EMS3.0 安科瑞源网荷储一体化平台

一、背景与需求

随着全球能源危机、用能增加以及新能源技术的增加，新能源发电越来越广，并逐步形成新型能源与电力市场，但新能源的能量密度普遍偏低，进行大功率发电还需要挑选适合的位置场地，因此属于间歇式电源。而微电网技术的提出，为高效利用这些新能源电力提供了重要的技术方向。

1、多因素共驱，微电网潜力凸显

1）电能紧张：企业可靠用电需求持续提升

Ø 双碳下企业能耗管控严

Ø 拉闸限电

Ø 高温少雨天气

Ø 负荷创新高

Ø 主电网电力可靠性降低

2）电价上涨：企业用电降本需求持续增强

Ø 电力价格市场机制持续完善，代理购电价格上涨

Ø 电力峰谷价差扩大、电价上涨

3）电力改革：企业微电网盈利模式多样化

Ø 新能源允许参与电力市场

Ø 负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与现货市场交易，提升盈利能力

4）市场空间：成长空间广阔，需求加速释放

Ø 10kV及以上供电电压等级的工商业用户有200万户以上，有建设或改造微电网的潜力

Ø 按照规模约1-2MW建设，潜在市场总空间可达20万亿元

2、政策持续加码，微电网杨帆启航

1）政策环境：政策大力推动，制度标准持续完善

2015年7月国家能源局印发《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》

2017年7月能源局发布《推进并网型微电网建设试行办法》

2018年2月国家标准《微电网接入配电网测试规范》

2021年9月国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》

明确以消纳可再生能源为主体的增量配电网、微电网和分布式电源的市场主体地位。

2）成本趋势：技术进步促成本持续下行，装机动能增强

据Bloomberg数据，预测到2025年光伏组件有望降至0.15美元/W，降幅达37%；

锂电池价格到2024年将降至94美元/kWh，2030年将降至62美元/kWh，电化学储能成本持续下降推动微电网经济性持续提升。

3）发展意义：助力分布式新能源末端消纳，保障国家能源安全

2022年3月发改委与能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》指出积极发展以消纳新能源为主的智能微电网，实现与大电网兼容互补，保障国家能源安全。

2022年7月住建部和发改委印发的《“十四五”全国城市基础设施建设规划》指出有序推进主动配电网、微电网、交直流混合电网应用，推动供电服务向“供电+能效服务”延伸拓展。

3、企业角度迫切需求：光储充微电网

确保能源电力安全

满足发展电力需求

优化企业用能

促进新能源消纳

二、微电网能量管理系统

Acrel-2000MG微电网能量管理系统能够对微电网的源、网、荷、储能系统、充电负荷进行实时监控、诊断告警、全景分析、有序管理和高级控制，满足微电网运行监视全面化、安全分析智能化、调整控制前瞻化、全景分析动态化的需求，完成不同目标下光储充资源之间的灵活互动与经济优化运行，实现能源效益、经济效益和环境效益。

1、主要功能

实时监测；

能耗分析；

智能预测；

协调控制；

经济调度；

需求响应。

2、系统特点

平滑功率输出，提升绿电使用率；

削峰填谷、谷电利用，提高经济性；

降低充电设备对局部电网的冲击；

降低站内配电变压器容量；

实现源荷最高匹配效能。

3、相关控制策略

1）需量控制：能量储存、充放电功率跟踪

2）削峰填谷：配合储能设备、低充高放

3）备用电源：预留电量、紧急供电

4）平抑波动：稳定新能源的出力

4、核心功能

1）多种协议

支持多种规约协议，包括：Modbus TCP/RTU、DL/T645-07/97、IEC60870-5-101/103/104、MQTT、CDT、第三方协议定制等。

2）多种通讯方式

支持多种通信方式：串口、网口、WIFI、4G。

3）通信管理

提供通信通道配置、通信参数设定、通信运行监视和管理等。提供规约调试的工具，可监视收发原码、报文解析、通道状态等。

4）智能策略 

系统支持自定义控制策略，如削峰填谷、需量控制、动态扩容、后备电源、平抑波动、有序充电、逆功率保护等策略，保障用户的经济性与安全性。

5）全量监控

覆盖传统EMS盲区，可接入多种协议和不同厂家设备实现统一监制，实现环境、安防、消防、视频监控、电能质量、计量、继电保护等多系统和设备的全量接入。

5、系统功能

微电网能量管理系统包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电桩及总体负荷情况，体现系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电桩信息、告警信息、收益、环境等。

1）储能监控

系统综合数据：电参量数据、充放电量数据、节能减排数据；

运行模式：峰谷模式、计划曲线、需量控制等；

统计电量、收益等数据；

储能系统功率曲线、充放电量对比图，实时掌握储能系统的整体运行水平。

2）光伏监控

光伏系统总出力情况

逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警

逆变器及电站发电量统计及分析

并网柜电力监测及发电量统计

电站发电量年有效利用小时数统计，识别低效发电电站；

发电收益统计(补贴收益、并网收益)

辐照度/风力/环境温湿度监测

并网电能质量监测及分析

3）光伏预测

以海量发电和环境数据为根源；以高精度数值气象预报为基础；采用多维度同构异质BP、LSTM神经网络光功率预测方法

时间分辨率：15min 

超短期未来4h预测精度＞90%

短期未来72h预测精度＞80%

主要功能：

短期光伏功率预测

超短期光伏功率预测

数值天气预报管理

误差统计计算

实时数据管理

历史数据管理

光伏功率预测数据人机界面

4）风电监控

风力发电系统总出力情况

逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警

逆变器及电站发电量统计及分析

并网柜电力监测及发电量统计

电站发电量年有效利用小时数统计，识别低效发电电站；

发电收益统计(补贴收益、并网收益)

风力/风速/气压/环境温湿度监测

并网电能质量监测及分析

5）充电桩系统

实时监测充电系统的充电电压、电流、功率及各充电桩运行状态；

统计各充电桩充电量、电费等；

针对异常信息进行故障告警；

根据用电负荷柔性调节充电功率。

6）电能质量

对整个系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。如电压谐波、电压闪变、电压不平衡等稳态数据和电压暂升/暂降、电压中断暂态数据进行监测分析及录波展示，并对电压、电流瞬变进行监测。

三、案例分享

某烟草公司光储充项目

配置 详情 备注

光伏发电 115.5KW 固德威

储能系统 75kW/150kWh 盛弘

充电桩 13台交流桩 安科瑞

智能照明 ASL220-S8/16 安科瑞

管理系统 Acrel-2000MG 安科瑞

1、项目特点

Ø 充分利用光照资源，实现绿色用电，保证充电桩、照明等用电；

Ø 保障光伏、储能、充电桩等设备安全运行；

Ø 运用储能进行削峰填谷，降低用电成本；

Ø 运用储能进行新能源消纳，提升光伏消纳率。

2、站点信息：

Ø 系统基于0.4kV交流母线，并配有安科瑞计量表；

Ø 两台光伏逆变器(20kW、80kW)经汇流后，经并网柜接入0.4kV并网，并网柜配有计量表和防孤岛装置；

Ø 储能系统75kW/150kWh，直接接入0.4kV，储能回路，并配有安科瑞计量表计；

Ø 交流充电桩安装与停车棚下，共有13台，每天7kW，并配有安科瑞计量表计；

Ø 停车棚一、二分别配有照明模块。

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