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风光储充一体化微电网管理系统,构建可持续能源未来的基石

2025/3/3 16:37:31    来源:安科瑞电气股份有限公司

摘要:随着可再生能源的快速发展和电动汽车的普及,风电、光伏、储能和充电桩等分布式能源的并网规模不断扩大,对电网的安全稳定运行提出了新的挑战。微电网作为一种新型的电力系统组织形式,能够有效整合分布式能源,提高能源利用效率,增强电网的灵活性和可靠性。风电光伏储能充电桩微电网一体化管理平台解决方案,正是顺应这一发展趋势而诞生的,具有广阔的应用前景。

关键词:风光储充;微电网管理平台;策略控制;能源管理;可持续发展

一. 背景

在 “双碳” 目标的推动下,全球能源结构正加速向清洁化、智能化转型。风光储充一体化微电网作为能源革命的核心载体,通过整合分布式电源、储能系统与智能充电设施,实现了能源的高效利用与灵活调度。而作为这一系统的 “智慧大脑”,能量管理系统(EMS)凭借策略控制与集成化优势,成为破解能源供需矛盾、提升能效的关键技术。

1.1 政策支持

全国家大力支持可再生能源发展和微电网建设,出台了一系列政策措施,为风电光伏储能充电桩微电网一体化管理平台的发展提供了良好的政策环境。

1.2 技术进步

各物联网、大数据、云计算、人工智能等技术的快速发展,为微电网的智能化管理提供了技术支撑。

1.3 技术进步的支持

随着分布式能源的普及和电动汽车的快速发展,对微电网一体化管理平台的需求日益增长。

二. 微电网一体化管理平台的优势

2.1 提高能源利用效率

通过优化调度和控制,实现风电、光伏、储能和充电桩等资源的协同运行,提高能源利用效率。

2.2 增强电网稳定性

能通过储能系统和智能控制策略,平抑可再生能源发电的波动性,增强电网的稳定性。

2.3 提高供电可靠性

在电网故障时,微电网可以孤岛运行,保障重要负荷的供电可靠性。

2.4 促进可再生能源消纳

通过储能系统和智能控制策略,促进可再生能源的消纳,减少弃风弃光现象。


三. 风光储充一体化微电网能量管理系统的重要性

3.1 策略控制让能源调度更 “聪明”

传统能源系统的稳定性依赖于刚性的电网结构,但风光发电的波动性与用电负荷的随机性,使得局部电网频繁面临过载或冗余问题。Acrel-2000MG微电网能量管理系统通过动态策略控制,实现了能源流的精准调控。

削峰填谷:根据电价峰谷时段,自动调整储能充放电策略,在电价低谷时充电、高峰时放电,帮助企业降低用电成本。


需量控制:实时监测用电负荷,通过调整储能输出与充电桩功率,避免因超需量导致的罚款。

动态扩容:针对充电站等短时高负荷场景,储能系统可快速响应,缓解电网扩容压力。


智能预测:结合气象数据与历史负荷,预测光伏、风电出力及用电需求,提前优化调度策略。


3.2 集成型系统构建了能源管理 “超级枢纽”

随风光储充一体化的难点在于多系统协同。Acrel-2000MG 系统采用分层分布式架构,实现了从设备层到站控层的全要素整合:

全量接入: 支持光伏、风电、储能、充电桩等多类型设备接入,兼容 Modbus、IEC104 等 30 余种协议,打破 “信息孤岛”。

全景监控: 通过三维可视化界面,实时展示电网拓扑、设备状态、电能质量等数据,异常情况自动报警并定位故障点。

跨系统联动: 储能系统与充电桩协同,根据电网负荷动态调整充电功率;光伏与风电互补,平滑出力波动。

开放兼容: 支持第三方平台接入与数据共享,为未来扩展预留接口,适应智慧能源网络的升级需求。这种集成性不仅提升了系统效率,更降低了运维成本!

