高速服务区光储直柔微电网系统

引言：

在全球能源转型与碳中和目标驱动下，交通基础设施绿色化升级成关键议题。高速公路服务区作为能源消耗与碳排放集中地，能源系统革新意义重大。光储直柔（PEDF）技术以“发电-存储-用电-调节”全链条优化能力重塑服务区能源生态。2025年10月1日，国家发改委与能源局发布的《关于完善价格机制促进新能源发电就近消纳的通知》施行，为光储直柔技术在高速服务区应用注入政策动能，明确分布式光伏就近消纳量化标准，解决“接网难、消纳弱”痛点。该政策与光储直柔技术优势契合，服务区可借此实现电能高效就地消纳，减少对公共电网依赖。

一、       光储直柔方案成为服务区能源转型的基石

光储直柔以“光、储、直、柔”四项技术构建柔性供配电体系：

光：借分布式光伏组件就地生产清洁能源，如某零碳服务区3.2兆瓦光伏系统日均发电超1万度，降低对传统电网依赖。

储：配储能系统（如磷酸铁锂电池等）平衡供需，光伏高峰储电、夜间或用电高峰放电，实现“削峰填谷”。

直：用直流配电架构替代交流系统，减少转换损耗，可无缝接入光伏、储能及直流负载，简化电网结构。

柔：以柔性调控技术让建筑用电负荷有弹性，能根据电网供需动态调整功率，实现“源荷互动”。

高速服务区的适配性：破解三大痛点

能源供需时空错配：光伏发电与充电需求存在时间差（如午间光伏出力高峰与充电低谷），储能系统可存储多余电能供夜间使用。

电网接入压力：光储直柔系统通过本地能源生产与消费平衡，减少对公共电网的依赖，缓解区域电网容量压力。

运营成本高企：通过峰谷电价套利、自发自用率提升，降低电费支出。例如，某高速公路服务区应用光储直柔系统后，年电费节约达180万元。

二、       核心功能：四大能力赋能服务区

多源协同控制：支持光伏、储能、充电桩、市电协议转换与统一调度，解决设备独立运行低效问题。如光伏高峰优先供电充电桩，余电存储能；夜间充电高峰储能与电网协同，降差价成本。SVG与VSG技术保并网稳定，符国际标准。

智能预测与优化：基于LSTM神经网络预测光伏功率（误差<5%），结合气象与历史数据优化储能策略。负荷预测依生产、设备及历史用电数据，精准预测需求，实现前瞻调配。

数据驱动运维：评估设备健康度、预警故障（如IGBT过温等），缩故障响应至20分钟，降运维成本40%。生成绿电证书，支持碳交易接口，助服务区获补贴。

碳资产管理：实时监测碳排放，提供减排核算与报告，助服务区参与碳交易。如某服务区应用后，碳排放降60%，年绿电交易获利60万。

三、       系统功能界面展示

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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。

3.4 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。

3.5 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。

3.6 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。

3.7 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。

3.8 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。

3.9 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。

3.10 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。

3.11 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。

3.12 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。

四、       解决方案相关产品

结语：

高速服务区光储直柔系统通过技术创新与模式突破，重构了交通领域的能源供给范式，不仅实现了服务区的零碳运行与智慧化升级，更为全球交通基础设施的绿色转型提供了“中国方案”。未来，随着技术成本的持续下降与标准化体系的完善，光储直柔系统有望从试点示范走向规模化推广，成为推动交通行业碳中和目标实现的核心引擎。其价值不仅体现在节能减排的直接效益上，更在于通过能源互联网的构建，促进交通、能源与城市发展的深度融合，为可持续未来注入新动能。