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

一、高能耗時代，微電網能量管理面臨哪些挑戰？

在當今高能耗時代，微電網能量管理正面臨著諸多嚴峻挑戰，這些挑戰猶如一道道難題，阻礙著微電網的高效穩定運行，亟待我們去解決。

電價上漲與成本壓力：隨著能源市場的波動以及能源供應成本的增加，工商業電價持續攀升 ，這讓企業的用電成本大幅提高。據相關數據顯示，部分地區的工業電價漲幅甚至突破了 30% 。同時，尖峰電價機制的實施，使得企業在用電高峰時段需要支付更高的費用。為了降低容量電費與度電成本，企業迫切需要通過柔性負荷調節等方式來優化用電，但這并非易事，因為傳統的電力系統難以實現精準的負荷控制。

新能源發電不穩定：分布式光伏裝機量在近年來激增，成為了微電網中的重要能源來源。然而，光伏發電受天氣、時間等因素影響巨大，具有很強的波動性。一旦天氣突變，如云層遮擋陽光，光伏發電功率就會急劇下降，導致供需失衡。而傳統配電網的調節能力有限，無法快速有效地應對這種新能源發電的不穩定，使得微電網的供電穩定性受到嚴重威脅。

政策合規壓力：在 “雙碳” 目標的大背景下，碳排放雙控、綠電消納比例考核等政策相繼出臺。這些政策要求企業必須建立可追溯的能源管理閉環，準確監測和管理能源的使用和碳排放情況 。對于企業而言，要滿足這些政策要求，就需要投入大量的人力、物力和財力來建立和完善能源管理體系，這無疑增加了企業的運營成本和管理難度。

技術壁壘與設備協同問題：微電網涉及多種設備，如光伏逆變器、配電柜、生產線、電池簇、充電樁等，不同設備往往來自不同廠家，其通信協議和接口各不相同，導致多設備協議不互通 。一旦出現故障，80% 的情況需要跨系統排查，人工巡檢耗時超 4 小時 / 次，這大大增加了運維的難度和成本，也影響了微電網的運行效率和可靠性。

安全風險：電池過充是一個常見的安全隱患，如果電池管理系統出現故障或控制不當，就可能導致電池過充，引發火災甚至爆炸等嚴重事故 。網絡攻擊也日益成為微電網安全的一大威脅，黑客可能會入侵微電網的控制系統，篡改數據、干擾正常運行，這些安全風險導致運維成本增加 30% 。

二、Acrel-2000MG充電站微電網能量管理系統（采購/詢價：安科瑞曹經理137/7441/3253）

1.平臺概述

Acrel-2000MG微電網能量管理系統，是我司根據新型電力系統下微電網監控系統與微電網能量管理系統的要求，總結國內外的研究和生產的經驗，專門研制出的企業微電網能量管理系統。本系統滿足光伏系統、風力發電、儲能系統以及充電站的接入，進行數據采集分析，直接監視光伏、風能、儲能系統、充電站運行狀態及健康狀況，是一個集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該系統在安全穩定的基礎上以經濟優化運行為目標，促進可再生能源應用，提高電網運行穩定性、補償負荷波動；有效實現用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。

微電網能量管理系統應采用分層分布式結構，整個能量管理系統在物理上分為三個層：設備層、網絡通信層和站控層。站級通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協議，物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等。系統支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

2.平臺適用場合

系統可應用于城市、高速公路、工業園區、工商業區、居民區、智能建筑、海島、無電地區可再生能源系統監控和能量管理需求。

3.系統架構

本平臺采用分層分布式結構進行設計，即站控層、網絡層和設備層，詳細拓撲結構如下：

圖1典型微電網能量管理系統組網方式

三、充電站微電網能量管理系統解決方案

1.實時監測

微電網能量管理系統人機界面友好，應能夠以系統一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態，實時監測光伏、風電、儲能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態及有關故障、告警等信號。其中，各子系統回路電參量主要有：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計值；狀態參數主要有：開關狀態、斷路器故障脫扣告警等。

系統應可以對分布式電源、儲能系統進行發電管理，使管理人員實時掌握發電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態及發電單元與儲能單元運行功率設置等。

系統應可以對儲能系統進行狀態管理，能夠根據儲能系統的荷電狀態進行及時告警，并支持定期的電池維護。

微電網能量管理系統的監控系統界面包括系統主界面，包含微電網光伏、風電、儲能、充電站及總體負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求，也可將充電，儲能及光伏系統信息進行顯示。

