摘要

隨著能源轉型的加速，企業(yè)微電網作為一種高效、靈活的能源解決方案，正逐漸成為企業(yè)實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的重要手段。安科瑞Acrel-2000MG微電網能量管理系統(tǒng)，能夠對企業(yè)微電網的源（市電、分布式光伏、微型風機）、網（企業(yè)內部配電網）、荷（固定負荷和可調負荷）、儲能系統(tǒng)、新能源汽車充電負荷進行實時監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級控制功能，滿足微電網運行監(jiān)視全面化、安全分析智能化、調整控制前瞻化、全景分析動態(tài)化的需求。本文詳細介紹了Acrel-2000MG微電網能量管理系統(tǒng)的架構、功能及應用案例，探討了其在企業(yè)微電網中的應用效果及未來發(fā)展趨勢，旨在為企業(yè)實現(xiàn)能源高效利用和可持續(xù)發(fā)展提供參考。

關鍵詞

安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)；企業(yè)微電網；能量管理；優(yōu)化策略

一、引言

在全球能源危機日益凸顯、能源需求不斷增加以及新能源技術持續(xù)發(fā)展的背景下，新能源發(fā)電應用日益廣泛，并逐步構建起新型能源與電力市場。而微電網技術的提出，為高效利用這些新能源電力開辟了重要的技術途徑。由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置以及相關負荷與監(jiān)控、保護裝置匯聚而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，乃是一個可以實現(xiàn)自我控制、自我保護以及自我管理的自治系統(tǒng)。其運行模式分為并網型和離網型，并網型既可與外部電網連接進行運行，又支持離網狀態(tài)下獨立運行，且主要以并網方式運行；離網型不與外部電網聯(lián)網，能夠實現(xiàn)電能的自發(fā)自用，是功率平衡的微電網。

然而，微電網的高效運行離不開先進的能量管理系統(tǒng)。安科瑞Acrel-2000MG微電網能量管理系統(tǒng)正是在這樣的背景下應運而生，它可對企業(yè)微電網的各類組成部分進行全面管控，實現(xiàn)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，有助于新能源的高效利用、資源的合理分配以及微電網的安全與穩(wěn)定，減少電網建設投資，提升企業(yè)能源利用率，降低運行成本，從而達到節(jié)能降耗的目的。因此，深入研究安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)在企業(yè)微電網中的應用具有重要的現(xiàn)實意義。

二、企業(yè)微電網與能量管理系統(tǒng)概述

2.1 企業(yè)微電網的構成與特點

企業(yè)微電網是一個復雜的系統(tǒng)，通常由多種分布式電源、儲能系統(tǒng)、負荷以及內部配電網組成。分布式電源包括太陽能光伏板、微型風力發(fā)電機等，它們利用可再生能源發(fā)電，具有清潔、環(huán)保的特點。以太陽能光伏為例，其通過光伏效應將太陽能轉化為電能，在陽光充足的地區(qū)，可為企業(yè)提供大量的電力支持。儲能系統(tǒng)則起到調節(jié)電力供需的作用，常見的儲能設備有鋰電池等，能夠在電力過剩時儲存能量，在電力短缺時釋放能量，確保微電網的穩(wěn)定運行。

企業(yè)微電網的負荷可分為固定負荷和可調負荷。固定負荷如企業(yè)的一些關鍵生產設備，其用電需求相對穩(wěn)定；可調負荷如部分非關鍵生產設備、照明系統(tǒng)等，可根據(jù)微電網的整體運行情況進行調整。企業(yè)內部配電網負責將分布式電源產生的電能、儲能系統(tǒng)釋放的電能以及從市電獲取的電能合理分配到各個負荷端，保障企業(yè)的正常生產運營。

與傳統(tǒng)電網相比，企業(yè)微電網具有顯著的特點。一方面，它能夠充分利用企業(yè)內部的分布式能源資源，實現(xiàn)能源的就地生產和消費，減少了輸電過程中的損耗，提高了能源利用效率。另一方面，微電網具有較高的靈活性和自主性，在電網故障或停電時，能夠迅速切換到離網運行模式，保障企業(yè)關鍵負荷的持續(xù)供電，提高了供電的可靠性。

2.2 能量管理系統(tǒng)對企業(yè)微電網的重要性

能量管理系統(tǒng)猶如企業(yè)微電網的“智慧大腦”，對微電網的穩(wěn)定、高效運行起著至關重要的作用。在微電網中，分布式電源的輸出功率受到自然條件（如光照強度、風速等）的影響，具有間歇性和波動性；負荷的用電需求也會隨著企業(yè)生產活動的變化而時刻改變。如果沒有有效的能量管理系統(tǒng)，微電網很容易出現(xiàn)電力供需失衡的情況，導致電壓波動、頻率不穩(wěn)定等問題，影響企業(yè)的正常生產。

