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引言:智慧园区与绿电直连微电网的时代机遇(2025年政策赋能版)
在全球能源转型与“双碳”目标推动下,传统能源体系加速向清洁化、智能化变革。工业园区是能源消耗与碳排放集中地,其能源管理模式创新是实现低碳发展的关键。2025年,中国智能微电网政策获重大突破,国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》,明确绿电直连模式定义、建设要求及市场地位,为智慧园区绿电直连微电网系统提供顶层设计。该政策与全球微电网市场规模扩大相呼应,中国正借政策引导与技术突破,加速智能微电网在多场景落地。2024-2025年一季度,国内210个微电网项目并网,总投资超27亿元,预计2030年超50%工业园区将实现微电网全覆盖。在此背景下,智慧园区绿电直连微电网系统是技术创新产物,更是能源革命与产业升级的“必然”选择。
一、系统定义与核心价值
智慧园区绿电直连微电网系统是一种集成可再生能源发电(如光伏、风电)、储能装置(如锂电池、超级电容)、智能负荷管理(如空调、充电桩)及数字化控制技术的区域能源网络。其核心目标是通过“物理直连”或“虚拟直连”方式,将绿色电力直接供应至园区终端用户,实现电力供需的精准匹配、能源成本优化及碳排放削减。
解决方案核心价值:
① 能源安全与独立性
减少对传统电网依赖:通过分布式电源与储能系统的协同,提升园区供电可靠性,降低因电网故障导致的停产风险。
应对恶劣天气:在台风、暴雨等灾害场景下,微电网可切换至离网模式,保障关键负荷持续供电(如医院、数据中心)。
② 经济性与成本优化
峰谷电价套利:储能系统在低谷时段充电、高峰时段放电,降低园区最大需量及基础电费(如宁波某铜业项目年节约电费超300万元)。
绿电交易增值:通过参与电力市场交易或购买绿电证书,企业可获得绿色电力溢价,提升产品环保竞争力。
③ 环境效益与碳减排
可再生能源消纳:直接使用光伏、风电等清洁电力,减少化石能源消耗(如某企业微电网年减排二氧化碳2000吨)。
碳资产开发:系统内置碳管理模块,实时计算碳排放量,支持企业参与碳交易市场,实现碳资产变现。
④ 智能化管理与运营效率
实时监测与预测:依托大数据、AI算法,实现能源设备状态监控、负荷预测及优化调度(如安科瑞AcrelEMS系统的超短期负荷预测功能)。
自动化控制:通过智能网联设备(如空调集控器、智能电表),减少人工干预,降低运维成本。
⑤ 政策合规与市场竞争力
满足“双碳”目标:帮助园区企业达成碳排放强度下降、可再生能源占比提升等政策要求。
提升品牌形象:绿色能源供应可增强企业ESG(环境、社会、治理)表现,吸引投资与合作伙伴。
二、 解决方案组网构架
安科瑞EMS3.0系统解决方案的组网构架主要覆盖园区微电网的“源-网-荷-储-充”各个环节,实现了源网荷储充一体化柔性控制,以及互联、互通、互动。它能够对企业微电网分布式电源、市政电源、储能系统、充电设施以及各类交直流负荷的运行状态进行实时监视、智能预测、动态调配、优化策略、诊断告警,实现可调度源荷有序互动和能源全景分析,满足企业微电网能效管理数字化、安全分析智能化、调整控制动态化、全景分析可视化的需求。
设备层:集成多功能仪表、保护装置、储能及新能源设备(如光伏、风力发电)、充电桩等,通过多样化通信接口及协议,实现设备数据的实时采集与传输。
传输层:采用数据融合终端,支持多协议转换与数据加密,确保数据稳定、安全地传输至云平台。
云平台层:集中存储、处理、展示数据,提供能源监控、历史数据分析、报警通知等功能。同时,开放API接口,便于第三方系统集成。
应用层:基于云平台数据,实现能源规划、储能优化、有序充电等应用,支持用户通过多终端访问,享受便捷的能源管理服务。
三、 系统特色界面展示
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,存储事故前几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、 典型产品推荐
| 序号 | 名称 | 图片 | 型号 | 功能说明 | 使用场景 |
| 1 | 微机保护装置 |
| AM6、AM5SE | 110kv及以下电压等级线路、主变、电动机、电容器、母联等回路保护、测控装置 | 110kV、35kV、10kV |
| 2 | 电能质量在线监测装置 |