3.3 应用场景从城市到海岛的全覆盖

安科瑞Acrel-2000MG 微电网能量管理系统已在多个领域落地,展现出强有力的适应性。

城市充电站: 解决电网接入受限问题,通过储能动态扩容,支持快速充电需求。

工业园区: 实现能源自平衡,逐步实现节能降碳。

海岛或偏远地区: 风光储柴联合供电,保障供电可靠性,降低柴油依赖。

数据中心: 利用低谷电价储能,平抑用电负荷,提升 PUE 指标。

3.4 AI驱动的能源生态的未来展望

随着 AI 与边缘计算技术的融合,微电网能量管理系统正迈向更智能的阶段:

自适应优化: 通过强化学习算法,自动迭代策略模型,适应不同场景。

虚拟电厂聚合: 整合分布式能源参与电网调峰,获取辅助服务收益。

能源区块链: 实现绿电溯源与交易,推动碳市场发展。

四. 安科瑞2000MG微电网能量管理系统

4.1 系统主界面

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。

4.2 光伏监视界面

针对配置光伏发电的微电网系统,具有在线监控光伏电池板阵列、环境监测、汇流箱和逆变器等的功能,保证光伏发电安全运行。

4.3 储能监视

针对配置全钒液流储能电池,微电网能量管理系统具有在线监控储能电池和 PCS 双向

逆变器等的功能,保证其剩余容量在合理范围内,保障电池安全、合理利用。

4.4 风电监视

针对配置风力发电的微电网系统,具有在线监控风力机组、风能并网控制器、并网逆变

器等的功能,保证风力发电安全运行。

4.5 充电桩监视

提供充电桩的各类测量监视、状态监视、电量监视等的功能。测量监视:充电电流、充电电压、充电功率、充电时间、SOC、电池电压、电池温度等。状态监视:充电桩状态、连接确认开关状态、输出继电器状态、充电接口电子锁状态电量监视:充电过程中的实时充电量、充电表底值、交易记录,具有充电桩的各类遥控、数据设置等的功能。

4.6 配电监视

可以直观显示一次系统图,并实时显示从 35kV 至0.4kV 各电压等级各回路的遥测量、遥信量和报警信号等。遥测量包括电压、电流、功率、功率、电能等电参量,高低压柜内电气节点温度值等;遥信量包括中压开关柜内路断路器、手车、隔离开关、负荷开关、地刀开关的分合状态,柜内弧光探头的链路状态、断路器弹簧储能状态及远方就地控制状态;报警信号包括微机保护装置的告警信号、保护跳闸信号及装置异常信号\线路弧光保护动作信号、节点温度告警及设备通信异常告警。


4.7 数据采集

通过测控单元与储能装置、电池管理系统、充电桩、风机逆变器、光伏逆变器进行实时信息的采集和处理,实时采集模拟量、开关量。

4.8 事故告警

事故报警包括非正常操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号;预告报警包括一般设备变位、状态异常信息或电压过压,电流过流、压力过大、流量异常、计算机监控系统的软、硬件状态异常等。用户可以根据自己的需要分类筛选有关报警,并将报警归纳于不同的报警窗口。同时系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位,保护动作、事故跳闸等事件发出告警。


4.9 历史事件查询

对遥信变位,保护动作、事故跳闸,以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理,方便用户对系统事件和进行历史追溯、查询统计、事故分析。可以按时间、类型和设备进行查询和排序。

4.10 曲线查询

可以直接查看各电参量曲线,包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数温度等曲线。并统计该曲线查询范围内较大值、较大值发生时间、较小值、较小值发生时间、平均值等。

4.11 运行报表线

可以查询各回路或设备时间的运行参数,报表中显示电参量信息应包括:各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能、温度值等。可以按照日、月、年的格式进行查询、导出、打印。

4.12 报表统计

具备定时抄表汇总统计功能,用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况,即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。

4.13 电能质量

可以对整个配电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。


4.14 系统拓扑图

支持实时监视接入系统的各设备的通信状态,能够完整的显示整个系统网络结构;可在线诊断设备通信状态,发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。

4.15 遥信遥控

可以对整个系统范围内的设备进行远程遥控操作。例如配电系统维护人员可以通过监控系统的主界面点击相应的断路器遥信点调出遥控操作界面,可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。

4.16 通信管理

可以对整个微电网系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。可以查看某个设备的通信和数据报文。可以完成与各种变流器、充电桩、逆变器、智能电子设备的通信和数据转发,包括微机保护、电力仪表、智能操控、直流屏、模拟屏、五防系统和调度等。


4.17 能量管理

可采用基于博弈论的功率协调分配技术,基于在通用设计平台和运行环境上开发能量协调控制策略,实现配网、分布式可再生能源发电、充电设施、储能装置之间能量的互动融合和灵活调配。


五. 结语

Acrel-2000MG风光伏储能充电桩微电网一体化管理平台解决方案是未来能源发展的重要方向,具有广阔的应用前景。不仅是技术的突破,更是能源管理理念的革新,为企业提供了安全、经济、可持续的能源解决方案,成为能源转型的 “加速器”。在政策支持与技术创新的双重驱动下,这一模式有望重塑未来能源格局,为实现 “双碳” 目标注入强劲动能。



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