摘要

本文探討了微電網(wǎng)能源管理方案在企業(yè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用。通過對安科瑞微電網(wǎng)智慧能源平臺(tái)EMS3.0的分析，展示其在光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁等多模塊協(xié)同管理中的優(yōu)勢，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)用能成本優(yōu)化、新能源消納提升和能效管理提供了一體化解決方案。

關(guān)鍵詞

微電網(wǎng)，能源管理，源網(wǎng)荷儲(chǔ)充，智慧能源，碳中和

1. 引言

全球“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)背景下，企業(yè)對可靠的能源管理需求日益增加，在新型電力系統(tǒng)中，負(fù)荷側(cè)資源不再是單純消耗的“消費(fèi)者”，而是既消耗電能又可生產(chǎn)電能的“產(chǎn)消者”。比如，電力用戶利用屋頂建設(shè)光伏發(fā)電，富余時(shí)可以把電賣給電網(wǎng)，不足時(shí)從電網(wǎng)買電。電動(dòng)汽車可以在用電低谷時(shí)充電，在用電高峰時(shí)向電網(wǎng)放電。在這么復(fù)雜的一個(gè)電力系統(tǒng)下，怎么提高新能源的消納，上了充電樁以后企業(yè)變壓器否存在超容的情況，那么對企業(yè)管理人員來說如何去管理及預(yù)防隱患就形成了新的挑戰(zhàn)，源網(wǎng)荷儲(chǔ)充系統(tǒng)的核心挑戰(zhàn)在于互補(bǔ)與優(yōu)化調(diào)度，微電網(wǎng)智慧能源平臺(tái)的作用：協(xié)調(diào)管理復(fù)雜的電力資源，提升系統(tǒng)效率。

2.什么是EMS3.0?

EMS3.0是指第三代能源管理系統(tǒng)（Energy Management System），結(jié)合技術(shù)發(fā)展和市場需求，為企業(yè)提供智能化、多功能化的能源管理解決方案。具體而言，它是針對微電網(wǎng)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)而設(shè)計(jì)能源管理平臺(tái)，旨在實(shí)現(xiàn)能源的調(diào)度與優(yōu)化管理。

2.1定義

EMS3.0是基于傳統(tǒng)能源管理系統(tǒng)（EMS1.0和2.0）優(yōu)化和升級而來，增加了對新能源（如光伏發(fā)電）、儲(chǔ)能系統(tǒng)和充電樁的綜合管理功能。它不僅解決了用戶側(cè)的電力問題，還實(shí)現(xiàn)了用電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、分析和優(yōu)化調(diào)度。

1.0時(shí)代，解決了用戶側(cè)某一特定場景的用電相關(guān)問題

2.0時(shí)代，通過一個(gè)平臺(tái)解決了不用行業(yè)用戶側(cè)大部分用電相關(guān)問題

3.0時(shí)代，基于2.0的數(shù)據(jù)，提供光儲(chǔ)充能量管理

2.2核心功能

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能優(yōu)化

發(fā)電與負(fù)荷預(yù)測：基于歷史數(shù)據(jù)和算法，預(yù)測光伏發(fā)電功率和用戶負(fù)荷，提升新能源的就地消納能力。

經(jīng)濟(jì)規(guī)劃：采用魯棒優(yōu)化算法，為企業(yè)提供經(jīng)濟(jì)的容量配置方案。

2.3統(tǒng)一調(diào)度與協(xié)調(diào)

集成光伏、儲(chǔ)能和充電樁等設(shè)備，通過算法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度，確保企業(yè)電網(wǎng)運(yùn)行。

提供本地控制器，支持脫離云平臺(tái)時(shí)的基本調(diào)度功能。

2.4儲(chǔ)能優(yōu)化

削峰填谷：通過儲(chǔ)能設(shè)備低谷時(shí)充電、高峰時(shí)放電，降低企業(yè)基礎(chǔ)電費(fèi)。

需量控制：實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)儲(chǔ)能充放電功率，控制需量電費(fèi)。

柔性擴(kuò)容：在用電高峰時(shí)快速放電，滿足超出變壓器容量的用電需求。

2.5有序充電

通過實(shí)時(shí)監(jiān)測企業(yè)區(qū)域用電負(fù)荷，采用先入先充、競價(jià)策略、邀約策略等方式，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰充電，優(yōu)化用能。

