一、背景與需求

隨著全球能源危機(jī)、用能增加以及新能源技術(shù)的增加，新能源發(fā)電越來越廣，并逐步形成新型能源與電力市場(chǎng)，但新能源的能量密度普遍偏低，進(jìn)行大功率發(fā)電還需要挑選適合的位置場(chǎng)地，因此屬于間歇式電源。而微電網(wǎng)技術(shù)的提出，為高效利用這些新能源電力提供了重要的技術(shù)方向。

二、微電網(wǎng)系統(tǒng)

微電網(wǎng)系統(tǒng)由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)。

并網(wǎng)型既可以與外部電網(wǎng)連接運(yùn)行，也支持離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)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(xiàn)電能自發(fā)自用，功率平衡微電網(wǎng)。

三、微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)是一套具有發(fā)電優(yōu)化調(diào)度、負(fù)荷管理、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)同步等功能的能量管理系統(tǒng)。

并網(wǎng)方案架構(gòu)

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(chǔ)能系統(tǒng)、充電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級(jí)控制，滿足微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視全面化、安全分析智能化、調(diào)整控制前瞻化、全景分析動(dòng)態(tài)化的需求，完成不同目標(biāo)下光儲(chǔ)充資源之間的靈活互動(dòng)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)能源效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

1、控制策略

1）計(jì)劃曲線

控制儲(chǔ)能系統(tǒng)使其按照預(yù)定的計(jì)劃曲線安排充、放電計(jì)劃。

針對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)部負(fù)荷相對(duì)比較穩(wěn)定，負(fù)荷存在明顯的峰谷差，且峰谷電價(jià)較大的場(chǎng)景，宜適合這種策略。

2）需量控制

控制系統(tǒng)從電網(wǎng)取電的需量值，防止需量增加，增加基礎(chǔ)電費(fèi)或罰款。

讀取并網(wǎng)點(diǎn)功率，并與設(shè)置的最大需量值進(jìn)行比較，當(dāng)超過設(shè)置的最大需量值時(shí)，儲(chǔ)能放電降低峰值功率，若仍不能滿足則需要按負(fù)荷等級(jí)切除負(fù)荷來滿足。若不超過設(shè)置的最大需量值，則儲(chǔ)能進(jìn)行充電，同時(shí)保證儲(chǔ)能充電時(shí)仍然不超過設(shè)置的最大需量值。

3）防逆流控制

控制光伏發(fā)電優(yōu)先供給負(fù)載，多余電能存儲(chǔ)到儲(chǔ)能系統(tǒng)，當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)荷不能消納的情況下，通過下調(diào)光伏逆變器對(duì)外輸出功率，限制光伏出力。

首先判斷并網(wǎng)功率是否超過了設(shè)定值，若超過需要進(jìn)行防逆流的控制，然后判斷儲(chǔ)能狀態(tài)，排除SOC不符合要求的儲(chǔ)能單元后，根據(jù)儲(chǔ)能的狀態(tài)做儲(chǔ)能降功率放電或者充電或者光伏降功率。

4）削峰填谷控制

在用電高峰期作為電源釋放電能，在用電低谷期作為負(fù)荷吸收電能，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

5）動(dòng)態(tài)擴(kuò)容

短期用電功率大于變壓器容量時(shí)，儲(chǔ)能快速放電，或改變可調(diào)負(fù)荷，滿足安全用能要求。

系統(tǒng)監(jiān)測(cè)變壓器的帶載率，如果監(jiān)測(cè)到有大負(fù)荷沖擊，導(dǎo)致變壓器滿載或過載，控制儲(chǔ)能系統(tǒng)放電來削減峰值功率，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)擴(kuò)容的效果。

2、系統(tǒng)功能

01 系統(tǒng)總覽

實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、負(fù)荷、充電樁、環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測(cè)、可視化展示、異常告警收益統(tǒng)計(jì)等功能。

02 設(shè)備監(jiān)控

實(shí)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(jì)報(bào)表等功能。

03 功率預(yù)測(cè)

實(shí)現(xiàn)光伏短時(shí)和超短時(shí)功率預(yù)測(cè)，并經(jīng)進(jìn)行誤差分析，同時(shí)對(duì)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(cè)負(fù)荷功率曲線。

04 優(yōu)化控制

協(xié)同光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、負(fù)載等多種能源主體，動(dòng)態(tài)規(guī)劃智能策略，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能、光伏協(xié)調(diào)控制，比如計(jì)劃曲線、削峰填谷、防逆流、新能源消納、需量控制等。

05 經(jīng)濟(jì)調(diào)度

根據(jù)光伏與負(fù)荷功率預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合分時(shí)電價(jià)、電網(wǎng)交互功率、儲(chǔ)能狀態(tài)及約束條件，以用電成本為目標(biāo)，建立經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，采用深度學(xué)習(xí)算法解析微電網(wǎng)運(yùn)行功率計(jì)劃，系統(tǒng)通過將功率計(jì)劃進(jìn)行分解，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏、儲(chǔ)能、充電樁的優(yōu)化控制。

06 能源分析

具備微電網(wǎng)能耗及效益分析、微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析、多維度電量分析，并為智能化運(yùn)維提供依據(jù)。

07 電能質(zhì)量

對(duì)整個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。如電壓諧波、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、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析及錄波展示，并對(duì)電壓、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

審核編輯 黃宇