背景：隨著全球能源危機、用能增加以及新能源技術的增加，新能源發(fā)電越來越廣，并逐步形成新型能源與電力市場，但新能源的能量密度普遍偏低，進行大功率發(fā)電還需要挑選適合的位置場地，因此屬于間歇式電源。而微電網技術的提出，為高效利用這些新能源電力提供了重要的技術方向。

一、高能耗時代，微電網能量管理面臨哪些挑戰(zhàn)？

在當今高能耗時代，微電網能量管理正面臨著諸多嚴峻挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)猶如一道道難題，阻礙著微電網的高效穩(wěn)定運行，亟待我們去解決。

電價上漲與成本壓力：隨著能源市場的波動以及能源供應成本的增加，工商業(yè)電價持續(xù)攀升 ，這讓企業(yè)的用電成本大幅提高。據相關數據顯示，部分地區(qū)的工業(yè)電價漲幅甚至突破了 30% 。同時，尖峰電價機制的實施，使得企業(yè)在用電高峰時段需要支付更高的費用。為了降低容量電費與度電成本，企業(yè)迫切需要通過柔性負荷調節(jié)等方式來優(yōu)化用電，但這并非易事，因為傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)難以實現(xiàn)精準的負荷控制。

新能源發(fā)電不穩(wěn)定：分布式光伏裝機量在近年來激增，成為了微電網中的重要能源來源。然而，光伏發(fā)電受天氣、時間等因素影響巨大，具有很強的波動性。一旦天氣突變，如云層遮擋陽光，光伏發(fā)電功率就會急劇下降，導致供需失衡。而傳統(tǒng)配電網的調節(jié)能力有限，無法快速有效地應對這種新能源發(fā)電的不穩(wěn)定，使得微電網的供電穩(wěn)定性受到嚴重威脅。

政策合規(guī)壓力：在 “雙碳” 目標的大背景下，碳排放雙控、綠電消納比例考核等政策相繼出臺。這些政策要求企業(yè)必須建立可追溯的能源管理閉環(huán)，準確監(jiān)測和管理能源的使用和碳排放情況 。對于企業(yè)而言，要滿足這些政策要求，就需要投入大量的人力、物力和財力來建立和完善能源管理體系，這無疑增加了企業(yè)的運營成本和管理難度。

技術壁壘與設備協(xié)同問題：微電網涉及多種設備，如光伏逆變器、配電柜、生產線、電池簇、充電樁等，不同設備往往來自不同廠家，其通信協(xié)議和接口各不相同，導致多設備協(xié)議不互通 。一旦出現(xiàn)故障，80% 的情況需要跨系統(tǒng)排查，人工巡檢耗時超 4 小時 / 次，這大大增加了運維的難度和成本，也影響了微電網的運行效率和可靠性。

安全風險：電池過充是一個常見的安全隱患，如果電池管理系統(tǒng)出現(xiàn)故障或控制不當，就可能導致電池過充，引發(fā)火災甚至爆炸等嚴重事故 。網絡攻擊也日益成為微電網安全的一大威脅，黑客可能會入侵微電網的控制系統(tǒng)，篡改數據、干擾正常運行，這些安全風險導致運維成本增加 30% 。

二、Acrel-2000MG充電站微電網能量管理系統(tǒng)（采購/詢價：安科瑞曹經理137/7441/3253）

1.平臺概述

Acrel-2000MG微電網能量管理系統(tǒng)，是我司根據新型電力系統(tǒng)下微電網監(jiān)控系統(tǒng)與微電網能量管理系統(tǒng)的要求，總結國內外的研究和生產的經驗，專門研制出的企業(yè)微電網能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入，進行數據采集分析，直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電站運行狀態(tài)及健康狀況，是一個集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎上以經濟優(yōu)化運行為目標，促進可再生能源應用，提高電網運行穩(wěn)定性、補償負荷波動；有效實現(xiàn)用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。

微電網能量管理系統(tǒng)應采用分層分布式結構，整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層：設備層、網絡通信層和站控層。站級通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

2.平臺適用場合

系統(tǒng)可應用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

3.系統(tǒng)架構

本平臺采用分層分布式結構進行設計，即站控層、網絡層和設備層，詳細拓撲結構如下：

圖1典型微電網能量管理系統(tǒng)組網方式

三、充電站微電網能量管理系統(tǒng)解決方案

1.實時監(jiān)測

微電網能量管理系統(tǒng)人機界面友好，應能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測光伏、風電、儲能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。其中，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計值；狀態(tài)參數主要有：開關狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理，使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設置等。

