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

一、高能耗時(shí)代，微電網(wǎng)能量管理面臨哪些挑戰(zhàn)？

在當(dāng)今高能耗時(shí)代，微電網(wǎng)能量管理正面臨著諸多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)猶如一道道難題，阻礙著微電網(wǎng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，亟待我們?nèi)ソ鉀Q。

電價(jià)上漲與成本壓力：隨著能源市場(chǎng)的波動(dòng)以及能源供應(yīng)成本的增加，工商業(yè)電價(jià)持續(xù)攀升 ，這讓企業(yè)的用電成本大幅提高。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，部分地區(qū)的工業(yè)電價(jià)漲幅甚至突破了 30% 。同時(shí)，尖峰電價(jià)機(jī)制的實(shí)施，使得企業(yè)在用電高峰時(shí)段需要支付更高的費(fèi)用。為了降低容量電費(fèi)與度電成本，企業(yè)迫切需要通過(guò)柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)等方式來(lái)優(yōu)化用電，但這并非易事，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的電力系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的負(fù)荷控制。

新能源發(fā)電不穩(wěn)定：分布式光伏裝機(jī)量在近年來(lái)激增，成為了微電網(wǎng)中的重要能源來(lái)源。然而，光伏發(fā)電受天氣、時(shí)間等因素影響巨大，具有很強(qiáng)的波動(dòng)性。一旦天氣突變，如云層遮擋陽(yáng)光，光伏發(fā)電功率就會(huì)急劇下降，導(dǎo)致供需失衡。而傳統(tǒng)配電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力有限，無(wú)法快速有效地應(yīng)對(duì)這種新能源發(fā)電的不穩(wěn)定，使得微電網(wǎng)的供電穩(wěn)定性受到嚴(yán)重威脅。

政策合規(guī)壓力：在 “雙碳” 目標(biāo)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(tái)。這些政策要求企業(yè)必須建立可追溯的能源管理閉環(huán)，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和管理能源的使用和碳排放情況 。對(duì)于企業(yè)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(cái)力來(lái)建立和完善能源管理體系，這無(wú)疑增加了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本和管理難度。

技術(shù)壁壘與設(shè)備協(xié)同問(wèn)題：微電網(wǎng)涉及多種設(shè)備，如光伏逆變器、配電柜、生產(chǎn)線、電池簇、充電樁等，不同設(shè)備往往來(lái)自不同廠家，其通信協(xié)議和接口各不相同，導(dǎo)致多設(shè)備協(xié)議不互通 。一旦出現(xiàn)故障，80% 的情況需要跨系統(tǒng)排查，人工巡檢耗時(shí)超 4 小時(shí) / 次，這大大增加了運(yùn)維的難度和成本，也影響了微電網(wǎng)的運(yùn)行效率和可靠性。

安全風(fēng)險(xiǎn)：電池過(guò)充是一個(gè)常見(jiàn)的安全隱患，如果電池管理系統(tǒng)出現(xiàn)故障或控制不當(dāng)，就可能導(dǎo)致電池過(guò)充，引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸等嚴(yán)重事故 。網(wǎng)絡(luò)攻擊也日益成為微電網(wǎng)安全的一大威脅，黑客可能會(huì)入侵微電網(wǎng)的控制系統(tǒng)，篡改數(shù)據(jù)、干擾正常運(yùn)行，這些安全風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致運(yùn)維成本增加 30% 。

二、Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（采購(gòu)/詢價(jià)：安科瑞曹經(jīng)理137/7441/3253）

1.平臺(tái)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)以及充電站的接入，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)、充電站運(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。站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

2.平臺(tái)適用場(chǎng)合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無(wú)電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

3.系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

三、充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

1.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機(jī)界面友好，應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。其中，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無(wú)功電度、頻率和正向有功電能累計(jì)值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理，使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲(chǔ)能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警，并支持定期的電池維護(hù)。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電站及總體負(fù)荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求，也可將充電，儲(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。

圖1系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

1.1光伏界面

圖2光伏系統(tǒng)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

1.2儲(chǔ)能界面

圖3儲(chǔ)能系統(tǒng)界面

本界面主要用來(lái)展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量、儲(chǔ)能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

