簡(jiǎn)婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

簡(jiǎn)婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 202505

摘 要：在“雙碳"目標(biāo)與新型電力系統(tǒng)建設(shè)背景下，光伏配儲(chǔ)場(chǎng)景的防逆流需求日益凸顯。本文聚焦光儲(chǔ)協(xié)同防逆流技術(shù)，解析其如何通過(guò)“智能監(jiān)測(cè)+動(dòng)態(tài)調(diào)控"雙核驅(qū)動(dòng)，精準(zhǔn)解決光伏系統(tǒng)余電反送電網(wǎng)的難題，規(guī)避罰款風(fēng)險(xiǎn)并提升能源收益。方案集成高效儲(chǔ)能系統(tǒng)與防逆流裝置，利用實(shí)時(shí)控制策略算法實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電、儲(chǔ)能充放電與負(fù)荷需求的控制，確保自發(fā)自用，降低防逆流綜保跳閘頻率，減少棄光損失；同時(shí)支持峰谷套利與需量管理，降低企業(yè)電費(fèi)成本。結(jié)合工商業(yè)園區(qū)、戶(hù)用光儲(chǔ)等場(chǎng)景案例，展現(xiàn)技術(shù)如何適配復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境，助力用戶(hù)合規(guī)運(yùn)營(yíng)、長(zhǎng)效收益，為能源轉(zhuǎn)型提供安全、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)的一站式解決方案。

關(guān)鍵詞：分布式光伏、分布式儲(chǔ)能、光儲(chǔ)協(xié)調(diào)、防逆流控制、能量管理、保護(hù)裝置。

1、概述

   在當(dāng)前430與531政策背景下，光伏全額上網(wǎng)已不允許，在六月之后，光伏的上網(wǎng)電價(jià)也會(huì)變成浮動(dòng)電價(jià)，光伏配儲(chǔ)已經(jīng)勢(shì)在必行，主要原因有以下幾種：

（1）政策倒逼：

   先進(jìn)國(guó)內(nèi)大部地區(qū)明確要求新建光伏項(xiàng)目按10%-20%容量、2小時(shí)配儲(chǔ)，并將儲(chǔ)能納入并網(wǎng)準(zhǔn)入條件；隨著光伏裝機(jī)規(guī)模激增，電網(wǎng)承載力接近飽和，尤其是中東部地區(qū)分布式光伏消納壓力突出。政策通過(guò)強(qiáng)制配儲(chǔ)，利用儲(chǔ)能平抑發(fā)電波動(dòng)，減少棄光現(xiàn)象，緩解電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力電網(wǎng)消納趨近飽和（尤其分布式光伏），強(qiáng)制配儲(chǔ)可平抑波動(dòng)、減少棄光。

（2）技術(shù)剛需：

   光伏發(fā)電具有間歇性和不可預(yù)測(cè)性，儲(chǔ)能系統(tǒng)可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)功率輸出，減少對(duì)電網(wǎng)頻率和電壓的沖擊，提升電能質(zhì)量，通過(guò)“光伏+儲(chǔ)能"模式，可將白天富余電力儲(chǔ)存至夜間或陰雨天使用，減少對(duì)電網(wǎng)依賴(lài)，提高用戶(hù)側(cè)能源收益。

（3）經(jīng)濟(jì)可行：

   儲(chǔ)能電芯成本不斷下降，同時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)可通過(guò)低電價(jià)時(shí)段充電、高電價(jià)時(shí)段放電實(shí)現(xiàn)峰谷套利。搭配輔助服務(wù)收益，回收期大幅縮短，光儲(chǔ)度電綜合成本降低，經(jīng)濟(jì)性凸顯。

（4）轉(zhuǎn)型支撐：

   儲(chǔ)能增強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)頻與電壓支撐能力，助力“雙碳"目標(biāo)（典型項(xiàng)目年減碳千噸），疊加構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)成熟，驅(qū)動(dòng)新能源從“被動(dòng)并網(wǎng)"轉(zhuǎn)向“主動(dòng)支撐"，加速能源體系重構(gòu)。

（5）未來(lái)趨勢(shì)：

   光伏強(qiáng)制配儲(chǔ)的核心邏輯是政策合規(guī)性、技術(shù)必要性與經(jīng)濟(jì)可行性三者的結(jié)合。短期看，政策壓力與消納瓶頸是直接推手；長(zhǎng)期看，儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)步與成本下降將使其成為能源轉(zhuǎn)型的必然選擇。

