安科瑞徐赟杰18706165067

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)在風(fēng)光儲(chǔ)充中的應(yīng)用

隨著全球能源轉(zhuǎn)型和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，可再生能源如太陽(yáng)能和風(fēng)能的應(yīng)用日益廣泛。微電網(wǎng)作為一種靈活、可靠且環(huán)保的能源系統(tǒng)，逐漸成為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。而微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（EMS）作為微電網(wǎng)高效、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的核心，其在風(fēng)光儲(chǔ)充（即光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)及電動(dòng)汽車充電設(shè)施）一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用更是具有重要意義。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的基本概念

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（EMS）是一種集成和管理多種分布式能源資源的關(guān)鍵技術(shù)，旨在優(yōu)化微電網(wǎng)的運(yùn)行效率、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制、發(fā)電功率預(yù)測(cè)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、負(fù)荷管理等功能，EMS能夠?qū)崿F(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)部能源的高效利用和供需平衡。該系統(tǒng)具有智能化、靈活性、可靠性和可擴(kuò)展性等特點(diǎn)，為可再生能源的普及和智能電網(wǎng)的構(gòu)建提供了有力支持。

風(fēng)光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)的工作原理

風(fēng)光儲(chǔ)充一體化是指將光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及電動(dòng)汽車充電設(shè)施三者結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)綜合能源系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作原理是：光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的電能首先滿足本地負(fù)荷需求，多余的電能則通過(guò)儲(chǔ)能設(shè)備儲(chǔ)存起來(lái)，以備不時(shí)之需。當(dāng)電動(dòng)汽車需要充電時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以釋放儲(chǔ)存的電能，為電動(dòng)汽車提供充電服務(wù)。這種模式不僅提高了能源利用效率，還實(shí)現(xiàn)了電力供需平衡和峰谷電價(jià)套利，對(duì)碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)在風(fēng)光儲(chǔ)充中的應(yīng)用

1. 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電樁等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和性能參數(shù)。通過(guò)智能控制策略，系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)分布式能源的輸出和負(fù)荷的消耗，確保能量供需平衡。此外，系統(tǒng)還能利用歷史數(shù)據(jù)和天氣預(yù)報(bào)信息對(duì)間歇性電源進(jìn)行短期和超短期的發(fā)電功率預(yù)測(cè)，優(yōu)化調(diào)度策略，提高微電網(wǎng)的運(yùn)行效率和可靠性。

2. 發(fā)電功率預(yù)測(cè)與調(diào)度

EMS通過(guò)綜合歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和未來(lái)天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行短期和超短期的發(fā)電功率預(yù)測(cè)。這些預(yù)測(cè)結(jié)果有助于制定更加合理的發(fā)電計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)人工輸入或自動(dòng)生成發(fā)電計(jì)劃，便于用戶對(duì)新能源發(fā)電的集中管控。同時(shí)，系統(tǒng)還能根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)、負(fù)荷需求和能源預(yù)測(cè)，動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)削峰填谷、需量控制等功能，進(jìn)一步降低供電成本。

3. 電能質(zhì)量管理

EMS能夠監(jiān)測(cè)微電網(wǎng)的電能質(zhì)量指標(biāo)，如電壓諧波、電壓閃變等，確保供電質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，系統(tǒng)可以改善電能質(zhì)量，為用戶提供更加穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。

4. 負(fù)荷管理與需求側(cè)響應(yīng)

EMS支持多種優(yōu)化目標(biāo)，如最小化運(yùn)行成本、最大化可再生能源利用率等。通過(guò)負(fù)荷管理和需求側(cè)響應(yīng)，系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)和負(fù)荷需求動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理，消除晝夜峰谷差，平滑負(fù)荷波動(dòng)。這不僅提高了電力設(shè)備運(yùn)行效率，還降低了供電成本，為用戶帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益。

5. 數(shù)據(jù)采集與分析

EMS全天候進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電樁的運(yùn)行狀態(tài)和健康狀況。通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理功能，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)各種電參數(shù)、開(kāi)關(guān)量及溫度量等信息，為系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，系統(tǒng)還具備記錄功能，能夠存儲(chǔ)電壓、電流、功率等歷史數(shù)據(jù)，以供查詢、分析和打印。