本界面主要用來(lái)展示對(duì)PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開(kāi)關(guān)機(jī)、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。

圖5儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

本界面用來(lái)展示對(duì)BMS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要包括電芯電壓、溫度保護(hù)限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖6儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。

圖7儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、溫度值等。同時(shí)針對(duì)交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖8儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對(duì)直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖9儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖10儲(chǔ)能電池狀態(tài)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)BMS狀態(tài)信息，主要包括儲(chǔ)能電池的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時(shí)展示當(dāng)前儲(chǔ)能電池的SOC信息。

圖11儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)電池簇信息，主要包括儲(chǔ)能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當(dāng)前電芯的電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。

1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來(lái)展示對(duì)充電站系統(tǒng)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(fèi)用，變化曲線、各個(gè)充電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。

1.5視頻監(jiān)控界面

圖14微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面

本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫(huà)面，且通過(guò)不同的配置，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

1.6發(fā)電預(yù)測(cè)

系統(tǒng)應(yīng)可以通過(guò)歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來(lái)天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè)，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測(cè)可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計(jì)劃，便于用戶對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖15光伏預(yù)測(cè)界面

1.7策略配置

系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲(chǔ)能系統(tǒng)容量、負(fù)荷需求及分時(shí)電價(jià)信息，進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計(jì)劃、需量控制、防逆流、有序充電、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等。

具體策略根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況（如儲(chǔ)能柜數(shù)量、負(fù)載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進(jìn)行接口適配和策略調(diào)整，同時(shí)支持定制化需求。

圖16策略配置界面

1.8運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無(wú)功功率、正向有功電能、尖峰平谷時(shí)段電量等。

圖17運(yùn)行報(bào)表

1.9實(shí)時(shí)報(bào)警

應(yīng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動(dòng)和關(guān)閉等遙信變位，及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應(yīng)能發(fā)出告警，應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件，包括保護(hù)事件名稱、保護(hù)動(dòng)作時(shí)刻；并應(yīng)能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關(guān)人員。

圖18實(shí)時(shí)告警

1.10歷史事件查詢

應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電芯溫度（鋰離子電池）、壓力（液流電池）、光照、風(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

圖19歷史事件查詢

四、硬件清單列表

五、實(shí)際案例介紹

江陰某光儲(chǔ)充微電網(wǎng)項(xiàng)目：江陰風(fēng)光儲(chǔ)充微電網(wǎng)系統(tǒng)采用0.4kV并網(wǎng)，光伏配合儲(chǔ)能系統(tǒng)滿足內(nèi)部需求的情況下，實(shí)現(xiàn)峰谷套利、備用電源等運(yùn)行模式。 1.光伏系統(tǒng)：車棚光伏裝機(jī)容量118kW，通過(guò)9臺(tái)逆變器接入系統(tǒng) 2.風(fēng)電系統(tǒng)：風(fēng)機(jī)安裝在餐廳樓后，裝機(jī)容量10kW，通過(guò)2臺(tái)逆變器接入系統(tǒng) 3.儲(chǔ)能系統(tǒng)：集裝箱內(nèi)安放儲(chǔ)能系統(tǒng)，裝機(jī)容量50kW/100kWh 4.充電樁系統(tǒng) ：7kW交流樁20臺(tái); 60kW直流樁2臺(tái)； 120kW直流樁1臺(tái)。 5.負(fù)荷系統(tǒng) ：主要為餐廳、展廳進(jìn)行供電，負(fù)荷功率約70kW。

拓?fù)鋱D

現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片

儲(chǔ)能集裝箱 車棚光伏 充電樁

六、未來(lái)展望

展望未來(lái)，微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)有望朝著更加智能化、高效化和綠色化的方向邁進(jìn)。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展和融合應(yīng)用，微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)將能夠?qū)崿F(xiàn)更加精準(zhǔn)的負(fù)荷預(yù)測(cè)、更加優(yōu)化的能源調(diào)度以及更加智能的安全防護(hù) 。同時(shí)，隨著新能源技術(shù)的不斷突破和成本的降低，微電網(wǎng)中新能源的占比將進(jìn)一步提高，微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)也將在促進(jìn)新能源消納、推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮更加重要的作用 。

審核編輯 黃宇