企業(yè)儲(chǔ)能能量自動(dòng)化調(diào)配系統(tǒng)——能量協(xié)調(diào)控制器

安科瑞劉鴻鵬

摘要

隨著新能源應(yīng)用的快速普及，企業(yè)儲(chǔ)能電站逐漸成為穩(wěn)定電網(wǎng)運(yùn)行和優(yōu)化能源利用的重要設(shè)施。在這種背景下，微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器作為儲(chǔ)能電站的核心控制設(shè)備，憑借其數(shù)據(jù)采集、通信管理、策略優(yōu)化與安全運(yùn)行等功能，成為微電網(wǎng)管理與運(yùn)行的關(guān)鍵支撐。本文以ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器為例，結(jié)合其在企業(yè)儲(chǔ)能電站中的應(yīng)用場(chǎng)景與技術(shù)特點(diǎn)，探討微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器的技術(shù)原理、實(shí)現(xiàn)功能及其對(duì)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性和可靠性的提升。

1. 引言

能源是企業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)的重要支柱，然而傳統(tǒng)能源供應(yīng)模式存在波動(dòng)性、不可預(yù)測(cè)性和效率不足等問(wèn)題。儲(chǔ)能系統(tǒng)的出現(xiàn)，為企業(yè)能源管理帶來(lái)了革命性變化。通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)，企業(yè)可以利用能源、降低用電成本并提高能源利用率。

新能源的快速發(fā)展促使電力系統(tǒng)逐步向分布式、智能化方向演進(jìn)。微電網(wǎng)作為分布式能源、儲(chǔ)能系統(tǒng)及負(fù)荷的集成平臺(tái)，其穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性直接影響著電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器是實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)動(dòng)態(tài)管理和運(yùn)行的核心設(shè)備，尤其在企業(yè)儲(chǔ)能電站的應(yīng)用場(chǎng)景中，能夠通過(guò)協(xié)調(diào)分布式發(fā)電和儲(chǔ)能，提升電能質(zhì)量、降低用能成本。

2. 什么是儲(chǔ)能？

2.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)的定義

儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種通過(guò)技術(shù)手段將太陽(yáng)能風(fēng)能存儲(chǔ)起來(lái)，并在需要時(shí)釋放的能源管理。包括光伏儲(chǔ)能、風(fēng)電儲(chǔ)能等形式。

由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)。

2.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要功能

削峰填谷：在電力需求低谷期儲(chǔ)能，高峰期釋放，平衡用電負(fù)荷。

備用電源：在電網(wǎng)斷電時(shí)提供備用電力，保障生產(chǎn)連續(xù)性。

能源調(diào)度：優(yōu)化能源分配，提升企業(yè)能源利用效率。

可再生能源整合：儲(chǔ)存太陽(yáng)能、風(fēng)能等波動(dòng)性強(qiáng)的清潔能源，提高其利用率。

172有任何問(wèn)題6972可以隨時(shí)問(wèn)5322

3. 儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)代企業(yè)的重要意義

3.1 降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本

儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)削峰填谷模式顯著降低企業(yè)用電成本。在電價(jià)分時(shí)計(jì)費(fèi)機(jī)制下，儲(chǔ)能系統(tǒng)幫助企業(yè)在電價(jià)較低時(shí)儲(chǔ)電，在高峰期釋放，從而減少電費(fèi)支出。

3.2 提高能源利用效率

儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠有效儲(chǔ)存企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中多余的能量或可再生能源，避免浪費(fèi)，提高能源綜合利用效率。

3.3 提升企業(yè)能源安全性

在能源供應(yīng)不穩(wěn)定或斷電情況下，儲(chǔ)能系統(tǒng)提供備用電源，保障生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性，特別是對(duì)于依賴不間斷電力的制造業(yè)和數(shù)據(jù)中心。

3.4 促進(jìn)綠色轉(zhuǎn)型

儲(chǔ)能系統(tǒng)可以與太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源結(jié)合，減少企業(yè)對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴，降低碳排放，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。

3.5 增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力

利用儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化能源管理，降低成本和能耗，可以顯著提高企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，獲得更多合作機(jī)會(huì)。

4.能源調(diào)配的難點(diǎn)

4. 1多位協(xié)調(diào)調(diào)度復(fù)雜

儲(chǔ)能系統(tǒng)需要與多種能源形式（如光伏、風(fēng)能、傳統(tǒng)電網(wǎng)等）協(xié)同工作，調(diào)配時(shí)需綜合考慮發(fā)電的間歇性和負(fù)荷的動(dòng)態(tài)變化。調(diào)度的難點(diǎn)包括：

新能源的不穩(wěn)定性：光伏和風(fēng)能受天氣條件影響顯著，發(fā)電量難以預(yù)測(cè)。

多目標(biāo)優(yōu)化沖突：需要在經(jīng)濟(jì)性（電價(jià)低）、穩(wěn)定性（系統(tǒng)安全）和環(huán)境效益（減少排放）之間平衡。

