安科瑞劉鴻鵬

摘要

隨著新能源技術(shù)的快速發(fā)展，企業(yè)自發(fā)電系統(tǒng)在降低能源成本、提升能源自主性方面發(fā)揮著日益重要的作用。微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器作為連接分布式發(fā)電、儲(chǔ)能和負(fù)荷的關(guān)鍵核心裝置，承擔(dān)著能量調(diào)度、運(yùn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和優(yōu)化控制等多重職責(zé)。本文基于安科瑞ACCU100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器，探討其在企業(yè)自發(fā)電系統(tǒng)中的典型應(yīng)用與技術(shù)優(yōu)勢(shì)，展示其在提升能源利用效率、保障運(yùn)行安全和優(yōu)化能量結(jié)構(gòu)方面的顯著成效。

1.引言

當(dāng)前，企業(yè)對(duì)能源的使用已從“用上電”轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝煤秒姟薄Ｗ园l(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能設(shè)施與新能源設(shè)備（如光伏、風(fēng)電）的接入，使得傳統(tǒng)用電系統(tǒng)向微電網(wǎng)架構(gòu)過(guò)渡。在這一背景下，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)多源、多負(fù)載、多模式運(yùn)行狀態(tài)的協(xié)調(diào)控制，成為企業(yè)能源管理的重要課題。微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器應(yīng)運(yùn)而生，其智能化、集成化、標(biāo)準(zhǔn)化的特性成為現(xiàn)代能源管理體系的關(guān)鍵組成部分。

2.能量調(diào)配難點(diǎn)

企業(yè)儲(chǔ)能能量調(diào)配雖然可以帶來(lái)削峰填谷、降低電費(fèi)、保障用電安全等多重好處，但在實(shí)際應(yīng)用中也面臨一些關(guān)鍵難點(diǎn)，主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1 負(fù)荷波動(dòng)大

企業(yè)的用電負(fù)荷受生產(chǎn)計(jì)劃、天氣變化、設(shè)備運(yùn)行等多重因素影響，具有一定的波動(dòng)性。容易導(dǎo)致儲(chǔ)能調(diào)配策略失效，例如提前放電導(dǎo)致儲(chǔ)能耗盡，或錯(cuò)失充電時(shí)機(jī)等。

2.2 分時(shí)電價(jià)波動(dòng)復(fù)雜

不同地區(qū)分時(shí)電價(jià)策略不一致，企業(yè)很難制定一套通用的能量管理策略。同時(shí)，電價(jià)可能存在臨時(shí)調(diào)整（如尖峰電價(jià)、錯(cuò)峰激勵(lì)等），增加了儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)度的復(fù)雜性。

2.3儲(chǔ)能系統(tǒng)容量有限

儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電能力和電池容量存在物理限制。如果策略不合理，可能造成：

電池“過(guò)充/過(guò)放”，影響壽命；

關(guān)鍵時(shí)刻儲(chǔ)能電量不足；

資源浪費(fèi)，如電價(jià)低時(shí)未及時(shí)充電。

2.4多源協(xié)同調(diào)度難度大

企業(yè)常常配有光伏、風(fēng)電、柴油發(fā)電機(jī)等多種電源設(shè)備，不同設(shè)備出力特性差異大，調(diào)配協(xié)調(diào)難度大。例如：

光伏不穩(wěn)定，受天氣影響明顯；

儲(chǔ)能優(yōu)先級(jí)如何設(shè)置（應(yīng)急供電vs削峰填谷）；

如何與有功/無(wú)功調(diào)節(jié)、電壓穩(wěn)定等電網(wǎng)側(cè)指標(biāo)匹配。

2.5控制系統(tǒng)智能化水平不高

若缺乏具備邊緣計(jì)算與智能策略控制能力的協(xié)調(diào)控制器，僅靠傳統(tǒng)手動(dòng)或簡(jiǎn)單定時(shí)策略，難以實(shí)現(xiàn)控制與動(dòng)態(tài)響應(yīng)，容易造成能量調(diào)配失效或效率低下。

2.6防逆流與并網(wǎng)控制要求高

在企業(yè)并網(wǎng)運(yùn)行的場(chǎng)景中，儲(chǔ)能調(diào)配還要滿足防逆流的要求，即不能將多余的電送回公用電網(wǎng)。這需要系統(tǒng)具備：

實(shí)時(shí)監(jiān)控逆功率；

快速響應(yīng)策略調(diào)整；

與保護(hù)裝置協(xié)同工作。

2.7成本與收益難平衡

儲(chǔ)能系統(tǒng)投資高昂，如果調(diào)配策略不優(yōu)化或使用率不高，回報(bào)周期會(huì)被拉長(zhǎng)，甚至可能出現(xiàn)“投而無(wú)效”的情況。企業(yè)必須通過(guò)精細(xì)化管理才能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的商業(yè)價(jià)值大化。

3. ACCU100自動(dòng)化能量協(xié)調(diào)控制器

ACCU-100 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器是一種應(yīng)用于微電網(wǎng)、分布式發(fā)電、儲(chǔ)能等領(lǐng)域的智能協(xié)調(diào)控制器。裝置滿足系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電樁等設(shè)備的接入，通過(guò)對(duì)微電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行全天候數(shù)據(jù)采集分析，監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，并在此基礎(chǔ)上以安全經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，獲取控制策略進(jìn)而對(duì)微電網(wǎng)實(shí)施調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)分布式能源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、負(fù)荷的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能，促進(jìn)新能源就地 化消納，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；策略優(yōu)化和遠(yuǎn)程控制等操作，支持企業(yè)實(shí)現(xiàn)“綠色用能、安全供電、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行”的目標(biāo)。

