微電網能量管理系統削峰填谷光儲充風荷監測

一、背景與需求

國家發展改革委、國家能源局 2月 10 日發布《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策 措施的意見》明確，鼓勵建設源網荷儲一體化、多能互補的智慧能源系統和微電網。

二、應用場景

分布式光伏-參考標準

根據國家電網Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網技術規定》：分布式電源并網電壓等級可根據各

并網點裝機容量進行初步選擇，推薦如下：

• 8kW 及以下可接入220V；

• 8kW~400kW可接入380V；

• 400kW~6000kW可接入10kV；

• 5000kW~30000kW以上可接入35kV。

并網電壓等級應根據電網條件，通過技術經濟比選論證確定。若高低兩級電壓均具備接入條件，優先采

用低電壓等級接入。

Q/GDW1480-2015 《分布式電源接入電網技術規定》

GB/T 29319-2012 《光伏發電系統接入配電網技術規定》

GB 50797-2012 《光伏發電站設計規范》

Q/GDW1617-2015 《光伏電站接入電網技術規定》

JGJ203-2010 《民用建筑太陽能光伏系統應用技術規范》

GB/T 38946-2020 《分布式光伏發電系統集中運維技術規范》

應用場景—分布式光伏—10kV/30kV并網

分布式光伏監控系統框圖

通過Acrel-1000DP分布式光伏監控系統平臺即可對用戶光伏發電、用電進行集中監控、統一調度、統一運維，滿足用戶可靠、安全、節約、高效、有序用電的要求。對用戶提供運維服務，實現能源互聯，信息互通，打破信息孤島；根據用電設備負荷重要性分級管理，錯峰有序用電。

Acrel-1000DP 分布式光伏監控系統

u 展示光伏電站名稱、位置、逆變器數量等基本信息；

u 統計當前光伏電站日、月、年發電量；

u按匯流數據分散分析每組光伏組件發電功率以及工作狀態

綜合監測

u監測整個光伏陣列各個組件的電壓、電流、功率等電參量信息；

u監測逆變器當前輸入功率、輸出功率、溫度及當前狀態等信息；

u監測逆變器交直流側電參量信息。

組件監控

u 監測站內電能質量檢測儀所采集數據，如電壓有效值，偏差率，諧波畸變率，電流有效值，分相功率，總功率等；

u 通過柱狀圖展示電能質量檢測儀諧波和間諧波各頻譜；

u 通過曲線圖展示三相電流/電壓諧波數據、實時負荷曲線、有效值/波動/偏差/閃變等參數；

u 展示所選站點下全部電能質量檢測儀所有暫態事件。

電能質量

u展示逆變器交流側總有功功率曲線；

u展示逆變器直流側電壓曲線；

u展示當前光伏發電站所處環境溫度曲線；

u綜合分析環境對光伏發電的影響

曲線分析

二次設備

• 減少光電池陣列接入到逆變器的連線

• 優化系統結構

• 提高可靠性和可維護性

• 提供匯流防雷功能

• 監測光電池板運行狀態

• 不超過DC 1500V母線電壓測量功能

• 一次電流采用穿孔方式接入，不超過20A，穿孔方式接入，安裝方便，安全性高

• 帶3 路開關量狀態監測，可以對匯流箱內的防雷器、斷路器狀態進行監控

• 具有內部測溫功能，可實時監測箱內溫度，保證電氣安全

• AM5SE-IS防孤島保護裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發電、燃氣發電等新能源并網供電系統。

• 當發生孤島現象時，可以快速切除并網點，使本站與電網側快速脫離，保證整個電站和相關維護人員的生命安全。

• APView500 電能質量在線監測裝置采用了高性能多核平臺和嵌入式操作系統，遵照 IEC61000-4-30《測試和測量技術-電能質量測量方法》中規定的各電能質量指標的測量方法 進行測量

• 集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監測、電壓不平衡度監測、 事件記錄、測量控制等功能為一體。

安裝在并網柜上，監測交流并網點電能計量。

• 強大的計算能力（32位ARM、64M/256 RAM,支持不超過2萬數據點）

• 強大的存儲能力（支持斷電續傳，支持本地1個月數據存儲）

• 豐富的接口（串口、Lora、以太網、4G）

• 豐富的協議（modbus、645、103、104、CJT188、OPC UA、BACnet

IP）

應用場景—分布式光伏380V并網

分布式光伏—運維

綜合看板

1、顯示所有光伏電站的數量，裝機容量，實時發電功率。

2、累計日、月、年發電量及發電收益。

配電圖

以配電圖的形式直觀顯示光伏電站的運行狀態，

實時監測各逆變器的電壓、電流、輸出功率等電參量。

電站狀態

1、展示當前光伏電站發電功率，補貼電價，峰值功率等基本參數。

2、統計當前光伏電站的日、月、年發電量及發電收益。

電站發電統計

展示所選電站的時、日、月、年發電量統計報表。

三、應用場景—家用儲能—背景

智能家庭儲能系統采用一體化家電設計、精致美觀、便于安裝，可以為住宅、公共設施場所、小型廠所等供應電力。家庭儲能系統，利用屋頂的太陽能發電裝置、家庭用風力發電機產生能源，以及社會供電系統的低價電力來源把富裕電力存入儲能系統，以備高峰時使用，不僅可作應急電源，更能為家庭節省電力開支。