2、項(xiàng)目情況

   山東龍強(qiáng)機(jī)械制造廠分布式光儲(chǔ)協(xié)調(diào)項(xiàng)目光伏建設(shè)項(xiàng)目光伏建設(shè)總裝機(jī)容量為200kW，儲(chǔ)能裝機(jī)通量為100kW/215kWh，建設(shè)區(qū)域位于山東省壽光市。本項(xiàng)目包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、1臺(tái)變壓器、1臺(tái)150kW逆變器和1臺(tái)50kW逆變器。其中設(shè)置并網(wǎng)點(diǎn)1處，光伏儲(chǔ)能共用一個(gè)并網(wǎng)柜。

   各逆變器將由電池組件輸出的直流電轉(zhuǎn)化為交流電（0.4kV），采用電纜引至并網(wǎng)點(diǎn)的變壓器（0.4kV）下端。經(jīng)過(guò)變壓器升壓至10kV后通過(guò)輸電線(xiàn)路匯流接入10kV外線(xiàn)后接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)。

   根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏镜囊螅竟鈨?chǔ)協(xié)調(diào)項(xiàng)目，只能就地消納，禁止余電電網(wǎng)。

3、解決方案

   為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，通過(guò)在公共連接點(diǎn)安裝防逆流保護(hù)裝置，一旦檢測(cè)到逆流，就會(huì)通過(guò)通信接口發(fā)送信號(hào)給ACCU-100協(xié)調(diào)控制器，通過(guò)監(jiān)測(cè)市電總進(jìn)線(xiàn)處的功率和實(shí)時(shí)的發(fā)電功率，經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)控制器的計(jì)算生成對(duì)應(yīng)的逆變器調(diào)節(jié)指令和儲(chǔ)能充放電功率指令，來(lái)實(shí)現(xiàn)光伏防逆流的柔性調(diào)節(jié)功能和在防逆流前提下儲(chǔ)能對(duì)光伏的消納功能。這種方法既可以保證電力系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)運(yùn)行，保護(hù)電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定，又可以最大會(huì)利用光伏發(fā)電，降低用戶(hù)用能成本?？刂品桨溉缦拢?/span>

方案典型配置如下：

系統(tǒng)組網(wǎng)圖如下：

4、方案效果

   ACCU-100協(xié)調(diào)控制通過(guò)將分布式光伏和儲(chǔ)能的資源統(tǒng)一整合起來(lái)，進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理，通過(guò)對(duì)市電交互點(diǎn)的功率值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，即可分析出當(dāng)前的光伏發(fā)電情況，負(fù)荷用電情況，協(xié)調(diào)控制器既可以使用這些采集到的信心進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和策略決定，即根據(jù)負(fù)荷用電需求實(shí)時(shí)調(diào)整各個(gè)光伏單元的輸出功率以及儲(chǔ)能充放電功率，確保光伏系統(tǒng)的電力不對(duì)電網(wǎng)反向送電的同時(shí)，控制儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)一步消納光伏。既可以在防逆流綜保跳開(kāi)并網(wǎng)柜前，系統(tǒng)通過(guò)下發(fā)逆變器功率調(diào)節(jié)命令和儲(chǔ)能充放電功率的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性調(diào)節(jié)的目的，進(jìn)而提高微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

5、結(jié)語(yǔ)

   本機(jī)械廠光儲(chǔ)防逆流項(xiàng)目的落地，不僅實(shí)現(xiàn)了光伏能源的高效自用與電網(wǎng)安全的雙重保障，更通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)的柔性調(diào)節(jié)與智能管理平臺(tái)的協(xié)同運(yùn)作，降低了生產(chǎn)用電成本，該方案以 “源網(wǎng)荷儲(chǔ)" 一體化思維破解工業(yè)場(chǎng)景高能耗難題，既滿(mǎn)足 “自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)" 的政策合規(guī)要求，又通過(guò)峰谷套利與能效優(yōu)化為企業(yè)創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值。未來(lái)，隨著構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)與智慧能源平臺(tái)的深度融合，此項(xiàng)目將成為機(jī)械制造行業(yè)能源轉(zhuǎn)型的案例，推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)向低碳化、智能化生產(chǎn)模式加速邁進(jìn)。

 國(guó)家能源局近日發(fā)布《關(guān)于做好新能源消納工作保障新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》，《通知》針對(duì)網(wǎng)源協(xié)調(diào)發(fā)展、調(diào)節(jié)能力提升、電網(wǎng)資源配置、新能源利用率目標(biāo)優(yōu)化等各方關(guān)注、亟待完善的重點(diǎn)領(lǐng)域，提出了具體要求，對(duì)規(guī)劃建設(shè)新型能源體系、達(dá)成“雙碳"目標(biāo)具有重要意義。

