摘要

隨著“雙碳”戰略的深入實施和電力體制改革的不斷推進，微電網及儲能技術成為企業實現能源降本增效、綠色低碳發展的重要手段。Acrel2000MG微電網能量管理系統（EMS）作為一套成熟的儲能能量管理平臺，廣泛應用于光儲充一體化的企業儲能電站中。本文基于系統解決方案，探討其核心功能、系統架構、控制策略及典型應用案例，展示其在保障電力安全、提高新能源利用率、優化用能結構等方面的綜合效益。

關鍵詞：儲能系統；微電網；能量管理系統；Acrel2000MG；光儲充一體化；削峰填谷；需求響應

1. 背景與需求分析

全球能源緊張、電價上漲、用電需求激增以及新能源大規模并網使得企業用能形勢日益復雜。傳統用電方式已難以滿足企業在安全性、經濟性及靈活性方面的需求。微電網與儲能系統的結合，為企業提供了自主供電與智能調度的新模式。根據市場統計，國內10kV及以上電壓等級的工商業用戶超過200萬戶，潛在微電網市場總規模可達20萬億元。

國家政策層面也持續發力：從2015年起，相關政策密集出臺，支持微電網及儲能發展，強調新能源就地消納、提升配電靈活性，并鼓勵通過智能控制實現經濟運行。

企業需求

2. 儲能場景

微電網系統：

由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監控、保護裝置匯集而成的小型發配電系統，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統。

2.1 系統分類：

企業微電網主要由光伏、風電、儲能系統、充電設施、可控負荷和能量管理系統構成，具備自主管理、自我保護、自我控制的能力。按運行方式可分為并網型與離網型，適應不同企業場景。

并網型：既可以與外部電網連接運行，也支持離網獨立運行，以并網為主。

離網型：不與外部電網聯網，實現電能自發自用，功率平衡微電網。

2.2 電網模式

2.3 微電網組成

2.4 微電網組成部分

儲能系統包括：

電池單元：以磷酸鐵鋰或液流電池為主，支持模塊化擴展。

儲能變流器（PCS）：實現并/離網切換、有功無功控制、黑啟動等功能。

電池管理系統（BMS）：實現電池狀態監測、均衡控制、故障預警。

集裝箱化集成：配置消防、空調、照明、通信等輔助系統。

3. 微電網能量管理系統

微電網系統解決方案，通過在企業內部的源、網、荷、儲、充的各個關鍵節點安裝安科瑞自主研發的各類監測、分析、保護、治理裝置；通過控制、計量、通信等技術，將分布式電源、儲能系統、可控負荷、電動汽車、電能路由器聚合在一起；平臺根據電網價格、用電負荷、電網調度指令等情況，靈活調整微電網控制策略并下發給儲能、充電樁、逆變器等系統與設備，確保企業微電網始終安全、可靠、節約、經濟、低碳的運行。

Acrel2000MG微電網能量管理系統基于控制與通信技術，通過源網荷儲充的全鏈路監測和協調，實現企業儲能電站的運行。

3.1 功能特點

實時監測與診斷

系統對光伏、風電、儲能、充電樁及負荷情況實現全景式監控，支持故障告警、電能質量分析、運行狀態展示等功能。

協調控制與智能調度

支持多種控制策略：

削峰填谷（低谷充電、高峰放電）

動態擴容（減輕配電設備負荷）

平抑波動（緩解新能源出力不穩定）

后備電源（應對主網斷電）

通過預測算法（如BP神經網絡與LSTM模型），系統能對光伏/風電功率進行預測，為儲能調度提供決策支撐。

節能與經濟效益提升

系統實現對電價、負荷曲線、購電策略等參數的智能優化，顯著提升綠電使用率，降低企業用電成本，延長電網設備使用壽命。

3.2 控制邏輯

3.3 系統界面

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

儲能監控

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。

光伏監測

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

光伏預測

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。

風電監控

風力發電系統總出力情況

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)

風力/風速/氣壓/環境溫濕度監測

并網電能質量監測及分析

充電樁監測

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。

電能質量

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。

4. 硬件設備

5.應用場景

6. 典型應用案例分析

案例一：江陰風光儲充微電網系統

光伏容量：118kW

風電容量：10kW

儲能配置：50kW/100kWh

充電樁：7kW交流樁20臺、60kW直流樁2臺、120kW直流樁1臺

應用場景：企業餐廳及展廳供電

效益模式：峰谷套利、備用電源、局部削峰

系統通過Acrel2000MG實現了光儲協同運行、充電負荷調節、備用供電切換等多種運行策略。

案例二：武漢正弦電氣光儲微電網

電池類型：全釩液流電池

電池容量：70kW/140kWh

光伏裝機：100kW

應用模式：支持削峰填谷、備用電源切換

特點：環保型儲能電池、低維護、適應性強

該項目充分發揮EMS系統在穩定性與經濟性方面的優勢，實現了新能源的利用與成本控制。

總結

儲能能量管理系統在企業儲能電站中具有不可替代的重要作用。通過Acrel2000MG系統的應用，企業可實現對電能的精細化管理與優化調度，有效提升用能效率，降低運行成本，增強應對極端天氣與電力波動的能力。

未來，隨著儲能成本進一步降低及政策支持深化，基于能量管理系統的微電網解決方案將成為企業綠色轉型和智能能源管理的重要路徑。

審核編輯 黃宇