易允恒 安科瑞電氣股份有限公司

摘要 隨著可再生能源滲透率持續(xù)提升，電網(wǎng)穩(wěn)定性與消納能力面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本文以安科瑞EMS 3.0光儲(chǔ)協(xié)同平臺(tái)為核心，提出分層優(yōu)化控制架構(gòu)，通過虛擬同步機(jī)技術(shù)、深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)（DRL）算法及多場(chǎng)景適配機(jī)制，解決高比例新能源并網(wǎng)下的功率振蕩、消納不足與經(jīng)濟(jì)性難題。實(shí)證表明，該平臺(tái)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、數(shù)據(jù)中心等場(chǎng)景中可實(shí)現(xiàn)光伏消納率≥92%、頻率波動(dòng)抑制至±0.1Hz、投資回收期縮短至4-6年，為新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供技術(shù)范式。

一、引言

1.1 問題背景

全球趨勢(shì)：2024年全球可再生能源發(fā)電占比達(dá)35%，中國(guó)“十四五”規(guī)劃要求2030年風(fēng)電/光伏裝機(jī)超1200GW（國(guó)家能源局，2023）；

核心挑戰(zhàn)：

功率振蕩風(fēng)險(xiǎn)：西班牙2023年大停電事件暴露新能源并網(wǎng)穩(wěn)定性缺陷（負(fù)荷驟降10GW）；

消納瓶頸：中國(guó)分布式光伏平均棄光率12%（CPIA，2024）；

政策約束：2025年“430”政策強(qiáng)制儲(chǔ)能配置≥15%+2小時(shí)，防逆流閾值≤3%。

1.2 研究目標(biāo)

設(shè)計(jì)多場(chǎng)景自適應(yīng)光儲(chǔ)協(xié)同平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)：

新能源消納率≥90%；

頻率波動(dòng)≤±0.1Hz；

滿足2025年政策合規(guī)要求。

二、EMS 3.0技術(shù)架構(gòu)與創(chuàng)新

2.1 分層控制架構(gòu)

2.2 核心技術(shù)創(chuàng)新

虛擬同步機(jī)技術(shù)（VSG 2.0）

機(jī)制：儲(chǔ)能系統(tǒng)模擬同步發(fā)電機(jī)阻尼特性，提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量支撐；

效果：

頻率波動(dòng)從±0.5Hz抑制至±0.1Hz；

西班牙電網(wǎng)振蕩事件復(fù)現(xiàn)測(cè)試中，系統(tǒng)未觸發(fā)解列。

陰影自適應(yīng)MPPT算法

創(chuàng)新點(diǎn)：融合擾動(dòng)觀察法（P&O）與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN），實(shí)時(shí)識(shí)別組件遮擋模式；

效益：復(fù)雜遮擋環(huán)境下發(fā)電效率提升18%（農(nóng)業(yè)大棚實(shí)測(cè)）。

多目標(biāo)DRL優(yōu)化模型

輸入：電價(jià)信號(hào)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、氣象數(shù)據(jù)；

輸出：光儲(chǔ)充協(xié)同策略（秒級(jí)更新）；

目標(biāo)函數(shù)： math

三、多場(chǎng)景實(shí)證分析

3.1 工業(yè)場(chǎng)景：半導(dǎo)體芯片制造廠（上海）

3.2 農(nóng)業(yè)場(chǎng)景：智慧棉田（新疆）

3.3 新型場(chǎng)景：液冷數(shù)據(jù)中心（貴州）

四、討論與政策響應(yīng)

4.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性

投資回收期：

政策合規(guī)性：100%滿足“430”政策儲(chǔ)能配置與3%防逆流閾值。

4.2 政策建議

電網(wǎng)側(cè)：

將虛擬同步機(jī)技術(shù)納入并網(wǎng)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)（參考IEEE 1547-2024）；

建立跨區(qū)域調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)，補(bǔ)償速率≥1元/MW·s。

用戶側(cè)：

對(duì)高消納率項(xiàng)目減免容量電費(fèi)（如消納≥90%減收30%）；

將光儲(chǔ)系統(tǒng)納入綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50378-2025）。

五、結(jié)論

安科瑞EMS 3.0平臺(tái)通過三大突破重構(gòu)新能源并網(wǎng)范式：

穩(wěn)定性革新：VSG 2.0技術(shù)將頻率波動(dòng)抑制至±0.1Hz，根治功率振蕩風(fēng)險(xiǎn)；

經(jīng)濟(jì)性躍升：DRL模型提升光儲(chǔ)收益30%，回收期縮短至4-6年；

政策前瞻性：分層架構(gòu)適配全球并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，滿足2025年“430”等嚴(yán)苛政策。

未來(lái)研究將探索氫儲(chǔ)能在長(zhǎng)時(shí)調(diào)節(jié)中的應(yīng)用，進(jìn)一步完善零碳能源生態(tài)。

審核編輯 黃宇