安科瑞劉鴻鵬

摘要

隨著全球能源危機的加劇和新能源技術的快速發展，微電網技術作為一種利用分布式能源的解決方案，逐漸成為現代企業儲能電站的重要組成部分。本文基于安科瑞電氣股份有限公司的微電網能量管理系統解決方案，探討了微電網能量管理系統在現代企業儲能電站中的應用。文章先介紹了微電網的背景與需求，隨后詳細分析了微電網系統的組成、運行模式及其在企業中的應用場景，通過實際案例展示了微電網能量管理系統在提升能源利用效率、降低用電成本、保障電力安全等方面的顯著優勢。

關鍵詞:微電網、能量管理系統、儲能電站、分布式能源、企業用電

1. 引言

隨著全球能源結構的轉型和“雙碳”目標的提出，新能源發電技術如風電、光伏等得到了廣泛應用。然而，新能源發電具有間歇性和不穩定性，如何利用這些能源成為當能源管理的重要課題。微電網技術的提出為這一難題提供了解決方案。微電網是一種由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、負荷和監控保護裝置組成的小型發配電系統，能夠實現自我控制、保護和管理。微電網能量管理系統（EMS）作為微電網的核心，通過實時監控、智能預測、協調控制和經濟調度等功能，確保微電網的安全和經濟運行。

 2. 微電網的背景與需求

 2.1 能源危機與新能源發展

全球能源危機和用能需求的增加推動了新能源技術的發展。然而，新能源的能量密度普遍較低，且受地理位置和天氣條件的影響較大，屬于間歇式電源。微電網技術的提出為利用這些新能源電力提供了重要的技術方向。

 2.2 企業用電需求

隨著企業用電需求的持續提升，電力供應的可靠性和經濟性成為企業關注的焦點。微電網能夠通過儲能系統和能量管理系統的協同工作，確保企業在電力緊張情況下的可靠用電，并通過削峰填谷、谷電利用等策略降低用電成本。

 2.3 政策支持

近年來，國家政策大力推動微電網的發展。2015年國家能源局印發《關于推進新能源微電網示范項目建設的指導意見》，2021年發布《關于完整準確貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，明確支持微電網和分布式電源的市場主體地位。這些政策為微電網的廣泛應用提供了制度保障。

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 3. 微電網系統的組成與運行模式

 3.1 微電網的組成

微電網系統主要由分布式電源（如光伏、風電）、儲能裝置（如電池組、儲能變流器）、能量轉換裝置、負荷和監控保護裝置組成。微電網能夠實現自我控制、保護和管理，既可以與外部電網并網運行，也可以離網獨立運行。

 3.2 微電網的運行模式

微電網的運行模式主要分為并網型和離網型。并網型微電網既可以與外部電網連接運行，也支持離網獨立運行，以并網為主；離網型微電網不與外部電網聯網，實現電能自發自用，功率平衡微電網。

 3.3 微電網的應用場景

微電網廣泛應用于工商業儲能、充電站、商業樓宇、數據中心、工廠和產業園等場景。通過儲能系統的部署，微電網能夠滿足瞬時大功率充電需求、降低容量電費和峰谷差，節約用電成本。

 4. 微電網能量管理系統的功能與優勢

微電網系統解決方案，通過在企業內部的源、網、荷、儲、充的各個關鍵節點安裝安科瑞自主研發的各類監測、分析、保護、治理裝置；通過控制、計量、通信等技術，將分布式電源、儲能系統、可控負荷、電動汽車、電能路由器聚合在一起；平臺根據電網價格、用電負荷、電網調度指令等情況，靈活調整微電網控制策略并下發給儲能、充電樁、逆變器等系統與設備，確保企業微電網始終安全、可靠、節約、經濟、低碳的運行。

Acrel-2000MG微電網能量管理系統能夠對微電網的源、網、荷、儲能系統、充電負荷進行實時監控、診斷告警、全景分析、有序管理和控制，滿足微電網運行監視安全分析智能化、調整控制瞻化、全景分析動態化的需求，完成不同目標下光儲充資源之間的靈活互動與經濟優化運行，實現能源效益、經濟效益和環境效益大化。

4.1控制架構

4.2 運行原理

4.3 儲能能量管理系統界面

微電網能量管理系統包括系統主界面，包含微電網光伏、風電、儲能、充電樁及總體負荷情況，體現系統主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電樁信息、告警信息、收益、環境等 

4.1 實時監控與智能預測

微電網能量管理系統能夠對微電網的源、網、荷、儲能系統、充電負荷進行實時監控和智能預測。通過高精度的數值氣象預報和多維度神經網絡預測方法，系統能夠實現光伏和風電的短期和超短期功率預測，確保微電網的穩定運行。

 4.2 協調控制與經濟調度

微電網能量管理系統通過協調控制和經濟調度，實現不同目標下光儲充資源之間的靈活互動與經濟優化運行。系統支持削峰填谷、需量控制、動態擴容、后備電源、平抑波動、有序充電等策略，保障用戶的經濟性與安全性。

 4.3 電能質量與可靠性

微電網能量管理系統對整個系統范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續監測。通過對電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩態數據和電壓暫升/暫降、電壓中斷等暫態數據的監測分析，系統能夠確保電能質量的穩定和可靠。

 5. 案例分析

 5.1 江陰風光儲充微電網系統

江陰風光儲充微電網系統采用0.4kV并網，光伏系統裝機容量118kW，風電系統裝機容量10kW，儲能系統裝機容量50kW/100kWh，充電樁系統包括7kW交流樁20臺、60kW直流樁2臺和120kW直流樁1臺。該系統通過光伏配合儲能系統滿足內部需求，實現峰谷套利、備用電源等運行模式，顯著提升了能源利用效率和用電經濟性。

 5.2 武漢正弦電氣光儲微電網系統

武漢正弦電氣光儲微電網系統采用全釩液流電池，電池容量70kW/140kWh，光伏容量100kW。系統運行模式包括削峰填谷和備用電源，通過微電網能量管理系統的實時監控和協調控制，確保了系統的安全和經濟運行。

結論

微電網能量管理系統在現代企業儲能電站中的應用，不僅能夠提升新能源的利用效率，降低用電成本，還能保障電力供應的可靠性和穩定性。隨著技術的不斷更新和政策的持續支持，微電網能量管理系統將在未來的能源管理中發揮越來越重要的作用，助力企業實現綠色、低碳的能源利用目標。