安科瑞劉鴻鵬
摘要
隨著全球能源危機的加劇和新能源技術(shù)的快速發(fā)展，微電網(wǎng)技術(shù)作為一種利用分布式能源的解決方案，逐漸成為現(xiàn)代企業(yè)儲能電站的重要組成部分。本文基于安科瑞電氣股份有限公司的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案，探討了微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)在現(xiàn)代企業(yè)儲能電站中的應(yīng)用。文章先介紹了微電網(wǎng)的背景與需求，隨后詳細分析了微電網(wǎng)系統(tǒng)的組成、運行模式及其在企業(yè)中的應(yīng)用場景，通過實際案例展示了微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)在提升能源利用效率、降低用電成本、保障電力安全等方面的顯著優(yōu)勢。
關(guān)鍵詞:微電網(wǎng)、能量管理系統(tǒng)、儲能電站、分布式能源、企業(yè)用電
1. 引言
隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標的提出，新能源發(fā)電技術(shù)如風(fēng)電、光伏等得到了廣泛應(yīng)用。然而，新能源發(fā)電具有間歇性和不穩(wěn)定性，如何利用這些能源成為當能源管理的重要課題。微電網(wǎng)技術(shù)的提出為這一難題提供了解決方案。微電網(wǎng)是一種由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負荷和監(jiān)控保護裝置組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理。微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（EMS）作為微電網(wǎng)的核心，通過實時監(jiān)控、智能預(yù)測、協(xié)調(diào)控制和經(jīng)濟調(diào)度等功能，確保微電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行。
2. 微電網(wǎng)的背景與需求
2.1 能源危機與新能源發(fā)展
全球能源危機和用能需求的增加推動了新能源技術(shù)的發(fā)展。然而，新能源的能量密度普遍較低，且受地理位置和天氣條件的影響較大，屬于間歇式電源。微電網(wǎng)技術(shù)的提出為利用這些新能源電力提供了重要的技術(shù)方向。
2.2 企業(yè)用電需求
隨著企業(yè)用電需求的持續(xù)提升，電力供應(yīng)的可靠性和經(jīng)濟性成為企業(yè)關(guān)注的焦點。微電網(wǎng)能夠通過儲能系統(tǒng)和能量管理系統(tǒng)的協(xié)同工作，確保企業(yè)在電力緊張情況下的可靠用電，并通過削峰填谷、谷電利用等策略降低用電成本。
2.3 政策支持
近年來，國家政策大力推動微電網(wǎng)的發(fā)展。2015年國家能源局印發(fā)《關(guān)于推進新能源微電網(wǎng)示范項目建設(shè)的指導(dǎo)意見》，2021年發(fā)布《關(guān)于完整準確貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，明確支持微電網(wǎng)和分布式電源的市場主體地位。這些政策為微電網(wǎng)的廣泛應(yīng)用提供了制度保障。
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3. 微電網(wǎng)系統(tǒng)的組成與運行模式
3.1 微電網(wǎng)的組成
微電網(wǎng)系統(tǒng)主要由分布式電源（如光伏、風(fēng)電）、儲能裝置（如電池組、儲能變流器）、能量轉(zhuǎn)換裝置、負荷和監(jiān)控保護裝置組成。微電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以離網(wǎng)獨立運行。
3.2 微電網(wǎng)的運行模式
微電網(wǎng)的運行模式主要分為并網(wǎng)型和離網(wǎng)型。并網(wǎng)型微電網(wǎng)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)型微電網(wǎng)不與外部電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)電能自發(fā)自用，功率平衡微電網(wǎng)。
3.3 微電網(wǎng)的應(yīng)用場景
微電網(wǎng)廣泛應(yīng)用于工商業(yè)儲能、充電站、商業(yè)樓宇、數(shù)據(jù)中心、工廠和產(chǎn)業(yè)園等場景。通過儲能系統(tǒng)的部署，微電網(wǎng)能夠滿足瞬時大功率充電需求、降低容量電費和峰谷差，節(jié)約用電成本。
4. 微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的功能與優(yōu)勢