2.6虛擬電廠與電力交易

支持將分散的用能設(shè)備（如儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏）接入虛擬電廠，通過與電網(wǎng)協(xié)同參與電力交易，獲得收益。

3. 技術(shù)架構(gòu)

微電網(wǎng)智慧能源平臺(tái)的架構(gòu)圖。除了接入的傳統(tǒng)保護(hù)、計(jì)量等裝置以外，還要接入光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、充電樁等，系統(tǒng)根據(jù)微電網(wǎng)里的各個(gè)環(huán)節(jié)的狀態(tài)，通過算法進(jìn)行能量管理、統(tǒng)一調(diào)度，最終做到使用戶側(cè)復(fù)雜的微電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)可以智能協(xié)調(diào)運(yùn)行。

其中本地協(xié)調(diào)控制器內(nèi)置基礎(chǔ)算法，脫離平臺(tái)也可以確保基本調(diào)度。

3.1能源規(guī)劃

在沒有建設(shè)光伏儲(chǔ)能的時(shí)候，我們能夠通過企業(yè)過去的歷史數(shù)據(jù)來算經(jīng)濟(jì)容量規(guī)劃方案

采用魯棒優(yōu)化方法進(jìn)行優(yōu)化配置，提供經(jīng)濟(jì)容量規(guī)劃方案

3.2核心功能

提高新能源消納

儲(chǔ)能峰谷套利

削峰填谷——降低基礎(chǔ)電費(fèi)

柔性擴(kuò)容

有序充電

平臺(tái)通過采集并監(jiān)測企業(yè)區(qū)域用電負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)有序充電主要有5個(gè)策略：先入先充、競價(jià)策略、保障策略、邀約策略、平均策略。最終實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰用電

虛擬電廠與電力交易

3.3平臺(tái)界面

概況介紹

儲(chǔ)能能源界面

能耗分析看板

4. 應(yīng)用場景

智慧工廠：為工業(yè)企業(yè)提供能耗監(jiān)測與優(yōu)化，提高用電安全性與經(jīng)濟(jì)性。

光儲(chǔ)充微電網(wǎng)：集成光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)和充電樁，提升新能源利用率。

虛擬電廠：作為聚合資源的一部分，為電網(wǎng)提供調(diào)節(jié)服務(wù)，并獲取市場收益。

高耗能企業(yè)：優(yōu)化電能質(zhì)量，降低電費(fèi)開支。

5. EMS3.0的優(yōu)勢

5.1 數(shù)據(jù)化與智能化

實(shí)現(xiàn)用能設(shè)備的全生命周期管理和精細(xì)化調(diào)度。

依托大數(shù)據(jù)和人工智能算法，優(yōu)化能源配置與運(yùn)行策略。

5.2靈活性

源設(shè)備接入能力強(qiáng)，支持光儲(chǔ)充一體化。

系統(tǒng)具有擴(kuò)展性，能夠適應(yīng)不同規(guī)模和需求的企業(yè)場景。

5.3 經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效益

幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，響應(yīng)“碳達(dá)峰、碳中和”政策。

降低企業(yè)用能成本，提升新能源利用效率。

6. 應(yīng)用案例分析

6.1 某電池廠儲(chǔ)能柜項(xiàng)目

需求：儲(chǔ)能設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、能量調(diào)度與安全管理。

成果：通過EMS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多模塊集成與功能優(yōu)化。

6.2 寧夏某光儲(chǔ)充微電網(wǎng)項(xiàng)目

系統(tǒng)集成：光伏云平臺(tái)、儲(chǔ)能云平臺(tái)和充電樁云平臺(tái)統(tǒng)一管理。

成果：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控與分析的融合。

6. 企業(yè)應(yīng)用的優(yōu)勢

6.1 用能成本降低

通過儲(chǔ)能調(diào)度削減峰值電費(fèi)，提升能源利用率。

6.2 用電可靠性提高

柔性擴(kuò)容與有序充電，緩解變壓器超載風(fēng)險(xiǎn)。

6.3 環(huán)境效益提升

提高清潔能源占比，助力企業(yè)碳減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

結(jié)論與展望

微電網(wǎng)能源管理方案在企業(yè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)充系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅提升了能源利用效率，還實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的雙贏。

展望：進(jìn)一步完善協(xié)同優(yōu)化算法，提升系統(tǒng)靈活性與智能化水平。

審核編輯 黃宇