4.2實(shí)時(shí)性和響應(yīng)速度要求高

儲(chǔ)能系統(tǒng)需要根據(jù)負(fù)荷需求、價(jià)格波動(dòng)和電網(wǎng)狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)配充放電操作：

快速響應(yīng)挑戰(zhàn)：面對(duì)瞬時(shí)負(fù)荷波動(dòng)或電網(wǎng)故障，儲(chǔ)能系統(tǒng)需在毫完成響應(yīng)。

通信與控制系統(tǒng)延遲：儲(chǔ)能系統(tǒng)與控制器、分布式能源之間的數(shù)據(jù)傳輸和指令執(zhí)行的延遲可能導(dǎo)致調(diào)度滯后。

4.3能源儲(chǔ)存與放電的效率限制

儲(chǔ)能設(shè)備的性能對(duì)能源調(diào)配有直接影響：

能量損耗：儲(chǔ)能設(shè)備在充放電過(guò)程中存在能量轉(zhuǎn)換損耗，難以全達(dá)到預(yù)想調(diào)配。

壽命管理：過(guò)度充放電可能導(dǎo)致電池壽命縮短，需要優(yōu)化儲(chǔ)能策略以減少不必要的充放電行為。

4.4. 負(fù)荷預(yù)測(cè)與匹配的準(zhǔn)確性

負(fù)荷預(yù)測(cè)難度：工業(yè)企業(yè)和區(qū)域微電網(wǎng)的用電需求受生產(chǎn)計(jì)劃、時(shí)間、天氣等多因素影響，負(fù)荷需求難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

調(diào)配匹配問(wèn)題：儲(chǔ)能系統(tǒng)必須判斷何時(shí)充電、何時(shí)放電以滿足需求并避免過(guò)度投資。

4.5多時(shí)段與多市場(chǎng)的優(yōu)化調(diào)度

儲(chǔ)能系統(tǒng)需在不同時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)削峰填谷，同時(shí)參與電力市場(chǎng)交易：

分時(shí)電價(jià)變化：需要根據(jù)電價(jià)波動(dòng)和儲(chǔ)能成本靈活調(diào)整充放電策略。

市場(chǎng)復(fù)雜性：參與容量市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)等需考慮不同市場(chǎng)規(guī)則和收益目標(biāo)。

4.6網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)管理

儲(chǔ)能系統(tǒng)通常通過(guò)控制器與云端平臺(tái)連接，面臨數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)：

數(shù)據(jù)采集與處理壓力：儲(chǔ)能系統(tǒng)需處理大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性難以保障。

網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險(xiǎn)：儲(chǔ)能系統(tǒng)可能成為電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)攻擊的目標(biāo)，影響其調(diào)控和安全性。

4.7儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與維護(hù)難題

狀態(tài)監(jiān)測(cè)不足：儲(chǔ)能系統(tǒng)需要監(jiān)控電池的狀態(tài)（如溫度、充放電頻次和健康狀態(tài)），但監(jiān)控成本高。

維護(hù)周期問(wèn)題：儲(chǔ)能系統(tǒng)在高頻次運(yùn)行中可能出現(xiàn)故障，影響整體調(diào)配效果，且維修需要額外投入時(shí)間和成本。

儲(chǔ)能系統(tǒng)的能源調(diào)配是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和政策等多方面進(jìn)行綜合優(yōu)化。針對(duì)上述難點(diǎn)，可以通過(guò)引入微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器進(jìn)行預(yù)測(cè)與優(yōu)化，以及加強(qiáng)設(shè)備性能和數(shù)據(jù)安全等措施逐步解決這些問(wèn)題。

5.物聯(lián)網(wǎng)能量協(xié)調(diào)控制器

微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器簡(jiǎn)介

微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器是一種應(yīng)用于微電網(wǎng)、分布式發(fā)電、儲(chǔ)能等域的智能協(xié)調(diào)控制器。裝置滿足系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電樁等設(shè)備的接入，通過(guò)對(duì)微電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行全天候數(shù)據(jù)采集分析，監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，并在此基礎(chǔ)上以安全經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，獲取控制策略進(jìn)而對(duì)微電網(wǎng)實(shí)施調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)分布式能源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、負(fù)荷的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能，促進(jìn)新能源就地化消納，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；有效實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的需求管理，提高微電網(wǎng)運(yùn)行效率、降低供電成本，保障微電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

5.1技術(shù)參數(shù)

