一.背景闡述

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)在能源供應和環(huán)境保護方面面臨著諸多挑戰(zhàn)，如化石能源的日益枯竭、碳排放對環(huán)境的影響等。微電網(wǎng)作為一種將分布式電源、儲能裝置、負荷以及控制裝置有機結(jié)合的小型電力系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)局部的電能生產(chǎn)與消耗的平衡，具有提高能源利用效率、促進可再生能源接入、增強電力系統(tǒng)可靠性等優(yōu)勢。而有效的能量管理與優(yōu)化調(diào)度是微電網(wǎng)實現(xiàn)高效、可靠運行的關鍵。

二、微電網(wǎng)的基本概念與特點

微電網(wǎng)是由分布式電源（如太陽能光伏、風力發(fā)電、小型水電等）、儲能裝置（如蓄電池、超級電容器等）、可控負荷以及能量轉(zhuǎn)換裝置等組成的一個相對獨立的電力系統(tǒng)。它既可以與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以在必要時孤島運行。

微電網(wǎng)具有以下特點：靈活性：能夠根據(jù)不同的能源資源和負荷需求進行靈活配置和運行；可再生能源利用率高：可充分利用當?shù)氐目稍偕茉促Y源，減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴；可靠性強：在大電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，可切換至孤島運行模式，為重要負荷提供持續(xù)的電力供應；環(huán)境友好：減少了碳排放和對環(huán)境的污染。

三、微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的功能與架構

3.1功能描述

數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測：實時采集微電網(wǎng)內(nèi)各設備的運行數(shù)據(jù)，如分布式電源的輸出功率、儲能裝置的充放電狀態(tài)、負荷的大小等，為能量管理和優(yōu)化調(diào)度提供數(shù)據(jù)支持。

狀態(tài)估計與分析：根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)，對微電網(wǎng)的運行狀態(tài)進行估計和分析，包括功率平衡分析、電壓穩(wěn)定性分析等，及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題和風險安科瑞王金晶

能量優(yōu)化調(diào)度：根據(jù)微電網(wǎng)的運行目標和約束條件，制定優(yōu)的能量調(diào)度策略，實現(xiàn)能源的合理分配和利用，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可靠性。

協(xié)調(diào)控制：協(xié)調(diào)微電網(wǎng)內(nèi)各設備的運行，實現(xiàn)分布式電源、儲能裝置和負荷之間的協(xié)同工作，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3.2 架構

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)通常采用分層分布式架構，包括現(xiàn)場設備層、通信層和控制管理層。現(xiàn)場設備層主要由分布式電源、儲能裝置、負荷等設備組成，負責數(shù)據(jù)的采集和設備的控制；通信層負責將現(xiàn)場設備層的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂乒芾韺?，并將控制管理層的指令傳輸?shù)浆F(xiàn)場設備層；控制管理層是能量管理系統(tǒng)的核心，負責數(shù)據(jù)的處理、分析和決策，實現(xiàn)能量的優(yōu)化調(diào)度和系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。

四、安科瑞產(chǎn)品介紹

安科瑞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)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗，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)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入，整天進行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電樁運行狀態(tài)及健康狀況，是一個集監(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)定的基礎上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標，促進可再生能源應用，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負荷波動；有效實現(xiàn)用戶側(cè)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(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟運行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應采用分層分布式結(jié)構，整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層：設備層、網(wǎng)絡通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡采用標準以太網(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Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT 等通信規(guī)約。

4.1系統(tǒng)功能

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好，應能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測光伏、風電、儲能、充電樁等各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。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/無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理，使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運

本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

本界面用來展示對風電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、風速/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲，包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。

五、硬件選型

六、結(jié)論

微電網(wǎng)能量管理與優(yōu)化調(diào)度是實現(xiàn)微電網(wǎng)高效、可靠運行的關鍵技術。盡管目前面臨著可再生能源不確定性、儲能技術限制等挑戰(zhàn)，但隨著技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，微電網(wǎng)在能源領域的應用前景廣闊。通過不斷完善能量管理系統(tǒng)和優(yōu)化調(diào)度方法，微電網(wǎng)將在提高能源利用效率、促進可再生能源消納、增強電力系統(tǒng)可靠性等方面發(fā)揮更加重要的作用，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。