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從藍(lán)圖到落地,新能源微電網(wǎng)解決方案點(diǎn)亮綠色未來

發(fā)布時間: 2025-02-20  點(diǎn)擊次數(shù): 416次

一、概述

         新能源微電網(wǎng)(Renewable Energy Microgrid)是以分布式可再生能源(光伏、風(fēng)電、生物質(zhì)能等)為核心,結(jié)合儲能系統(tǒng)、智能控制裝置和負(fù)荷管理技術(shù),形成的區(qū)域性自主供電網(wǎng)絡(luò)。其具備并網(wǎng)/離網(wǎng)雙模式運(yùn)行能力,可獨(dú)立支撐區(qū)域電力供應(yīng),是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重要載體。

二、系統(tǒng)架構(gòu)與組成

新能源微電網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)分為物理層、控制層、應(yīng)用層,核心組成包括:

圖片三、關(guān)鍵技術(shù)方案

1.多能互補(bǔ)與優(yōu)化調(diào)度

能量管理策略

采用**模型預(yù)測控制(MPC)混合整數(shù)線性規(guī)劃(MILP)**算法,實(shí)現(xiàn)源-儲-荷協(xié)同優(yōu)化。

目標(biāo)函數(shù):最小化運(yùn)行成本(燃料+維護(hù)+購電成本)或可再生能源消納率。

典型場景調(diào)度

并網(wǎng)模式:優(yōu)先消納新能源,余電上網(wǎng)或儲能;負(fù)荷不足時從主網(wǎng)購電。

離網(wǎng)模式:依賴儲能與備用電源(如柴油發(fā)電機(jī))保障供電連續(xù)性。

2.儲能系統(tǒng)配置

技術(shù)選型

圖片

容量規(guī)劃

基于蒙特卡洛模擬時序生產(chǎn)模擬,計算儲能容量與功率需求,滿足N-1供電可靠性(單一故障下仍可維持供電)。

3.并網(wǎng)與孤島無縫切換

關(guān)鍵技術(shù)

虛擬同步機(jī)(VSG):模擬同步發(fā)電機(jī)慣性與阻尼特性,支撐微電網(wǎng)頻率/電壓穩(wěn)定。

黑啟動能力:通過儲能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)狀態(tài)下的自啟動,恢復(fù)關(guān)鍵負(fù)荷供電。

保護(hù)方案

配置方向性過流保護(hù)、**低電壓穿越(LVRT)**裝置,避免微電網(wǎng)故障波及主網(wǎng)。

4.數(shù)字化與智能化

數(shù)字孿生平臺

構(gòu)建微電網(wǎng)三維模型,實(shí)時映射物理系統(tǒng)狀態(tài),支持故障診斷與預(yù)測性維護(hù)。

AI優(yōu)化

利用深度學(xué)習(xí)預(yù)測可再生能源出力與負(fù)荷需求,優(yōu)化日前調(diào)度計劃(如LSTM+強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法)。

四、設(shè)計要點(diǎn)與實(shí)施路徑

1.規(guī)劃設(shè)計階段

資源評估

通過PVsyst、HOMER Pro軟件模擬光伏/風(fēng)能資源潛力,確定最佳裝機(jī)容量。

經(jīng)濟(jì)性分析

計算LCOE(平準(zhǔn)化度電成本)與投資回收期,評估項目可行性。

示例:某園區(qū)微電網(wǎng)(光伏1MW+儲能500kWh),年發(fā)電量120萬kWh,投資回收期6-8年。

2.建設(shè)實(shí)施階段

設(shè)備選型

光伏組件:選擇雙面PERC或TOPCon技術(shù),效率≥22%;

儲能系統(tǒng):采用磷酸鐵鋰電池(循環(huán)壽命≥6000次,容量衰減率<20%)。

集成方案

采用DC-Coupling架構(gòu)(光伏與儲能直流側(cè)耦合),減少能量轉(zhuǎn)換損耗(效率提升3%-5%)。

3.運(yùn)營與維護(hù)

需求側(cè)響應(yīng)(DR)

參與電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù),通過調(diào)整可中斷負(fù)荷(如空調(diào)、充電樁)獲取收益。

碳資產(chǎn)管理

基于微電網(wǎng)的碳減排量(如1MWh光伏發(fā)電減排0.8噸CO?),參與碳交易市場。

五、典型案例

案例1:某海島微電網(wǎng)

配置2MW風(fēng)電+1.5MW光伏+2MWh鋰電池+500kW柴油備用

成效

可再生能源滲透率≥90%,柴油消耗降低80%;

孤島模式下供電可靠性≥99.9%。

案例2:工業(yè)園區(qū)光儲充一體化

配置5MW屋頂光伏+2MWh儲能+20臺智能充電樁

功能

實(shí)現(xiàn)“自發(fā)自用、余電存儲",年節(jié)省電費(fèi)300萬元;

