、用電負荷、電網(wǎng)調度指令等情況，靈活調整微電網(wǎng)控制策略并下發(fā)給儲能、充電樁、逆變器等系統與設備，確保企業(yè)微電網(wǎng)始終安全、可靠、節約、經(jīng)濟、低碳的運行。

Acrel2000MG微電網(wǎng)能量管理系統基于控制與通信技術(shù)，通過(guò)源網(wǎng)荷儲充的全鏈路監測和協(xié)調，實(shí)現企業(yè)儲能電站的運行。

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都可以隨時(shí)問(wèn)的，。5322

3.1 功能特點(diǎn)

實(shí)時(shí)監測與診斷

系統對光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及負荷情況實(shí)現全景式監控，支持故障告警、電能質(zhì)量分析、運行狀態(tài)展示等功能。

協(xié)調控制與智能調度

支持多種控制策略：

削峰填谷（低谷充電、高峰放電）

動(dòng)態(tài)擴容（減輕配電設備負荷）

平抑波動(dòng)（緩解新能源出力不穩定）

后備電源（應對主網(wǎng)斷電）

通過(guò)預測算法（如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )與LSTM模型），系統能對光伏/風(fēng)電功率進(jìn)行預測，為儲能調度提供決策支撐。

節能與經(jīng)濟效益提升

系統實(shí)現對電價(jià)、負荷曲線(xiàn)、購電策略等參數的智能優(yōu)化，顯著(zhù)提升綠電使用率，降低企業(yè)用電成本，延長(cháng)電網(wǎng)設備使用壽命。

 3.2 控制邏輯

  3.3 系統界面

微電網(wǎng)能量管理系統包括系統主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及總體負荷情況，體現系統主接線(xiàn)圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲能信息、充電樁信息、告警信息、收益、環(huán)境等。

儲能監控

系統綜合數據：電參量數據、充放電量數據、節能減排數據；

運行模式：峰谷模式、計劃曲線(xiàn)、需量控制等；

統計電量、收益等數據；

儲能系統功率曲線(xiàn)、充放電量對比圖，實(shí)時(shí)掌握儲能系統的整體運行水平。

光伏監測

光伏系統總出力情況

逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監測及報警

逆變器及電站發(fā)電量統計及分析

并網(wǎng)柜電力監測及發(fā)電量統計

電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數統計，識別低效發(fā)電電站；

發(fā)電收益統計(補貼收益、并網(wǎng)收益)

輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監測

并網(wǎng)電能質(zhì)量監測及分析

光伏預測

以海量發(fā)電和環(huán)境數據為根源，以高精度數值氣象預報為基礎，采用多維度同構異質(zhì)BP、LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )光功率預測方法。

時(shí)間分辨率：15min ，超短期未來(lái)4h預測精度＞90%，短期未來(lái)72h預測精度＞80%

主要功能：短期光伏功率預測、超短期光伏功率預測、數值天氣預報管理、誤差統計計算、實(shí)時(shí)數據管理、歷史數據管理、光伏功率預測數據人機界面。

風(fēng)電監控

風(fēng)力發(fā)電系統總出力情況

逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監測及報警

逆變器及電站發(fā)電量統計及分析

并網(wǎng)柜電力監測及發(fā)電量統計

電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數統計，識別低效發(fā)電電站；

發(fā)電收益統計(補貼收益、并網(wǎng)收益)

風(fēng)力/風(fēng)速/氣壓/環(huán)境溫濕度監測

并網(wǎng)電能質(zhì)量監測及分析

充電樁監測

實(shí)時(shí)監測充電系統的充電電壓、電流、功率及各充電樁運行狀態(tài)；統計各充電樁充電量、電費等；針對異常信息進(jìn)行故障告警；根據用電負荷柔性調節充電功率。

電能質(zhì)量

對整個(gè)系統范圍內的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續性的監測。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩態(tài)數據和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數據進(jìn)行監測分析及錄波展示，并對電壓、電流瞬變進(jìn)行監測。

4. 硬件設備
5.應用場(chǎng)景

6. 典型應用案例分析

案例一：江陰風(fēng)光儲充微電網(wǎng)系統

光伏容量：118kW

風(fēng)電容量：10kW

儲能配置：50kW/100kWh

充電樁：7kW交流樁20臺、60kW直流樁2臺、120kW直流樁1臺

應用場(chǎng)景：企業(yè)餐廳及展廳供電

效益模式：峰谷套利、備用電源、局部削峰

系統通過(guò)Acrel2000MG實(shí)現了光儲協(xié)同運行、充電負荷調節、備用供電切換等多種運行策略。

案例二：武漢正弦電氣光儲微電網(wǎng)

電池類(lèi)型：全釩液流電池

電池容量：70kW/140kWh

光伏裝機：100kW

應用模式：支持削峰填谷、備用電源切換

特點(diǎn)：環(huán)保型儲能電池、低維護、適應性強

該項目充分發(fā)揮EMS系統在穩定性與經(jīng)濟性方面的優(yōu)勢，實(shí)現了新能源的利用與成本控制。

總結

儲能能量管理系統在企業(yè)儲能電站中具有不可替代的重要作用。通過(guò)Acrel2000MG系統的應用，企業(yè)可實(shí)現對電能的精細化管理與優(yōu)化調度，有效提升用能效率，降低運行成本，增強應對極端天氣與電力波動(dòng)的能力。

未來(lái)，隨著(zhù)儲能成本進(jìn)一步降低及政策支持深化，基于能量管理系統的微電網(wǎng)解決方案將成為企業(yè)綠色轉型和智能能源管理的重要路徑。