在并網點安裝電表或者電流傳感器，當檢測到有電流流向電網時，逆變器輸出功率不變，啟動雙向變流器，把多出的電能儲存在蓄電池中，等光伏功率下降或者負載功率增大時再放出。

家用儲能—硬件選型

四、應用場景——工商業儲能

隨著能源轉型的不斷加劇，能源互聯網已成為各國能源系統發展的共同方向。作為支撐能源互聯網的關鍵技術，儲能已廣泛應用在智慧城市、工業園區、社區商圈、商業寫字樓等大型工商業高耗能單位，實現了能源智慧化管理。

工商業儲能——計量

計量：

1. 具有直流側/交流側雙向計量功能，實現儲能

系統能量管理；

2. 實現直流側雙向電能計量，用于分析儲能電池

的充放電效率；

3. 實現交流側雙向電能計量，用于分析儲能系統

的充放電效率；

4. 比較直流側/交流側功率及電能，用于分析PCS

效率。

工商業儲能——狀態采集

開關量狀態：

1.檢測儲能集裝箱門禁、煙感狀態

2.支持RS485，以太網通訊，可擴展無線模塊

3.IO數量可擴展

工商業儲能——測溫

工商業儲能——絕緣監測

絕緣電阻監測：通過 RS485 發送通訊幀開啟或關閉絕緣監測功能，開啟絕緣監測功能后，內部高壓接地開關閉合，實現絕緣電阻的實時測量，關閉絕緣監測功能后，高壓接地開關斷開。

直流電壓監測：產品供電后，直流電壓處于持續監測狀態。

報警指示：LED 報警指示。

故障記錄功能：具有 SOE 故障記錄功能，能夠記錄故障發生

的時間和阻值等內容。

五、應用場景——充電樁

隨著汽車智能化、電動化的發展趨勢，以及《巴黎協定》的簽訂等原因，各國逐漸推進禁售燃油車的進程，目前已有多國給出時間表，因此電動汽車將成為未來汽車的主流，由此帶來電動汽車充電基礎設施的發展，其中最重要的即是充電樁。

交流充電樁

單相交流充電樁——計量設備

三相交流充電樁——計量設備

直流充電樁

直流充電樁——計量設備

六、應用場景——光儲充能量管理系統

Acrel-2000MG微電網能量管理系統是安科瑞針對企業微電網專門研發的一款能量管理系統，系統能夠對微電網的源、網、荷、儲能系統、新能源汽車充電負荷進行實時監控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級控制，滿足微電網運行監視全面化、安全分析智能化、調整控制前瞻化、全景分析動態化的需求，實現不同目標下源網荷儲資源之間的靈活互動，在多種策略控制下，有利于新能源高效利用、資源合理分配以及微電網的安全與穩定，減少電網建設投資，提升企業的能源利用率，降低運行成本，達到節能降耗的目的。

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

? 光伏系統總出力情況

? 逆變器直流側、交流側運行狀態監測及報警

? 逆變器及電站發電量統計及分析

? 并網柜電力監測及發電量統計

? 電站發電量年有效利用小時數統計，識別低

效發電電站；

? 發電收益統計(補貼收益、并網收益)

? 輻照度/風力/環境溫濕度監測

? 并網電能質量監測及分析

? 系統綜合數據：電參量數據、充放電量數據、節能減排數據；

? 運行模式：峰谷模式、計劃曲線、需量控制等；

? 統計電量、收益等數據；

? 儲能系統功率曲線、充放電量對比圖，實時掌握儲能系統的整體運行水平。

? 實時監測充電系統的充電電壓、電流、功率及各充電樁運行狀態；

? 統計各充電樁充電量、電費等；

? 針對異常信息進行故障告警；

? 根據用電負荷柔性調節充電功率。

? 展示系統的組成內容、電網連接方式、斷路器、表計等信息。

以海量發電和環境數據為根源；

以高精度數值氣象預報為基礎；

采用多維度同構異質BP、LSTM

神經網絡光功率預測方法

時間分辨率：15min

超短期未來4h預測精度＞90%

短期未來72h預測精度＞80%

主要功能：

? 短期光伏功率預測

? 超短期光伏功率預測

? 數值天氣預報管理

? 誤差統計計算

? 實時數據管理

? 歷史數據管理

? 光伏功率預測數據人機界面

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性的監測。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩態數據和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態數據進行監測分析及錄波展示，并對電壓、電流瞬變進行監測。

控制策略的配置，支持削峰填谷、計劃曲線、需量控制、自發自用、動態擴容、防逆流控制等多種控制模式。