充電樁按分時電價智能調(diào)度,降低充電成本30%。

六、安科瑞微電網(wǎng)管理平臺

圖片         

安科瑞微電網(wǎng)系統(tǒng)解決方案,通過在企業(yè)內(nèi)部的源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝安科瑞自主研發(fā)的各類監(jiān)測、分析、保護(hù)、治理裝置;通過先進(jìn)的控制、計量、通信等技術(shù),將分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動汽車、電能路由器聚合在一起;平臺根據(jù)最新的電網(wǎng)價格、用電負(fù)荷、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)給儲能、充電樁、逆變器等系統(tǒng)與設(shè)備,保證企業(yè)微電網(wǎng)始終安全、可靠、節(jié)約、高效、經(jīng)濟(jì)、低碳的運(yùn)行。

圖片 解決方案——分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)

圖片解決方案——工商業(yè)儲能系統(tǒng)

圖片 解決方案——有序充電系統(tǒng)

圖片 解決方案——光儲充系統(tǒng)

圖片 平臺功能

圖片

系統(tǒng)總覽

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源網(wǎng)荷儲"等全量運(yùn)行數(shù)據(jù),存儲展示、狀態(tài)檢測、運(yùn)行告警.直觀展示微電網(wǎng)系統(tǒng)電量、碳排、成本、設(shè)備運(yùn)行等各類數(shù)據(jù);實(shí)時呈現(xiàn)微電網(wǎng)電力數(shù)據(jù)流向和設(shè)備安全情況。

微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測

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功率預(yù)測

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分布式能源、充電站、空調(diào)、常規(guī)負(fù)荷等分類預(yù)測;

預(yù)測服務(wù)涵蓋日前及日內(nèi)多個時間尺度。

優(yōu)化調(diào)度

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基于能耗、成本和碳排放最少的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度;

考慮電網(wǎng)供電力平滑與電壓穩(wěn)定的安全運(yùn)行調(diào)度策略;

需求側(cè)響應(yīng)電網(wǎng)互動策略。

運(yùn)行控制

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光伏--防逆流;

儲能--防逆流、峰谷套利、需量控制、柔性擴(kuò)容;

光儲--防逆流、新能源消納、需量控制、動態(tài)擴(kuò)容;

光儲充--防逆流、新能源消納、需量控制、有序充電;

源網(wǎng)荷儲充--防逆流、新能源消納、需量控制、有序充電、負(fù)荷柔性控制。

聚合資源

圖片 

圖片 

聚合微電網(wǎng)內(nèi)光伏、儲能、充電樁及空調(diào)柔性負(fù)荷;

以單一虛擬電廠子站與獨(dú)立電力戶號接入上層負(fù)荷聚合商或虛擬電廠平臺;

充分發(fā)揮微電網(wǎng)靈活資源的調(diào)節(jié)能力,實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)整體收益。

碳排管理

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企業(yè)、部門、區(qū)域碳排監(jiān)控;

碳排統(tǒng)計、同環(huán)比分析;

支持月、年碳排報表;

碳盤查報告

智能運(yùn)維

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設(shè)備檔案管理

重要設(shè)備包括變壓器、空調(diào)主機(jī)等設(shè)備信息,配置二維碼。

運(yùn)維流程管理

任務(wù)管理、巡檢記錄、缺陷記錄、消警記錄、搶修記錄、通知工單。

設(shè)備維護(hù)

提醒用戶及時查看或更換相應(yīng)設(shè)備,并提示維修或更換建議。

專家報告

系統(tǒng)定期為用戶生成能耗分析報告,提供專家建議。

能源規(guī)劃

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基于負(fù)荷信息、設(shè)備信息、市場信息、地理信息等內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化配置,提供經(jīng)濟(jì)的容量配置方案。

相關(guān)可定制大屏界面

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配套硬件

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七、政策與標(biāo)準(zhǔn)

并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn):符合《GB/T 33593-2017分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》

補(bǔ)貼政策:部分地區(qū)對光儲微電網(wǎng)給予0.3-0.5元/kWh的度電補(bǔ)貼。

碳交易支持:納入CCER(國家核證自愿減排量)交易體系。

八、挑戰(zhàn)

解決方案

高初始投資成本

采用EMC(合同能源管理)模式

復(fù)雜系統(tǒng)控制

引入邊緣計算+云端協(xié)同控制架構(gòu)

政策不確定性

與電網(wǎng)公司簽訂長期購電協(xié)議(PPA)

九、未來展望

技術(shù)趨勢

氫儲能與電制燃料(P2X)技術(shù)耦合,實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)儲能;

區(qū)塊鏈技術(shù)支撐點(diǎn)對點(diǎn)(P2P)電力交易。

商業(yè)模式

虛擬電廠(VPP)聚合多個微電網(wǎng)參與電力市場競價。

結(jié)語

       新能源微電網(wǎng)是構(gòu)建零碳能源系統(tǒng)的核心單元,其技術(shù)成熟度與經(jīng)濟(jì)性已逐步具備規(guī)?;茝V條件。未來需進(jìn)一步突破長時儲能技術(shù)、完善市場機(jī)制設(shè)計,推動能源系統(tǒng)向“去中心化、智能化、低碳化"方向演進(jìn)。


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