在技術(shù)參數(shù)上，ACCU-100具備較高的準(zhǔn)度性和實(shí)時(shí)性：

遙測(cè)響應(yīng)時(shí)間≤10，數(shù)據(jù)綜合誤差率≥99.9%。

支持狀態(tài)量、模擬量和控制量數(shù)目均達(dá)到30000個(gè)，滿足大規(guī)模微電網(wǎng)系統(tǒng)的需求。

5.2系統(tǒng)架構(gòu)

ACCU-100采用模塊化設(shè)計(jì)，通過(guò)邊緣計(jì)算和云端協(xié)同的方式，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的控制。其系統(tǒng)架構(gòu)主要由以下部分構(gòu)成：

控制器模塊：協(xié)調(diào)分布式能源、儲(chǔ)能和負(fù)荷設(shè)備，執(zhí)行實(shí)時(shí)控制。

智慧能源云平臺(tái)：整合多站點(diǎn)數(shù)據(jù)，提供能量調(diào)度優(yōu)化和遠(yuǎn)程運(yùn)維支持。

通信接口：支持Modbus、MQTT等多種協(xié)議，實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享。

ACCU-100協(xié)調(diào)控制器：控制儲(chǔ)能設(shè)備、分布式能源、可調(diào)負(fù)荷設(shè)備的出力與電力需求，并能根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益模型在滿足調(diào)度的提下，進(jìn)行光儲(chǔ)置換，減少棄光。并與云端平臺(tái)進(jìn)行交互，響應(yīng)云端策略配置。

智慧能源管理云平臺(tái)EMS3.0：滿足跨站點(diǎn)，跨區(qū)域海量數(shù)據(jù)的接入，通過(guò)數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)各站點(diǎn)資源類、電量類、損耗類、指標(biāo)類、維護(hù)類、貢獻(xiàn)類等指標(biāo)計(jì)算與管控，并通過(guò)多樣化預(yù)測(cè)，分析發(fā)電與用電趨勢(shì)，結(jié)合電價(jià)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計(jì)劃、負(fù)荷需求，提供控制方案。同時(shí)提供遠(yuǎn)程監(jiān)控與運(yùn)維功能。

5.3主要功能特點(diǎn)

數(shù)據(jù)采集：支持多種接口和協(xié)議，滿足多樣化設(shè)備接入需求。

通信管理：支持本地與遠(yuǎn)程協(xié)同操作，具備云邊協(xié)同和OTA升能力。

策略優(yōu)化：包括削峰填谷、防逆流、需量控制等多樣化策略支持。

系統(tǒng)安全：采用加密技術(shù)和防篡改機(jī)制，保障數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全性。

運(yùn)行監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)設(shè)備健康狀況的預(yù)警預(yù)測(cè)，確保微電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

6.性能指標(biāo)

7.能量調(diào)度

7.1設(shè)備規(guī)格

8.企業(yè)儲(chǔ)能電站應(yīng)用場(chǎng)景

在企業(yè)儲(chǔ)能電站中，ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器可通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)功能優(yōu)化：

削峰填谷：根據(jù)分時(shí)電價(jià)制定儲(chǔ)能設(shè)備的充放電計(jì)劃，在低谷時(shí)段充電、高峰時(shí)段放電，降低企業(yè)用電成本。

動(dòng)態(tài)擴(kuò)容：監(jiān)控變壓器負(fù)載率，當(dāng)負(fù)載率接近限制值時(shí)，動(dòng)態(tài)調(diào)整充電樁功率及儲(chǔ)能輸出，避免設(shè)備過(guò)載。

防逆流控制：通過(guò)逆功率檢測(cè)和快速響應(yīng)策略，避免逆流對(duì)電網(wǎng)的影響，提高供電穩(wěn)定性。

備用電源管理：預(yù)留部分儲(chǔ)能容量，在電網(wǎng)中斷時(shí)為關(guān)鍵負(fù)荷提供應(yīng)急電力保障。

9.應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與展望

通過(guò)引入ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器，企業(yè)儲(chǔ)能電站可以實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)勢(shì)：

經(jīng)濟(jì)性提升：削減用電高峰費(fèi)用，優(yōu)化電價(jià)響應(yīng)，提高投資回報(bào)率。

穩(wěn)定性增強(qiáng)：實(shí)現(xiàn)分布式能源與儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，增強(qiáng)電網(wǎng)抗擾性和穩(wěn)定性。

智能化管理：結(jié)合云端平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)測(cè)分析及智能調(diào)度。

結(jié)論

微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器是現(xiàn)代電力系統(tǒng)不可或缺的關(guān)鍵組件，特別是在企業(yè)儲(chǔ)能電站中，它通過(guò)數(shù)據(jù)采集、智能的策略優(yōu)化和安全的系統(tǒng)管理，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。以ACCU-100為代表的協(xié)調(diào)控制器，將在推動(dòng)新能源消納、降低用電成本和提高電網(wǎng)效率等方面發(fā)揮更大的作用。

審核編輯 黃宇