能量管理系統(tǒng)通過實時監(jiān)測微電網中源、網、荷、儲的運行狀態(tài)，能夠準確掌握微電網的整體運行情況。當分布式電源輸出功率過高時，能量管理系統(tǒng)可控制儲能系統(tǒng)進行充電，儲存多余的電能；當負荷用電需求增加且分布式電源輸出功率不足時，能量管理系統(tǒng)可調度儲能系統(tǒng)放電，或者從市電獲取電能，確保電力的穩(wěn)定供應。同時，能量管理系統(tǒng)還能根據(jù)電網價格、用電負荷、電網調度指令等因素，優(yōu)化微電網的運行策略，實現(xiàn)能源的高效利用和成本的降低。例如，在峰谷電價時段，合理安排儲能系統(tǒng)的充放電，利用低谷電價充電，高峰電價放電，為企業(yè)節(jié)省電費支出。

三、安科瑞Acrel-2000MG微電網能量管理系統(tǒng)解析

3.1 系統(tǒng)架構

安科瑞Acrel-2000MG微電網能量管理系統(tǒng)采用了先進的分層分布式架構，主要包括感知層、傳輸層、平臺層和應用層。感知層負責采集微電網中各類設備的實時數(shù)據(jù)，如分布式電源的發(fā)電功率、儲能系統(tǒng)的充放電狀態(tài)、負荷的用電功率等。這一層部署了大量的傳感器和智能電表等設備，它們能夠精確地感知設備的運行參數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)轉換為電信號或數(shù)字信號。

傳輸層則承擔著數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹厝危鼘⒏兄獙硬杉降臄?shù)據(jù)通過有線或無線通信網絡傳輸?shù)狡脚_層。常見的通信方式有以太網、光纖、4G/5G等，這些通信技術具有高速、穩(wěn)定的特點，能夠確保數(shù)據(jù)的實時、準確傳輸，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和決策提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

平臺層是整個系統(tǒng)的核心，它基于大數(shù)據(jù)、云計算等技術，對傳輸層傳來的數(shù)據(jù)進行存儲、處理和分析。通過建立復雜的數(shù)學模型和算法，平臺層能夠對微電網的運行狀態(tài)進行實時評估和預測，為應用層提供決策依據(jù)。例如，利用歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，通過機器學習算法預測分布式電源的發(fā)電功率和負荷的用電需求，以便提前制定合理的運行策略。

應用層則為用戶提供了直觀、便捷的操作界面，用戶可以通過該界面實時監(jiān)控微電網的運行情況，查看各類數(shù)據(jù)報表，還能根據(jù)實際需求調整微電網的控制策略。應用層的功能豐富多樣，涵蓋了實時監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級控制等多個方面，滿足了不同用戶對微電網管理的需求。

3.2 系統(tǒng)功能

3.2.1 實時監(jiān)控功能

安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)能夠對微電網的源、網、荷、儲能系統(tǒng)、新能源汽車充電負荷等進行全方位的實時監(jiān)控。在源端，可實時監(jiān)測分布式光伏電站的發(fā)電功率、微型風機的運行狀態(tài)以及市電的接入情況，通過直觀的界面展示各發(fā)電設備的實時數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)圖標，讓用戶一目了然。對于儲能系統(tǒng)，能實時監(jiān)測其電池的電壓、電流、荷電狀態(tài)（SOC）、充放電功率等關鍵參數(shù)，準確掌握儲能系統(tǒng)的工作狀態(tài)。在負荷端，可實時監(jiān)測固定負荷和可調負荷的用電功率、電流等信息，了解企業(yè)內部各用電設備的用電情況。對于新能源汽車充電負荷，系統(tǒng)能實時監(jiān)測充電樁的工作狀態(tài)、充電電流、充電功率以及充電車輛的相關信息，實現(xiàn)對充電過程的全面監(jiān)控。

3.2.2 診斷告警功能

該系統(tǒng)具備強大的診斷告警能力，能夠實時對微電網中的設備運行數(shù)據(jù)進行分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，立即發(fā)出告警信號。例如，當分布式光伏電站的發(fā)電功率出現(xiàn)異常波動，或者儲能系統(tǒng)的電池溫度過高、電壓過高等情況時，系統(tǒng)會迅速捕捉到這些異常信息，并通過聲光報警、短信通知、郵件提醒等多種方式告知用戶。同時，系統(tǒng)還能對告警信息進行詳細分類和記錄，方便用戶查詢和追溯，幫助用戶及時發(fā)現(xiàn)和解決微電網運行中的問題，保障微電網的安全穩(wěn)定運行。

3.2.3 全景分析功能

安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)通過對采集到的海量數(shù)據(jù)進行深度挖掘和分析，為用戶提供微電網的全景分析。它能夠從多個維度對微電網的運行情況進行評估，如能源生產與消費分析、電能質量分析、經濟成本分析等。在能源生產與消費方面，系統(tǒng)可分析分布式電源的發(fā)電量占比、不同時段的能源供需平衡情況等；在電能質量分析上，能監(jiān)測電網的電壓偏差、頻率偏差、諧波含量等指標，評估電能質量是否符合標準；在經濟成本分析中，可計算微電網的運行成本，包括電費支出、設備維護成本等，以及通過優(yōu)化運行策略帶來的經濟效益提升情況。通過這些全景分析，用戶能夠全面了解微電網的運行狀況，為制定合理的決策提供有力支持。更多資料請聯(lián)系安科瑞陳芳芳136/119655/14