為什么防逆流突然火了？

 國(guó)家新規(guī)明確：分布式光伏必須“就地消納"，嚴(yán)禁反向送電！一旦檢測(cè)到逆流超過(guò)5%，2秒內(nèi)必須斷電。政策嚴(yán)控下，防逆流不僅是技術(shù)問(wèn)題，更是合規(guī)剛需！

 針對(duì)分布式光伏政策提倡就地消納，不允許并網(wǎng)，對(duì)于新上的分布式光伏需要設(shè)置防逆流管理，那我們應(yīng)當(dāng)在哪里監(jiān)視呢？

 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)點(diǎn)，是指分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接點(diǎn)，而該電網(wǎng)可能是公共電網(wǎng)，也可能是用戶(hù)電網(wǎng)。

相信有不少朋友弄混光伏并網(wǎng)點(diǎn)，下面我們用一張圖給大家講解清楚

 如圖所示，虛框?yàn)橛脩?hù)電網(wǎng)，該用戶(hù)電網(wǎng)通過(guò)公共連接點(diǎn)C與電網(wǎng)相連。在用戶(hù)電網(wǎng)內(nèi)部，有兩個(gè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，分別通過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)與用戶(hù)電網(wǎng)相連，A點(diǎn)和B點(diǎn)均為并網(wǎng)點(diǎn)，但不是公共連接點(diǎn)。在D點(diǎn)有分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)直接與公共電網(wǎng)相連，D點(diǎn)是并網(wǎng)點(diǎn)，也是公共連接點(diǎn)。

 因此分布式光伏的防逆流應(yīng)當(dāng)監(jiān)視公共連接點(diǎn)處的上網(wǎng)功率。

 安科瑞分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-1000DP結(jié)合防逆流保護(hù)裝置AM5SE-IS，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)市電下網(wǎng)電量，軟件內(nèi)設(shè)置防逆流控制策略，滿(mǎn)足站點(diǎn)防逆流并網(wǎng)要求，防逆流保護(hù)裝置內(nèi)設(shè)置逆功率保護(hù)功能做雙重保障。

 根據(jù) GB/T 50865  "當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為不可逆并網(wǎng)方式，應(yīng)配置逆向功率保護(hù)設(shè)備。當(dāng)檢測(cè)到逆向電流超過(guò)額定輸出的5%時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)在2s內(nèi)自動(dòng)降低出力或停止向電網(wǎng)線(xiàn)路送電。"

防逆流保護(hù)裝置目前有2款，可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)選擇。

 1）當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)與逆流檢測(cè)點(diǎn)距離較近時(shí)，選擇AM5SE-IS防逆流保護(hù)裝置。

防逆流保護(hù)裝置AM5SE-IS

AM5SE-IS防逆流保護(hù)裝置，具有：

 逆功率跳閘、逆功率恢復(fù)合閘；

 低功率跳閘、低功率恢復(fù)合閘。

 下圖為AM5SE-IS防逆流保護(hù)裝置功能示意圖：

2）當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)與逆流檢測(cè)點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時(shí)（200m以上時(shí)），選擇AM5SE-PV系列主從機(jī)防逆流保護(hù)裝置。

AM5SE-PV系列防逆流保護(hù)裝置，具有：

主從機(jī)方案四段低功率/低功率恢復(fù)合閘

 主從機(jī)方案逆功率/逆功率恢復(fù)合閘

 主機(jī)防孤島保護(hù)

 從機(jī)防孤島保護(hù)。

下圖為AM5SE-PV主從機(jī)方案防逆流保護(hù)裝置功能示意圖：

 若一路市電進(jìn)線(xiàn)下帶多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，主機(jī)選用AM5SE-PVM、從機(jī)選用AM5SE-PVS（*多支持1主5從）。

 若當(dāng)市電進(jìn)線(xiàn)為多路電源進(jìn)線(xiàn)帶1或多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，主機(jī)選用AM5SE-PVM、從機(jī)選用AM5SE-PVS2（1個(gè)主機(jī)*多支持5個(gè)從機(jī)、1個(gè)從機(jī)*多接受4個(gè)主機(jī)）。

一、逆功率保護(hù)方案

 通過(guò)在市電進(jìn)線(xiàn)處安裝防孤島/逆流一體化裝置，如 AM5SE-IS 防逆流保護(hù)裝置，該 裝置能夠?qū)崟r(shí)且精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)光伏系統(tǒng)的發(fā)電情況,一旦檢測(cè)到孤島或逆流現(xiàn)象，便會(huì)即 刻切斷并網(wǎng)點(diǎn)斷路器，從而確保電網(wǎng)安全。