| APView500 | 集谐波分析/波形采样/电压闪变监测/电压不平衡度监测、电压暂降/暂升/短时中断等暂态监测、事件记录、测量控制等功能为一体,满足**电能质量评估标准,能够满足110kv及以下供电系统电能质量监测的要求 | 110kV、35kV、10kV、0.4kV |
| 3 | 防孤岛保护装置 |
| AM5SE-IS | 防止分布式电源并网发电系统非计划持续孤岛运行的继电保护措施,防止电网出现孤岛效应。装置具有低电压保护、过电压保护、高频保护、低频保护、逆功率保护、检同期、有压合闸等保护功能 | 110kV、35kV、10kV、0.4kV |
| 4 | 多功能仪表 |
| APM520 | 全电力参数测量、复费率电能计量、四象限电能计量、谐波分析以及电能监测和考核管理。 接口功能:带有RS485/MODBUS协议 | 并网柜、进线柜、母联柜以及重要回路 |
| 5 | 多功能仪表 |
| AEM96 | 具有全电量测量,谐波畸变率、分时电能统计,开关量输入输出,模拟量输入输出。 | 主要用于电能计量和监测 |
| 6 | 电动汽车充电桩 |
| AEV200-DC60S AEV200-DC80D AEV200-DC120S AEV200-DC160S | 输出功率160/120/80/60kW直流充电桩,满足快速充电的需要。 | 充电桩运营和充电控制 |
| 7 | 输入输出模块 |
| ARTU100-KJ8 | 可采集8路开关量信号,提供8路继电器输出 | 信号采集和控制输出 |
| 8 | 智能网关 |
| ANet-2E4SM | 边缘计算网关,嵌入式linux系统,网络通讯方式具有Socket方式,支持XML格式压缩上传,提供AES加密及MD5身份认证等安全需求,支持断点续传,支持Modbus、Modbus TCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104协议 | 电能、环境等数据采集、转换和逻辑判断 |
| 9 | 储能柜能量管理 |
| Acrel-2000ES | 储能能量管理系统,具有完善的储能监控与管理功能,涵盖了储能系统设备(PCS、BMS、电表、消防、空调等)的详细信息,实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表等功能。在高级应用上支持能量调度,具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。 | 专门针对工商业储能柜、储能集装箱 |
| 10 | 微电网策略协调控制器 |
| ACCU-100 | 微电网协调控制器可接入光伏、风电、储能及充电桩等设备,全天候采集分析数据,监视运行及健康状态,以安全经济运行为目标获取最*策略,实施调节控制,实现分布式能源、储能与负荷的实时动态调节,促进新能源就地消纳,提升电网稳定性、补偿负荷波动,有效管理需求,提高运行效率、降低成本,保障微电网安全可靠经济运行。 | 应用于微电网、分布式发电、储能等领域 |
| 11 | 微电网智慧能源平台 |
| Acrel-EMS3.0 | 平台对企业微电网分布式电源、市政电源、储能系统、充电设施以及各类负荷的运行状态实时监视、能源分析、智能预测、动态调配、优化策略、诊断告警、可调度源荷有序互动、能源全景分析,满足企业微电网能效管理数字化、安全分析智能化、调整控制动态化、全景分析可视化的需求,完成不同策略下光储充资源之间的灵活互动与经济运行,降低用户能源成本,提高企业微电网运行效率。 | 企业微电网分布式电源、市政电源、储能系统、充电设施以及各类负荷的运行 |
结语:
智慧园区绿电直连微电网系统的蓬勃兴起,象征着能源管理正经历一场从“被动应对供应”到“主动智能优化”的深刻变革。它不仅为园区量身定制了经济高效、绿色环保的能源解决方案,更借助数字化与智能化的深度融合,重新定义了能源生产与消费之间的互动关系。随着技术的持续创新突破和政策体系的不断完善优化,微电网正逐步成为构建新型电力系统、助力“双碳”目标实现的关键支撑。
展望未来,随着绿电交易市场的日益成熟、虚拟电厂技术的广泛普及,以及用户侧能源管理向精细化、智能化方向迈进,智慧园区绿电直连微电网系统将进一步挖掘并释放其巨大潜力,能源革命迈向更加深入、全面的新阶段。在这一历史性的进程中,园区、企业与政府需携手并进,共同探索并实践可持续的能源发展路径,为全球绿色转型贡献特色的中国智慧与切实可行的中国方案。
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