簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

   在全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下，光伏儲能微電網(wǎng)作為一種以可再生能源為基礎(chǔ)的小型電力系統(tǒng)，正逐漸成為能源領(lǐng)域的研究熱點和發(fā)展重點。它能夠在連接到主電網(wǎng)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(wǎng)協(xié)調(diào)控制

   協(xié)調(diào)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(chǎn)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?qū)⒐夥l(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(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。

協(xié)調(diào)控制策略：

   預(yù)測性調(diào)度：利用天氣預(yù)測及歷史數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)算法，對短期和中期的能量供需進行預(yù)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(fù)荷需求，提前制定出合理的調(diào)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(fù)荷需求。

   需求響應(yīng)策略：依據(jù)實時負(fù)荷變化，自動調(diào)整儲能及發(fā)電功率。當(dāng)負(fù)荷需求增加時，協(xié)調(diào)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(dāng)負(fù)荷需求減少時，協(xié)調(diào)控制器可以降低分布式電源的輸出功率或?qū)δ苎b置進行充電，實現(xiàn)需求和供應(yīng)的動態(tài)平衡。

   分層控制策略：通過調(diào)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(wǎng)運行效率。例如，將控制分為多個層次，底層負(fù)責(zé)對光伏和儲能設(shè)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(shè)備進行協(xié)調(diào)和優(yōu)化；上層則從整體上對微電網(wǎng)進行管理和決策，如根據(jù)電網(wǎng)的需求和市場價格制定長期的運行策略等。

1. 產(chǎn)品介紹

    ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器是一種應(yīng)用于微電網(wǎng)、分布式發(fā)電、儲能等領(lǐng)域的智能協(xié)調(diào)控制器。裝置滿足系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁等設(shè)備的接入，通過對微電網(wǎng)系統(tǒng)進行實時數(shù)據(jù)采集分析，監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲能系統(tǒng)、充電樁運行狀態(tài)及健康狀況，并在此基礎(chǔ)上以安全經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標(biāo)，獲取控制策略進而對微電網(wǎng)實施調(diào)節(jié)控制，實現(xiàn)微電網(wǎng)分布式能源、儲能系統(tǒng)、負(fù)荷的實時動態(tài)調(diào)節(jié)功能，促進新能源就地化消納，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負(fù)荷波動；有效實現(xiàn)微電網(wǎng)的需求管理，提高微電網(wǎng)運行效率、降低供電成本，保障微電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行。2. 產(chǎn)品特點

ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器具備以下功能特點：

   數(shù)據(jù)采集：支持串口、以太網(wǎng)等多通道實時運行，滿足各類風(fēng)電與光伏逆變器、儲能等設(shè)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(jié)合安科瑞智慧能源管理云平臺進行遠(yuǎn)程運維）、OTA 升級、就地/遠(yuǎn)程切換、本地人機交互（選配）；

   邊緣計算：靈活的報警閾值設(shè)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(diào)等，并支持策略定制;

   系統(tǒng)安全：基于不可信模型設(shè)計的用戶權(quán)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(shù)，采用數(shù)據(jù)標(biāo)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(nèi)的全站信號與測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)運行安全預(yù)警預(yù)測。

3. 產(chǎn)品參數(shù)

    ACCU-100微電網(wǎng)控制器主要負(fù)責(zé)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(chǎn)品示意圖

    ACCU-100微電網(wǎng)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(gòu)  

圖 4-1系統(tǒng)架構(gòu)圖

    ACCU-100 協(xié)調(diào)控制器：控制儲能設(shè)備、分布式能源、可調(diào)負(fù)荷設(shè)備的出力與電力需求，并能根據(jù)經(jīng)濟效益模型在滿足調(diào)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(yīng)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(biāo)類、維護類、貢獻類等指標(biāo)計算與管控，并通過多樣化預(yù)測，分析發(fā)電與用電趨勢結(jié)合電價數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計劃、負(fù)荷需求，提供控制方案。同時提供遠(yuǎn)程監(jiān)控與運維功能。

5. 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

產(chǎn)品主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)如下：

? GB/T 13729-2002遠(yuǎn)動終端設(shè)備

? GB/T 17626.4 電磁兼容 試驗和測量技術(shù)電快速瞬變沖群抗擾度試驗

? GB/T 15153.1 遠(yuǎn)動設(shè)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(yuǎn)動設(shè)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(shè)備檢測規(guī)程

? NB/T 32015分布式電源接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定

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

? DL/T 721-2013配電網(wǎng)自動化遠(yuǎn)方終端

? DL/T 630-1997交流采樣遠(yuǎn)動終端技術(shù)條件

? DB/T 864-2012微電網(wǎng)接入10kV及以下配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范

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

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

? GB/T 36270-2018微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

? DL/T 1864-2018獨立型微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

? T/CEC 153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負(fù)荷管理技術(shù)導(dǎo)則

? T/CEC 152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應(yīng)技術(shù)要求

? T/CEC 153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負(fù)荷管理技術(shù)導(dǎo)則

6.性能指標(biāo)

表6-1ACCU-100協(xié)調(diào)控制器性能指標(biāo)

7. 能量調(diào)度

表7-1典型能量調(diào)度功能表

8. 裝置接線

    ACCU-100協(xié)調(diào)控制器，采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝方式。裝置插上網(wǎng)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(guān)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(dǎo)軌卡座。

9. 外觀尺寸

圖9-1裝置外觀尺寸

10.方案架構(gòu)

11.主要功能

? 1)系統(tǒng)總覽：實現(xiàn)微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲能、負(fù)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(shè)備監(jiān)控：實現(xiàn)光伏組件、逆變器、PCS、BMS、充電樁等設(shè)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(yù)測：實現(xiàn)光伏短時和超短時功率預(yù)測，并經(jīng)進行誤差分析，同時對微電網(wǎng)內(nèi)所有負(fù)荷，基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析算法，預(yù)測負(fù)荷功率曲線。

? 4)優(yōu)化控制：協(xié)同光伏、風(fēng)電、儲能、負(fù)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(diào)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(jīng)濟調(diào)度：根據(jù)光伏與負(fù)荷功率預(yù)測結(jié)果，結(jié)合分時電價電網(wǎng)交互功率、儲能狀態(tài)及約束條件，以用電成本低為目標(biāo)，建立經(jīng)濟調(diào)度模型，采用深度學(xué)習(xí)算法解析微電網(wǎng)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(wǎng)能耗及效益分析、微電網(wǎng)經(jīng)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(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)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(yīng)用上支持能量調(diào)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(jié)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(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺。

2適用場合

   系統(tǒng)可應(yīng)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(yīng)用場景

   1）工廠與商場：工廠與商場用電習(xí)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(dāng)后備電源應(yīng)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(wǎng)的沖擊；

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

   4）新型應(yīng)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(yīng)用場景。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4系統(tǒng)功能

4.1實時監(jiān)測

   微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好，應(yīng)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(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)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(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

   系統(tǒng)應(yīng)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(shè)置等。

   系統(tǒng)應(yīng)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(wǎng)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(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及總體負(fù)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