3.2.4 有序管理功能

在微電網的運行管理方面，安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用。它可對分布式電源、儲能系統(tǒng)、負荷等進行有序管理，實現(xiàn)資源的合理分配。例如，根據(jù)企業(yè)的生產計劃和用電需求，合理安排分布式電源的發(fā)電計劃，優(yōu)先利用可再生能源發(fā)電，降低對市電的依賴。對于儲能系統(tǒng)，可根據(jù)電網價格和用電負荷情況，制定合理的充放電計劃，實現(xiàn)峰谷套利，降低企業(yè)用電成本。在負荷管理方面，可對可調負荷進行優(yōu)化調度，在用電高峰時段適當削減非關鍵負荷的用電需求，保障關鍵負荷的穩(wěn)定供電，同時避免因負荷過大導致的電網故障或額外費用支出。

3.2.5 高級控制功能

系統(tǒng)支持多種高級控制策略，以滿足微電網在不同運行場景下的需求。例如，削峰填谷策略，通過在用電低谷時段控制儲能系統(tǒng)充電，在用電高峰時段控制儲能系統(tǒng)放電，調節(jié)微電網的負荷曲線，降低電網的峰谷差，提高電網的穩(wěn)定性和可靠性；需量控制策略，可根據(jù)企業(yè)與電網簽訂的需量合同，合理控制微電網的用電需量，避免因需量超標而產生的高額罰款；動態(tài)擴容策略，當企業(yè)用電需求突然增加時，通過優(yōu)化微電網的運行方式，如調度儲能系統(tǒng)放電、增加分布式電源的發(fā)電功率等，實現(xiàn)微電網的動態(tài)擴容，滿足企業(yè)的臨時用電需求，而無需進行大規(guī)模的電網改造。

3.3 系統(tǒng)特點

3.3.1 能源高效利用

安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)通過優(yōu)化控制策略，能夠實現(xiàn)新能源的高效利用。例如，在光照充足時，優(yōu)先利用分布式光伏電站發(fā)電，并將多余的電能儲存到儲能系統(tǒng)中；在風力較大時，充分發(fā)揮微型風機的發(fā)電能力。通過合理調度分布式電源和儲能系統(tǒng)，提高了可再生能源在微電網中的消納比例，減少了對傳統(tǒng)能源的依賴，從而提升了能源利用效率。據(jù)實際應用案例統(tǒng)計，采用該系統(tǒng)后，企業(yè)微電網中可再生能源的利用率平均可提高20% - 30%。

3.3.2 經濟性提升

該系統(tǒng)能夠顯著提升企業(yè)微電網的經濟性。一方面，通過峰谷套利策略，利用低谷電價時段充電，高峰電價時段放電，為企業(yè)節(jié)省大量的電費支出。另一方面，通過優(yōu)化能源分配和管理，降低了微電網的運行成本，如減少設備的不必要損耗、合理安排設備維護計劃等。同時，系統(tǒng)還能幫助企業(yè)參與電力市場交易，通過合理的電力買賣策略，獲取額外的經濟收益。某企業(yè)在使用安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)后，每年的電費支出降低了15% - 20%，綜合經濟效益顯著提升。

3.3.3 穩(wěn)定性增強

安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)具備完善的保護機制和穩(wěn)定控制策略，能夠有效增強微電網的穩(wěn)定性。在電網出現(xiàn)故障或電壓、頻率波動時，系統(tǒng)可迅速采取措施，如切換到離網運行模式、調整分布式電源和儲能系統(tǒng)的輸出功率等，保障微電網內關鍵負荷的持續(xù)供電，避免因電網問題導致企業(yè)生產中斷。系統(tǒng)還能實時監(jiān)測微電網的電能質量，對電壓偏差、諧波等問題進行及時治理，確保微電網輸出的電能符合高質量標準，為企業(yè)的生產設備提供穩(wěn)定可靠的電力供應。

3.3.4 兼容性良好

系統(tǒng)具有出色的兼容性，能夠支持多種規(guī)約協(xié)議，包括Modbus TCP/RTU、DL/T645 - 07/97、IEC60870 - 5 - 101/103/104、MQTT、CDT、第三方協(xié)議定制等。這使得它能夠與不同廠家生產的分布式電源、儲能系統(tǒng)、智能電表等設備進行無縫對接，實現(xiàn)對微電網中各類設備的統(tǒng)一監(jiān)控和管理。無論企業(yè)微電網采用何種品牌和型號的設備，Acrel-2000MG系統(tǒng)都能輕松適配，為企業(yè)提供便捷的一站式解決方案。

審核編輯 黃宇