引言：能源轉(zhuǎn)型的新機(jī)遇

安科瑞 耿笠 187-6150-0144

在“雙碳”目標(biāo)的推動(dòng)下，可再生能源的快速發(fā)展為能源系統(tǒng)帶來了新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。分布式光伏的普及使得電力供應(yīng)更加清潔，但其波動(dòng)性和間歇性也給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來了壓力。如何利用分布式光伏與儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源的靈活調(diào)度與優(yōu)化管理？虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)（Virtual Energy Storage System, VESS）與分布式光伏儲(chǔ)能的協(xié)同優(yōu)化，正成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

1.什么是虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)？

虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)（VESS）是一種通過智能算法和需求側(cè)管理技術(shù)，將分散的、可調(diào)節(jié)的電力負(fù)荷（如空調(diào)、電動(dòng)汽車、工業(yè)設(shè)備等）聚合起來，模擬傳統(tǒng)儲(chǔ)能電池的充放電行為，從而提供靈活的電力調(diào)節(jié)能力。相較于物理儲(chǔ)能，VESS具有投資成本低、響應(yīng)速度快、資源利用率高等優(yōu)勢(shì)。

2.分布式光伏+儲(chǔ)能的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

分布式光伏發(fā)電受天氣影響較大，容易出現(xiàn)供需不匹配的情況。傳統(tǒng)解決方案是搭配物理儲(chǔ)能（如鋰電池），但高昂的初始投資和有限的壽命制約了其大規(guī)模應(yīng)用。而虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)的引入，可以與物理儲(chǔ)能形成互補(bǔ)，通過需求側(cè)響應(yīng)、負(fù)荷轉(zhuǎn)移等方式，提升系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。

協(xié)同優(yōu)化的核心價(jià)值

提高光伏消納率：通過VESS的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，減少棄光現(xiàn)象，利用可再生能源。

降低儲(chǔ)能投資成本：減少對(duì)物理儲(chǔ)能的依賴，優(yōu)化資源配置，提高整體經(jīng)濟(jì)性。

增強(qiáng)電網(wǎng)靈活性：快速響應(yīng)電網(wǎng)需求，參與調(diào)峰填谷、頻率調(diào)節(jié)等輔助服務(wù)。

提升用戶收益：通過峰谷電價(jià)套利、需求響應(yīng)補(bǔ)貼等方式，降低用電成本。

3.應(yīng)用場景與案例

3.1工業(yè)園區(qū)能源管理

在工業(yè)園區(qū)，分布式光伏+儲(chǔ)能+VESS的協(xié)同模式可以優(yōu)化生產(chǎn)用電，降低峰值負(fù)荷，減少電費(fèi)支出。例如，某工業(yè)園區(qū)通過虛擬儲(chǔ)能調(diào)度空調(diào)、水泵等柔性負(fù)荷，年節(jié)省電費(fèi)超20%。

3.2微電網(wǎng)與智能社區(qū)

在微電網(wǎng)中，虛擬儲(chǔ)能可以與戶用光伏、家用儲(chǔ)能電池協(xié)同運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)社區(qū)內(nèi)能源的自給自足和優(yōu)化交易。

3.3電力市場輔助服務(wù)

VESS可以聚合大量分布式資源，參與電力市場的調(diào)頻、備用等服務(wù)，為運(yùn)營商創(chuàng)造額外收益。

安科瑞虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)與分布式光伏儲(chǔ)能協(xié)同優(yōu)化解決方案

AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)采用B/S架構(gòu)，滿足分布式電源、儲(chǔ)能裝置以及電動(dòng)汽車充換電設(shè)施等接入和協(xié)調(diào)控制需求。平臺(tái)采用“1+N”設(shè)計(jì)，可以接入數(shù)量眾多的新能源場站數(shù)據(jù)，將分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車充電樁聚合在一起，結(jié)合發(fā)電預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測、電價(jià)波動(dòng)、電網(wǎng)調(diào)度指令等情況，靈活調(diào)整微電網(wǎng)控制策略并下發(fā)給儲(chǔ)能、可調(diào)負(fù)荷等系統(tǒng)，采用“云-邊-端”協(xié)同策略控制，保障配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)云邊端產(chǎn)品體系

終端設(shè)備控制策略是現(xiàn)場設(shè)備在并網(wǎng)、離網(wǎng)狀態(tài)下的運(yùn)行策略，包括有功功率/無功功率控制、電壓/頻率控制、至大功率追蹤、虛擬同步發(fā)電機(jī)慣量模擬等多種策略，由儲(chǔ)能變流器、光伏逆變器、充電樁等設(shè)備提供；

