简要描述:安科瑞光储充用协调控制管理系统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。
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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,微电网杨帆成长
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
1)确保能源电力安全
2)满足发展电力需求
3)促进新能源消纳
4)优化企业用能
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、应用案例
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。
3、本地能量管理平台
4、充电桩管理平台
5、现场图片
充电桩、车棚光伏
储能系统
并网柜
安科瑞光储充用协调控制管理系统
安科瑞光储充用协调控制管理系统