圖1系統主界面

子界面主要包括系統主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統計列表等。

1.1光伏界面

圖2光伏系統界面

本界面用來展示對光伏系統信息，主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態監測及報警、逆變器及電站發電量統計及分析、并網柜電力監測及發電量統計、電站發電量年有效利用小時數統計、發電收益統計、碳減排統計、輻照度/風力/環境溫濕度監測、發電功率模擬及效率分析；同時對系統的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數據進行展示。

1.2儲能界面

圖3儲能系統界面

本界面主要用來展示本系統的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖4儲能系統PCS參數設置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數進行設置，包括開關機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

圖5儲能系統BMS參數設置界面

本界面用來展示對BMS的參數進行設置，主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖6儲能系統PCS電網側數據界面

本界面用來展示對PCS電網側數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數等。

圖7儲能系統PCS交流側數據界面

本界面用來展示對PCS交流側數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數、溫度值等。同時針對交流側的異常信息進行告警。

圖8儲能系統PCS直流側數據界面

本界面用來展示對PCS直流側數據，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側的異常信息進行告警。

圖9儲能系統PCS狀態界面

本界面用來展示對PCS狀態信息，主要包括通訊狀態、運行狀態、STS運行狀態及STS故障告警等。

圖10儲能電池狀態界面

本界面用來展示對BMS狀態信息，主要包括儲能電池的運行狀態、系統信息、數據信息以及告警信息等，同時展示當前儲能電池的SOC信息。

圖11儲能電池簇運行數據界面

本界面用來展示對電池簇信息，主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應的位置。

1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來展示對充電站系統信息，主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費用，變化曲線、各個充電站的運行數據等。

1.5視頻監控界面

圖14微電網視頻監控界面

本界面主要展示系統所接入的視頻畫面，且通過不同的配置，實現預覽、回放、管理與控制等。

1.6發電預測

系統應可以通過歷史發電數據、實測數據、未來天氣預測數據，對分布式發電進行短期、超短期發電功率預測，并展示合格率及誤差分析。根據功率預測可進行人工輸入或者自動生成發電計劃，便于用戶對該系統新能源發電的集中管控。

圖15光伏預測界面

1.7策略配置

系統應可以根據發電數據、儲能系統容量、負荷需求及分時電價信息，進行系統運行模式的設置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、防逆流、有序充電、動態擴容等。

具體策略根據項目實際情況（如儲能柜數量、負載功率、光伏系統能力等）進行接口適配和策略調整，同時支持定制化需求。

圖16策略配置界面

1.8運行報表

應能查詢各子系統、回路或設備*時間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能、尖峰平谷時段電量等。

圖17運行報表

1.9實時報警

應具有實時報警功能，系統能夠對各子系統中的逆變器、雙向變流器的啟動和關閉等遙信變位，及設備內部的保護動作或事故跳閘時應能發出告警，應能實時顯示告警事件或跳閘事件，包括保護事件名稱、保護動作時刻；并應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關人員。

圖18實時告警

1.10歷史事件查詢

應能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數、電芯溫度（鋰離子電池）、壓力（液流電池）、光照、風速、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。

圖19歷史事件查詢

四、硬件清單列表

五、實際案例介紹

江陰某光儲充微電網項目：江陰風光儲充微電網系統采用0.4kV并網，光伏配合儲能系統滿足內部需求的情況下，實現峰谷套利、備用電源等運行模式。 1.光伏系統：車棚光伏裝機容量118kW，通過9臺逆變器接入系統 2.風電系統：風機安裝在餐廳樓后，裝機容量10kW，通過2臺逆變器接入系統 3.儲能系統：集裝箱內安放儲能系統，裝機容量50kW/100kWh 4.充電樁系統 ：7kW交流樁20臺; 60kW直流樁2臺； 120kW直流樁1臺。 5.負荷系統 ：主要為餐廳、展廳進行供電，負荷功率約70kW。

拓撲圖

現場安裝圖片

儲能集裝箱 車棚光伏 充電樁

六、未來展望

展望未來，微電網能量管理系統有望朝著更加智能化、高效化和綠色化的方向邁進。隨著人工智能、大數據、物聯網等技術的不斷發展和融合應用，微電網能量管理系統將能夠實現更加精準的負荷預測、更加優化的能源調度以及更加智能的安全防護 。同時，隨著新能源技術的不斷突破和成本的降低，微電網中新能源的占比將進一步提高，微電網能量管理系統也將在促進新能源消納、推動能源轉型方面發揮更加重要的作用 。

審核編輯 黃宇