邊端協(xié)調(diào)控制策略是本地ACCU-100協(xié)調(diào)控制器或Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)執(zhí)行的能源策略，包括新能源消納、防逆流控制、峰谷套利、柔性擴(kuò)容、需量控制、限電模式等等，這些策略可以在本地執(zhí)行；

云端優(yōu)化控制策略是AcrelEMS3.0平臺(tái)基于發(fā)電預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測、電價(jià)波動(dòng)以及虛擬電廠平臺(tái)的調(diào)度指令而做出的策略優(yōu)化，這些策略下發(fā)給本地協(xié)調(diào)控制器或能量管理系統(tǒng)來執(zhí)行。

圖2平臺(tái)架構(gòu)

4.1AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)主要功能：

圖2 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)功能界面

?綜合監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)配電室、光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、負(fù)荷、充電樁、環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測、可視化展示、異常告警、事件查詢、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能；

?智能控制：協(xié)同光伏、儲(chǔ)能、負(fù)載等多種能源主體，動(dòng)態(tài)規(guī)劃智能策略，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能、光伏協(xié)調(diào)控制，比如計(jì)劃曲線、削峰填谷、防逆流、新能源消納、需量控制等；

?能源分析：具備微電網(wǎng)能耗及效益分析、微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析、多維度電量分析，并進(jìn)行日、月、年能源報(bào)表統(tǒng)計(jì)；

?功率預(yù)測：以歷史光伏輸出功率和歷史數(shù)值天氣數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電單元的地理位置，采用深度學(xué)習(xí)算法建立預(yù)測模型庫，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的短時(shí)和超短時(shí)功率預(yù)測，并經(jīng)進(jìn)行誤差分析；同時(shí)對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)所有負(fù)荷，基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析算法，預(yù)測負(fù)荷功率曲線。

?優(yōu)化調(diào)度：根據(jù)分布式能源發(fā)電預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，并結(jié)合分時(shí)電價(jià)、電網(wǎng)交互功率及儲(chǔ)能約束條件等因素，以用電成本低或碳排放低為目標(biāo)，建立優(yōu)化模型，采用深度學(xué)習(xí)算法解析微電網(wǎng)運(yùn)行功率計(jì)劃，系統(tǒng)通過將功率計(jì)劃進(jìn)行分解，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏、儲(chǔ)能、充電樁的優(yōu)化控制。

4.2配套產(chǎn)品

4.2.1監(jiān)測治理產(chǎn)品

4.2.2微電網(wǎng)控制箱

微電網(wǎng)能量管理控制箱Acrel-2000MG/B是一款集監(jiān)控與能量管理功能于一體的智能化平臺(tái)，它支持光伏、儲(chǔ)能、風(fēng)機(jī)等 分布式能源設(shè)備的接入，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的數(shù)據(jù)采集與分析，并實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及設(shè)備健康狀況。該系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì) 優(yōu)化運(yùn)行，通過智能算法動(dòng)態(tài)調(diào)整能源分配，從而最大化可再生能源的利用率。它支持削峰填谷、平滑負(fù)荷，有助于提升電網(wǎng)穩(wěn)定性與設(shè)備效率，并降低供電成本。

微電網(wǎng)能量管理控制箱 微電網(wǎng)能量管理控制箱

Acrel-2000MG/B1（戶內(nèi)） Acrel-2000MG/B2（戶外）

4.2.3協(xié)調(diào)控制器

接口參數(shù)：8路485串口，2路CAN，1*HDMI，4*千兆網(wǎng)口，6路DI，6路DO，4G+GPS

策略管理：防逆流、計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無功控制、光儲(chǔ)協(xié)調(diào)等，并支持策略定制;

系統(tǒng)安全：基于不可信模型設(shè)計(jì)的用戶權(quán)限，防止非法用戶侵入；基于數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)安全驗(yàn)證技術(shù)，采用數(shù)據(jù)標(biāo)定與防篡改機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)固證和可追溯；

運(yùn)行安全：采集分析包括電池、溫控及消防在內(nèi)的全站信號(hào)與測量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行安全預(yù)警預(yù)測。

5.結(jié)語

虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)與分布式光伏儲(chǔ)能的協(xié)同優(yōu)化，不僅能夠提升能源利用效率，還能降低碳排放，推動(dòng)綠色能源的高質(zhì)量發(fā)展。對(duì)于企業(yè)、園區(qū)、電網(wǎng)運(yùn)營商而言，這是一次降本增效的機(jī)會(huì)；對(duì)于社會(huì)而言，這是邁向可持續(xù)未來的重要一步。

審核編輯 黃宇