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引言:
在全球能源转型与“双碳”目标驱动下,配电网正从传统电力分配网络向“源网荷储”融合互动的智能系统演进。国家发展改革委、国家能源局发布的《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》明确提出,到2025年配电网需具备5亿千瓦分布式新能源、1200万台充电桩的接入能力,并推动源网荷储协同调控与数字化转型。这一政策导向下,工业园区作为能源消费与碳排放的核心场景,通过构建源网荷储微电网实现能源自给、成本优化与低碳转型,已成为新型电力系统建设的关键实践。而Acrel-EMS3.0智慧能源管理平台凭借其全环节覆盖、智能化调度与多能协同能力,正成为工业园区微电网建设的核心工具。
一、 工业园区推进源网荷储微电网的核心动因
1.1 应对新能源波动,保障供电稳定
工业园区负荷集中,对供电稳定性要求高,但风电、光伏等新能源发电受自然条件影响,具有间歇性与波动性(如光伏夜间或阴天发电骤降,风电受风速影响)。源网荷储微电网通过储能系统(电池、抽水蓄能等)在电力过剩时储能,不足或高峰时释放,平滑新能源出力波动。如某光伏牧场项目,储能与光伏协同实现超80%绿电自给,并参与CCER交易增收。
1.2 降低用能成本,提升经济效益
传统电网模式下,园区购电受峰谷电价影响大。源网荷储微电网可利用峰谷价差套利:低谷储电、高峰用电或售电。如某零碳园区通过绿电溯源降电解铝成本20%;某高速服务区光储充系统“两充两放”套利,3年回本。
1.3 提升能源自给,减少电网依赖
微电网整合本地分布式光伏、风电、生物质能等,实现能源自给。如某零碳产业园“风光氢储”系统自给率80%,剩余20%通过绿电交易补充,构建零碳能源体系,降低对外部电网依赖及故障、价格波动风险。
1.4 满足“双碳”目标,推动绿色转型
工业园区是能源消费与碳排放重点领域,需通过源网荷储微电网实现低碳转型。该模式整合清洁能源与储能,减少化石能源消耗,助力园区达成“安全、经济、高效、低碳、智能”目标。
二、 提高源网荷储微电网收益的策略
2.1 优化能源配置与调度
利用Acrel-EMS3.0的智能调控功能,实现源-储协同、网-荷互动、储-荷联动。例如,在低谷时段储存低价电能,高峰时段释放使用或售回电网;通过需求响应引导用户错峰用电,降低购电成本。
2.2 拓展收益渠道,参与电力市场交易
通过平台聚合光伏、储能、充电桩资源,参与电网调峰、调频服务或绿电交易。例如,江苏某虚拟电厂项目通过平台聚合分布式资源,年增收200万元;青海光伏牧场项目通过CCER交易,2025年碳价升至80元/吨时,年额外收益超百万元。
2.3 技术创新与设备升级
采用高效储能设备(如浸没式储能)和智能调控技术(如AI算法),降低运维成本。例如,某项目通过算法动态调节储能充放电,年收益提升20%。
2.4 政策与机制创新
争取地方性政策支持,如增量配电网运营、绿电溢价交易等。例如,内蒙古零碳园区通过增量配电网绿电溯源,使电解铝成本降低20%;江苏出台《新型电力负荷管理系统数据接入规范》,加速微电网标准化建设。
三、 源网荷储绿色工业园区微电网方案组网构架
零碳园区微电网能源调控以“源网荷储充”为核心要素,通过物联网、大数据、人工智能等技术,实现全环节智能化协同:
“端”层:部署智能电表、直流表计、环保网关、弧光保护装置等终端设备,实时采集光伏发电、储能充放电、负荷用电、充电桩运行等全量数据,精度达毫秒级。
“边”层:配置微电网协调控制器,作为本地“智慧大脑”,支持Modbus/104/101等协议,实现分布式电源、储能、负荷的实时就地协同优化。例如,在电网故障时,控制器可快速切换至孤岛运行模式,保障关键负荷供电。
“管”层:通过通信网络,实现终端与云端平台的高效数据交互,确保指令下发与状态反馈的实时性。
“云”层:搭建智慧能源管理平台,集成全景监测、功率预测、优化调度、碳资产管理等功能,形成全局决策中枢。
四、 软件系统部分特色界面展示
4.1 实时监测
微电网能量管理系统的监控系统界面包括系统主界面,包含微电网光伏、风电、储能、充电桩及总体负荷组成情况,包括收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同的需求,也可将充电,储能及光伏系统信息进行显示。
4.2 光伏界面
展示对光伏系统信息,主要包括逆变器直流侧、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、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析;同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。
4.3 储能界面
展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。PCS、BMS的数据展示及控制。
4.4 风电界面
展示对风电系统信息,主要包括逆变控制一体机直流侧、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、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析;同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。
4.5 充电桩界面
展示对充电桩系统信息,主要包括充电桩用电总功率、交直流充电桩的功率、电量、电量费用,变化曲线、各个充电桩的运行数据等。
4.6 发电预测
通过历史发电数据、实测数据、未来天气预测数据,对分布式发电进行短期、超短期发电功率预测,并展示合格率及误差分析。根据功率预测可进行人工输入或者自动生成发电计划,便于用户对该系统新能源发电的集中管控。
4.7 策略配置
系统应可以根据发电数据、储能系统容量、负荷需求及分时电价信息,进行系统运行模式的设置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期计划、需量控制、防逆流、有序充电、动态扩容等。
4.8 实时报警
具有实时报警功能,系统能够对各子系统中的逆变器、双向变流器的启动和关闭等遥信变位,及设备内部的保护动作或事故跳闸时应能发出告警,应能实时显示告警事件或跳闸事件,包括保护事件名称、保护动作时刻;并应能以弹窗、声音、短信和电话等形式通知相关人员。
4.9 电能质量监测
可以对整个微电网系统的电能质量包括稳态状态和暂态状态进行持续监测,使管理人员实时掌握供电系统电能质量情况,以便及时发现和消除供电不稳定因素。
4.10 网络拓扑图
系统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。
4.11 故障录波
系统发生故障时,自动准确地记录故障前、后过程的各相关电气量的变化情况,通过对这些电气量的分析、比较,对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。其中故障录波共可记录16条,每条录波可触发6段录波,每次录波可记录故障前8个周波、故障后4个周波波形,总录波时间共计46s。每个采样点录波至少包含12个模拟量、10个开关量波形。
4.12 事故追忆
可以自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时扫描数据,包括开关位置、保护动作状态、遥测量等,形成事故分析的数据基础;
用户可自定义事故追忆的启动事件,当每个事件发生时,存储事故前**个扫描周期及事故后10个扫描周期的有关点数据。启动事件和监视的数据点可由用户指定和随意修改。
五、 解决方案相关产品推荐
结语:
在新形势推动下,配电网正朝着高质量方向加速发展,这一趋势为工业园区开展源网荷储微电网建设筑牢了政策根基、指明了技术方向。Acrel-EMS3.0系统展现出强大的优势,它实现了对能源管理全环节的精准覆盖,具备高度智能化的调度能力,还能实现多种能源形式的协同运作。凭借这些特性,该系统已然成为工业园区降低用能成本、提高新能源消纳水平、实现绿色低碳转型的关键利器。展望未来,随着配电网柔性化转型的不断深化,源网荷储微电网将持续发力,推动工业园区在安全保障、经济效益、运行效率以及低碳发展等方面取得更大突破,为“双碳”目标的顺利达成以及新型电力系统的构建提供坚实有力的支撑。
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