二、柔性調(diào)節(jié)方案

 1) 基于協(xié)調(diào)控制器 通過(guò)在市電進(jìn)線(xiàn)處安裝 APM520 電力監(jiān)測(cè)儀表，將監(jiān)測(cè)信號(hào)上傳至 ACCU-100 微電網(wǎng) 協(xié)調(diào)控制器。該控制器會(huì)對(duì)逆流數(shù)據(jù)展開(kāi)精確的邏輯計(jì)算，進(jìn)而據(jù)此對(duì)逆變器的輸出功 率進(jìn)行調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)逆流運(yùn)行。同時(shí)，為確保系統(tǒng)的可靠性，還配備了防逆流保護(hù) 裝置。這樣一來(lái)，在控制器出現(xiàn)故障或通訊中斷等異常情況下，能夠迅速切斷并網(wǎng)柜斷 路器，保障電網(wǎng)安全。

 2) 基于光伏監(jiān)控系統(tǒng) Acrel-1000DP 是專(zhuān)業(yè)的分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)，滿(mǎn)足電網(wǎng)對(duì)光伏高壓并網(wǎng)二次監(jiān)控系 統(tǒng)的各項(xiàng)要求，該系統(tǒng)除了具有光伏逆流柔性控制功能外，還具備光伏發(fā)電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、 故障報(bào)警、曲線(xiàn)記錄、報(bào)表查詢(xún)等功能，并可將光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至電網(wǎng)調(diào)度平臺(tái)。

 3) 基于電表與逆變器配合 在家庭戶(hù)儲(chǔ)場(chǎng)景，通過(guò)家庭入戶(hù)箱安裝 ADL400N 等型號(hào)的防逆流表，防逆流表會(huì)實(shí) 時(shí)監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)，并將其反饋給具備防逆流功能的逆變器，逆變器則依據(jù)接收到的信息 對(duì)輸出功率進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)防逆流。

三、智慧能源管理平臺(tái)方案

 借助 AcrelEMS 智慧能源管理平臺(tái)，可對(duì)用戶(hù)微電網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)以及用電負(fù)荷 展開(kāi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。結(jié)合先進(jìn)的光伏預(yù)測(cè)技術(shù)，該平臺(tái)能夠優(yōu)化運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)源荷之間的 有序互動(dòng)。不僅可以靈活調(diào)節(jié)逆變器出力，有效避免逆流現(xiàn)象，還能充分滿(mǎn)足企業(yè)微電 網(wǎng)在能效管理數(shù)字化、安全分析智能化等方面的需求，顯著提高微電網(wǎng)的運(yùn)行效率和能 源利用率。

智慧能源管理平臺(tái)系統(tǒng)介紹

 AcreIEMS 3.0智慧能源管理平臺(tái)對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)分布式電源、市政電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電設(shè)施以及各類(lèi)交直流負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視、智能預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)配，優(yōu)化策略，診斷告警，可調(diào)度源荷有序互動(dòng)、能源全景分析，滿(mǎn)足企業(yè)微電網(wǎng)能效管理數(shù)字化、安全分析智能化、調(diào)整控制動(dòng)態(tài)化、全景分析可視化的需求，完成不同策略下光儲(chǔ)充資源之間的靈活互動(dòng)與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低用戶(hù)能源成本，提高企業(yè)微電網(wǎng)運(yùn)行效率。

系統(tǒng)架構(gòu)

 系統(tǒng)覆蓋企業(yè)微電網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-充"各環(huán)節(jié)，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)采集測(cè)控裝置、光伏、儲(chǔ)能、充電樁常規(guī)負(fù)荷數(shù)據(jù)，根據(jù)負(fù)荷變化和電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化控制，促進(jìn)新能源消納的同時(shí)降低對(duì)電網(wǎng)的最大需量，使之運(yùn)行更安全，更高效。

安科瑞微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

系統(tǒng)介紹

 安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)是AcreIEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)的子系統(tǒng)之一，是基于全景監(jiān)控、智能預(yù)測(cè)、優(yōu)化控制、多能互補(bǔ)、源荷互動(dòng)、智能運(yùn)維的理念而打造的企業(yè)微電網(wǎng)新能源全景全生命周期解決方案，為日益復(fù)雜的新型電力系統(tǒng)提供包括產(chǎn)品、集成、管理、增值服務(wù)等全流程一攬子解決方案。

結(jié)語(yǔ)

 “綠色能源的未來(lái)，不是逆流而上，而是安全先行！安科瑞防逆流方案，讓每一度電都用在刀刃上！"