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随着“双碳”目标和分布式能源快速发展,企业/园区层面的光伏+储能+充电(微电网)系统正在成为重要发展方向。能量管理系统(EMS)作为核心控制平台,对提升经济性、安全性与灵活调度能力至关重要。安科瑞Acrel2000MG是一款集监控、策略调控与能量管理于一体的系统,能够实现对光伏、储能、负荷和充电桩等资源的实时管理与智能调度。本文从技术架构、功能亮点、典型控制策略和工程实践等角度分析该系统在企业储能电站中的应用价值,并讨论其商业意义与未来推广潜力。
背景与挑战
在“碳达峰、碳中和”战略背景下,越来越多企业投资建设光伏+储能的综合能源系统,储能电站不仅需要平滑光伏出力,还承担削峰填谷、需量控制、防逆流、备用电源等功能,若缺乏EMS管理平台,储能系统难以协调充/放电,也难以响应电网或内部运行策略,导致收益和安全难以优化。
企业微电网
微电网系统:
由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。
分类:
并网型:既可以与外部电网连接运行,也支持离网独立运行,以并网为主。
离网型:不与外部电网联网,实现电能自发自用,功率平衡微电网。
储能
储能系统多基于磷酸铁锂电池储能技术,磷酸铁锂电池具备安全可靠、放电深度和充放电倍率高等优势。电池单元采用模块化设计,采用标准20/40英尺集装箱,集装箱内具有空调、温控、消防、照明等保护系统,确保电池系统具有转换效率及运作性能,同时具有安全可靠的保护措施。
Acrel2000MG微电网解决方案
安科瑞微电网系统解决方案,通过在企业内部的源、网、荷、储、充的各个关键节点安装安科瑞自主研发的各类监测、分析、保护、治理装置;通过控制、计量、通信等技术,将分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车、电能路由器聚合在一起;平台根据新的电网价格、用电负荷、电网调度指令等情况,灵活调整微电网控制策略并下发给储能、充电桩、逆变器等系统与设备,确保企业微电网始终安全、可靠、节约、经济、低碳的运行。
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、有序管理和控制,满足微电网运行监视化、安全分析智能化、调整控制瞻化、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大化。
系统架构
控制逻辑
核心功能
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。
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。
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。
光伏预测
短期光伏功率预测;超短期光伏功率预测;(如15分钟)和短期(如未来数小时/天)发电功率预测,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。
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。
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。
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。
应用实践与案例分析
某公司光储充一体化项目
在某企业的工厂里,配置了533.6kWp光伏+7.5MW/15.983MWh储能+充电桩。管理系统采用Acrel2000MG。
系统实现光伏、储能、充电桩的综合监测与协同调控。通过储能削峰填谷减少电费成本,并提升光伏的消纳能力。
负荷管理与策略灵活:实现了防逆流控制(余电不上网),优化自发自用率。
2.光储电站/微电网
系统适用于企业微电网场景:园区、工商业微电网、交通服务区、医院、数据中心等场合。
在此类场景中,Acrel2000MG可实现全天候监控、策略调控、安全保障。
对于光伏容量较大、充电桩密集的站点,一体化“光储充”模式能通过协调策略提升自发电利用率、确保系统经济收益。
3.防逆流与电网安全管理
通过其系统实现对逆流风险的管理,即当光伏发电超过内部负荷或储能无法及时吸收时,避免发电反向送入电网。
通过实时监测与动态控制策略,可减少因逆流导致的问题(如电网安全、电费惩罚等)。该功能对自发自用型企业尤为重要。
应用分析
技术优势
统一平台管理:系统将监控与能量调度融合在一个平台中,大大简化运行复杂性。
灵活的控制策略:支持多种控制策略(削峰填谷、需量控制、有序充电等),能够根据不同客户需求进行定制。
高可靠性与安全性:实时监测电能质量、电池健康与设备状态,并提供告警与运维辅助。
预测+智能调度:光伏发电预测与SOC管理结合,使储能系统调度更智能、更经济。
扩展性强:支持云架构、协议多样性,适配不同规模与类型的储能/微电网项目。
潜在挑战与限制
初投资与系统成本:部署EMS需要软硬件投入,部分中小企业可能面临较高期成本。
模型与算法优化:光伏预测、SOC管理等算法对数据质量和模型调优要求较高。若预测误差或策略不当,可能影响收益。
运维复杂性:系统功能强大但复杂,运维人员需具备一定经验和技能。
网络与通信依赖:系统对通信稳定性要求较高(多协议、多通道),若通信不稳定可能影响策略执行。
商业价值与推广潜力
成本节省:通过削峰填谷与需量控制,企业可显著降低电费开销。
收益提升:优化光伏自发利用率、减少馈网,提升整体经济回报。
政策红利:在“双碳”、可再生能源补贴、新能源政策推动下,建设储能+微电网越来越有吸引力。
品牌竞争力:拥有EMS平台有利于企业向绿色、智能转型,提升ESG(环境、社会、治理)形象。
结语
Acrel2000MG是一款功能多样、策略灵活、扩展性强且可靠性高的微电网/储能能量管理系统。它在企业储能电站中可以实现对光伏、储能、负荷、充电桩等资源的统一监控和智能调度,通过预测+策略控制优化系统经济性和安全性。典型项目已经证明,该系统可以有效提升自发自用比例、降低电费、延长电池寿命,并保障系统稳定运行。
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