系統(tǒng)應可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理，能夠根據儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警，并支持定期的電池維護。

微電網能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網光伏、風電、儲能、充電站及總體負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求，也可將充電，儲能及光伏系統(tǒng)信息進行顯示。

圖1系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。

1.1光伏界面

圖2光伏系統(tǒng)界面

本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數據進行展示。

1.2儲能界面

圖3儲能系統(tǒng)界面

本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖4儲能系統(tǒng)PCS參數設置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數進行設置，包括開關機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

圖5儲能系統(tǒng)BMS參數設置界面

本界面用來展示對BMS的參數進行設置，主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖6儲能系統(tǒng)PCS電網側數據界面

本界面用來展示對PCS電網側數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數等。

圖7儲能系統(tǒng)PCS交流側數據界面

本界面用來展示對PCS交流側數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數、溫度值等。同時針對交流側的異常信息進行告警。

圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側數據界面

本界面用來展示對PCS直流側數據，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側的異常信息進行告警。

圖9儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來展示對PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖10儲能電池狀態(tài)界面

本界面用來展示對BMS狀態(tài)信息，主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數據信息以及告警信息等，同時展示當前儲能電池的SOC信息。

圖11儲能電池簇運行數據界面

本界面用來展示對電池簇信息，主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應的位置。

1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來展示對充電站系統(tǒng)信息，主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費用，變化曲線、各個充電站的運行數據等。

1.5視頻監(jiān)控界面

圖14微電網視頻監(jiān)控界面

本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面，且通過不同的配置，實現(xiàn)預覽、回放、管理與控制等。

1.6發(fā)電預測

系統(tǒng)應可以通過歷史發(fā)電數據、實測數據、未來天氣預測數據，對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預測，并展示合格率及誤差分析。根據功率預測可進行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃，便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖15光伏預測界面

1.7策略配置

系統(tǒng)應可以根據發(fā)電數據、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息，進行系統(tǒng)運行模式的設置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、防逆流、有序充電、動態(tài)擴容等。

具體策略根據項目實際情況（如儲能柜數量、負載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進行接口適配和策略調整，同時支持定制化需求。

圖16策略配置界面

1.8運行報表

應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設備*時間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能、尖峰平谷時段電量等。

圖17運行報表

1.9實時報警

應具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠對各子系統(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關閉等遙信變位，及設備內部的保護動作或事故跳閘時應能發(fā)出告警，應能實時顯示告警事件或跳閘事件，包括保護事件名稱、保護動作時刻；并應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關人員。

圖18實時告警

1.10歷史事件查詢

應能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數、電芯溫度（鋰離子電池）、壓力（液流電池）、光照、風速、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

圖19歷史事件查詢

四、硬件清單列表

五、實際案例介紹

江陰某光儲充微電網項目：江陰風光儲充微電網系統(tǒng)采用0.4kV并網，光伏配合儲能系統(tǒng)滿足內部需求的情況下，實現(xiàn)峰谷套利、備用電源等運行模式。 1.光伏系統(tǒng)：車棚光伏裝機容量118kW，通過9臺逆變器接入系統(tǒng) 2.風電系統(tǒng)：風機安裝在餐廳樓后，裝機容量10kW，通過2臺逆變器接入系統(tǒng) 3.儲能系統(tǒng)：集裝箱內安放儲能系統(tǒng)，裝機容量50kW/100kWh 4.充電樁系統(tǒng) ：7kW交流樁20臺; 60kW直流樁2臺； 120kW直流樁1臺。 5.負荷系統(tǒng) ：主要為餐廳、展廳進行供電，負荷功率約70kW。

拓撲圖

現(xiàn)場安裝圖片

儲能集裝箱 車棚光伏 充電樁

六、未來展望

展望未來，微電網能量管理系統(tǒng)有望朝著更加智能化、高效化和綠色化的方向邁進。隨著人工智能、大數據、物聯(lián)網等技術的不斷發(fā)展和融合應用，微電網能量管理系統(tǒng)將能夠實現(xiàn)更加精準的負荷預測、更加優(yōu)化的能源調度以及更加智能的安全防護 。同時，隨著新能源技術的不斷突破和成本的降低，微電網中新能源的占比將進一步提高，微電網能量管理系統(tǒng)也將在促進新能源消納、推動能源轉型方面發(fā)揮更加重要的作用 。

審核編輯 黃宇