6. 報(bào)警處理與安全保障

EMS具有完善的報(bào)警處理功能，用戶可以根據(jù)自己的需要分類篩選有關(guān)報(bào)警信息，并將報(bào)警歸納于不同的報(bào)警窗口。通過(guò)告警異常事件管理功能，系統(tǒng)可以為設(shè)備性能的評(píng)估、準(zhǔn)確判斷故障提供支持。此外，系統(tǒng)還支持曲線分析和報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能，以便用戶分析當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)和歷史趨勢(shì)，形成運(yùn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)等統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

7.安科瑞微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，總結(jié)國(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電樁的接入，全天候進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，促進(jìn)可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；有效實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運(yùn)行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。

系統(tǒng)應(yīng)通過(guò)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)供微電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行監(jiān)視、運(yùn)行管理和優(yōu)化控制、事故記錄和分析、繼電保護(hù)等，完成企業(yè)微電網(wǎng)的安全、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理。系統(tǒng)應(yīng)由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層構(gòu)成。

系統(tǒng)功能需求：

1) 數(shù)據(jù)采集及處理：通過(guò)光伏、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備、充電樁、負(fù)荷及輔助設(shè)備等實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)各種電參數(shù)、開(kāi)關(guān)量及溫度量、電能抄表值等；

2) 實(shí)時(shí)監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)控微電網(wǎng)系統(tǒng)的綜合數(shù)據(jù)、系統(tǒng)性能、功率輻射曲線、上網(wǎng)電量與發(fā)電量、系統(tǒng)損耗等，及時(shí)掌握微電網(wǎng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平，包括對(duì)光伏逆變器、儲(chǔ)能變流器、充電樁、主接線、通訊狀態(tài)等的實(shí)時(shí)監(jiān)控；

3) 畫面顯示：各子系統(tǒng)的發(fā)用電信息與狀態(tài)、各回路的合、分狀態(tài)、變位信息、保護(hù)設(shè)備動(dòng)作及復(fù)歸信息、交直流系統(tǒng)及所用變系統(tǒng)的信息、各測(cè)量值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)拓?fù)洹⒏鞣N告警、運(yùn)行曲線、環(huán)境數(shù)據(jù)等信息；

4) 智能控制策略：包括峰谷策略、最大需量策略、平滑出力、計(jì)劃曲線策略、防逆流策略、自定義控制策略等；

5) 記錄功能：具有電壓、電流、功率、電能以及事故、告警事件等各種歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能，以供查詢、分析、打印；

6) 報(bào)警處理：用戶可以根據(jù)自己的需要分類篩選有關(guān)報(bào)警，并將報(bào)警歸納于不同的報(bào)警窗口。同時(shí)通過(guò)告警異常事件進(jìn)行管理，為設(shè)備性能的評(píng)估、準(zhǔn)確判斷故障、提供支持；通過(guò)事故追憶和事故重演，可分析事故發(fā)生原因，避免事故的再次發(fā)生，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；

7) 應(yīng)具有完善的用戶權(quán)限管理功能，避免越權(quán)操作，同時(shí)支持對(duì)操作密碼進(jìn)行設(shè)置，為系統(tǒng)的遙控/遙調(diào)等操作安全性提供保障；

8) 曲線分析功能：可以曲線形式展示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中的模擬量、電度量數(shù)據(jù)，以便分析其當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)及有關(guān)歷史趨勢(shì)；

9) 報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能：通過(guò)報(bào)表，可以方便分析供電系統(tǒng)及各回路運(yùn)行參數(shù)，形成運(yùn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)、電能統(tǒng)計(jì)日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)。

結(jié)論

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)在風(fēng)光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，為可再生能源的普及和智能電網(wǎng)的建設(shè)提供了有力支持。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制、發(fā)電功率預(yù)測(cè)與調(diào)度、電能質(zhì)量管理、負(fù)荷管理與需求側(cè)響應(yīng)等功能，EMS實(shí)現(xiàn)了微電網(wǎng)內(nèi)部能源的高效利用和供需平衡。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的深入推廣，微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)將在未來(lái)能源轉(zhuǎn)型和智能電網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮更加重要的作用。

審核編輯 黃宇