3.1核心功能

多源接入與通信支持

ACCU100具備強(qiáng)大的通信與數(shù)據(jù)接入能力，支持串口、以太網(wǎng)、4G等多種通訊方式，兼容Modbus、IEC104、MQTT等主流協(xié)議，可無(wú)縫接入光伏逆變器、風(fēng)電控制器、儲(chǔ)能變流器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)邊云協(xié)同的數(shù)據(jù)互通。

能量調(diào)度與運(yùn)行策略

控制器具備豐富的策略管理功能，包括：

削峰填谷：通過(guò)用戶設(shè)定的計(jì)劃曲線，實(shí)現(xiàn)分時(shí)充放電，降低用電負(fù)荷峰值。

需量控制：動(dòng)態(tài)調(diào)整儲(chǔ)能和負(fù)載功率，避免越界需量帶來(lái)罰款。

防逆流控制：有效監(jiān)測(cè)并控制反向電流回饋電網(wǎng)，防止安全隱患與電網(wǎng)處罰。

備用電保障：為關(guān)鍵負(fù)荷保留必要的備用電量，確保在市電中斷時(shí)實(shí)現(xiàn)不間斷供電。

本地計(jì)算與邊緣智能

ACCU100內(nèi)置ARMCortexA7處理器，支持邊緣計(jì)算功能，可在本地實(shí)現(xiàn)告警識(shí)別、邏輯運(yùn)算、策略執(zhí)行等關(guān)鍵操作，顯著降低響應(yīng)時(shí)延并保障系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行能力。

技術(shù)指標(biāo)與系統(tǒng)架構(gòu)

控制器響應(yīng)速度快、可靠性高，遙測(cè)響應(yīng)時(shí)間≤10s，遙控正確率≥99.9%。同時(shí)，系統(tǒng)可接入模擬量/遙信量多達(dá)3萬(wàn)點(diǎn)，適用于大型廠區(qū)和多設(shè)備接入場(chǎng)景。其系統(tǒng)架構(gòu)包含本地協(xié)調(diào)器和云端智慧能源平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)多個(gè)能源站點(diǎn)的統(tǒng)一管控與遠(yuǎn)程維護(hù)。

3.2 功能特點(diǎn)

ACCU-100 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器具備以下功能特點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集：支持串口、以太網(wǎng)等多通道實(shí)時(shí)運(yùn)行，滿足各類風(fēng)電與光伏逆變器、儲(chǔ)能等設(shè)備接入；

通訊管理：支持 Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT 等通信規(guī)約，可實(shí)現(xiàn)云邊協(xié)同（結(jié)合安科瑞智慧能源管理云平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)維）、OTA 升級(jí)、就地/遠(yuǎn)程切換、本地人機(jī)交互（選配）；

邊緣計(jì)算：靈活的報(bào)警閾值設(shè)置、主動(dòng)上傳報(bào)警信息、數(shù)據(jù)合并計(jì)算、邏輯控制、斷點(diǎn)續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G 路由；

策略管理：防逆流、計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無(wú)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(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行安全預(yù)警預(yù)測(cè)。

3.3 組網(wǎng)方案

ACCU-100協(xié)調(diào)控制器：控制儲(chǔ)能設(shè)備、分布式能源、可調(diào)負(fù)荷設(shè)備的出力與電力需求，并能根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益模型在滿足調(diào)度的前提下，進(jìn)行光儲(chǔ)置換，減少棄光。并與云端平臺(tái)進(jìn)行交互，響應(yīng)云端策略配置。智慧能源管理云平臺(tái)EMS3.0：滿足跨站點(diǎn)，跨區(qū)域海量數(shù)據(jù)的接入，通過(guò)數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)各站點(diǎn)資源類、電量類、損耗類、指標(biāo)類、維護(hù)類、貢獻(xiàn)類等指標(biāo)計(jì)算與管控，并通過(guò)多樣化預(yù)測(cè)，分析發(fā)電與用電趨勢(shì)，結(jié)合電價(jià)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計(jì)劃、負(fù)荷需求，提供控制方案。同時(shí)提供遠(yuǎn)程監(jiān)控與運(yùn)維功能。

172，。有任何問(wèn)題，6972。

都可以隨時(shí)問(wèn)的，5322。。

3.4 控制策略

3.5 設(shè)備規(guī)格

4.應(yīng)用場(chǎng)景示例

在典型的工商業(yè)園區(qū)中，ACCU100控制器部署于能源控制中心，協(xié)調(diào)屋頂光伏、樓宇儲(chǔ)能、廠區(qū)負(fù)荷與電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施，通過(guò)分時(shí)電價(jià)分析與負(fù)荷預(yù)測(cè)，有效調(diào)度能源流向，年節(jié)電率可達(dá)15%以上，極大降低用能成本。

通過(guò)策略執(zhí)行與邊緣智能控制，ACCU100不僅減少棄光損失，還提升光儲(chǔ)資源利用率，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型。此外，其防逆流保護(hù)、遠(yuǎn)程運(yùn)維能力顯著降低運(yùn)維人工成本與能耗損耗，具有良好的經(jīng)濟(jì)回報(bào)與環(huán)境效益。

結(jié)論

微電網(wǎng)能量協(xié)調(diào)控制器是構(gòu)建現(xiàn)代企業(yè)能源互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。ACCU100控制器通過(guò)邊緣計(jì)算架構(gòu)、靈活的策略配置能力和強(qiáng)大的通信兼容性，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)多種互補(bǔ)、智能調(diào)度、安全運(yùn)行提供了有力支撐。未來(lái)，隨著企業(yè)用能形態(tài)的多樣化和復(fù)雜化，微電網(wǎng)控制器將在分布式能源系統(tǒng)中發(fā)揮更為核心的作用。

審核編輯 黃宇