微電網(wǎng)系統(tǒng)解決方案，通過在企業(yè)內(nèi)部的源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個關(guān)鍵節(jié)點安裝安科瑞自主研發(fā)的各類監(jiān)測、分析、保護、治理裝置；通過控制、計量、通信等技術(shù)，將分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車、電能路由器聚合在一起；平臺根據(jù)電網(wǎng)價格、用電負荷、電網(wǎng)調(diào)度指令等情況，靈活調(diào)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(tǒng)與設(shè)備，確保企業(yè)微電網(wǎng)始終安全、可靠、節(jié)約、經(jīng)濟、低碳的運行。
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)能夠?qū)ξ㈦娋W(wǎng)的源、網(wǎng)、荷、儲能系統(tǒng)、充電負荷進行實時監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和控制，滿足微電網(wǎng)運行監(jiān)視安全分析智能化、調(diào)整控制瞻化、全景分析動態(tài)化的需求，完成不同目標下光儲充資源之間的靈活互動與經(jīng)濟優(yōu)化運行，實現(xiàn)能源效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益大化。
4.1控制架構(gòu)
4.2 運行原理
4.3 儲能能量管理系統(tǒng)界面
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及總體負荷情況，體現(xiàn)系統(tǒng)主接線圖、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
4.1 實時監(jiān)控與智能預(yù)測
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)能夠?qū)ξ㈦娋W(wǎng)的源、網(wǎng)、荷、儲能系統(tǒng)、充電負荷進行實時監(jiān)控和智能預(yù)測。通過高精度的數(shù)值氣象預(yù)報和多維度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測方法，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)光伏和風(fēng)電的短期和超短期功率預(yù)測，確保微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
4.2 協(xié)調(diào)控制與經(jīng)濟調(diào)度
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)通過協(xié)調(diào)控制和經(jīng)濟調(diào)度，實現(xiàn)不同目標下光儲充資源之間的靈活互動與經(jīng)濟優(yōu)化運行。系統(tǒng)支持削峰填谷、需量控制、動態(tài)擴容、后備電源、平抑波動、有序充電等策略，保障用戶的經(jīng)濟性與安全性。
4.3 電能質(zhì)量與可靠性
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)對整個系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進行持續(xù)監(jiān)測。通過對電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷等暫態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)測分析，系統(tǒng)能夠確保電能質(zhì)量的穩(wěn)定和可靠。
5. 案例分析
5.1 江陰風(fēng)光儲充微電網(wǎng)系統(tǒng)
江陰風(fēng)光儲充微電網(wǎng)系統(tǒng)采用0.4kV并網(wǎng)，光伏系統(tǒng)裝機容量118kW，風(fēng)電系統(tǒng)裝機容量10kW，儲能系統(tǒng)裝機容量50kW/100kWh，充電樁系統(tǒng)包括7kW交流樁20臺、60kW直流樁2臺和120kW直流樁1臺。該系統(tǒng)通過光伏配合儲能系統(tǒng)滿足內(nèi)部需求，實現(xiàn)峰谷套利、備用電源等運行模式，顯著提升了能源利用效率和用電經(jīng)濟性。
5.2 武漢正弦電氣光儲微電網(wǎng)系統(tǒng)
武漢正弦電氣光儲微電網(wǎng)系統(tǒng)采用全釩液流電池，電池容量70kW/140kWh，光伏容量100kW。系統(tǒng)運行模式包括削峰填谷和備用電源，通過微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的實時監(jiān)控和協(xié)調(diào)控制，確保了系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟運行。
結(jié)論
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)在現(xiàn)代企業(yè)儲能電站中的應(yīng)用，不僅能夠提升新能源的利用效率，降低用電成本，還能保障電力供應(yīng)的可靠性和穩(wěn)定性。隨著技術(shù)的不斷更新和政策的持續(xù)支持，微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)將在未來的能源管理中發(fā)揮越來越重要的作用，助力企業(yè)實現(xiàn)綠色、低碳的能源利用目標。
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