摘要

隨著能源轉(zhuǎn)型的加速，企業(yè)微電網(wǎng)作為一種高效、靈活的能源解決方案，正逐漸成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的重要手段。安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，能夠?qū)ζ髽I(yè)微電網(wǎng)的源（市電、分布式光伏、微型風(fēng)機(jī)）、網(wǎng)（企業(yè)內(nèi)部配電網(wǎng)）、荷（固定負(fù)荷和可調(diào)負(fù)荷）、儲(chǔ)能系統(tǒng)、新能源汽車充電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級(jí)控制功能，滿足微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視全面化、安全分析智能化、調(diào)整控制前瞻化、全景分析動(dòng)態(tài)化的需求。本文詳細(xì)介紹了Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的架構(gòu)、功能及應(yīng)用案例，探討了其在企業(yè)微電網(wǎng)中的應(yīng)用效果及未來發(fā)展趨勢，旨在為企業(yè)實(shí)現(xiàn)能源高效利用和可持續(xù)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞

安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)；企業(yè)微電網(wǎng)；能量管理；優(yōu)化策略

一、引言

在全球能源危機(jī)日益凸顯、能源需求不斷增加以及新能源技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，新能源發(fā)電應(yīng)用日益廣泛，并逐步構(gòu)建起新型能源與電力市場。而微電網(wǎng)技術(shù)的提出，為高效利用這些新能源電力開辟了重要的技術(shù)途徑。由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置以及相關(guān)負(fù)荷與監(jiān)控、保護(hù)裝置匯聚而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，乃是一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)自我控制、自我保護(hù)以及自我管理的自治系統(tǒng)。其運(yùn)行模式分為并網(wǎng)型和離網(wǎng)型，并網(wǎng)型既可與外部電網(wǎng)連接進(jìn)行運(yùn)行，又支持離網(wǎng)狀態(tài)下獨(dú)立運(yùn)行，且主要以并網(wǎng)方式運(yùn)行；離網(wǎng)型不與外部電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電能的自發(fā)自用，是功率平衡的微電網(wǎng)。

然而，微電網(wǎng)的高效運(yùn)行離不開先進(jìn)的能量管理系統(tǒng)。安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生，它可對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)的各類組成部分進(jìn)行全面管控，實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)下源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源之間的靈活互動(dòng)，在多種策略控制下，有助于新能源的高效利用、資源的合理分配以及微電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定，減少電網(wǎng)建設(shè)投資，提升企業(yè)能源利用率，降低運(yùn)行成本，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。因此，深入研究安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)在企業(yè)微電網(wǎng)中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、企業(yè)微電網(wǎng)與能量管理系統(tǒng)概述

2.1 企業(yè)微電網(wǎng)的構(gòu)成與特點(diǎn)

企業(yè)微電網(wǎng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，通常由多種分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、負(fù)荷以及內(nèi)部配電網(wǎng)組成。分布式電源包括太陽能光伏板、微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)等，它們利用可再生能源發(fā)電，具有清潔、環(huán)保的特點(diǎn)。以太陽能光伏為例，其通過光伏效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，在陽光充足的地區(qū)，可為企業(yè)提供大量的電力支持。儲(chǔ)能系統(tǒng)則起到調(diào)節(jié)電力供需的作用，常見的儲(chǔ)能設(shè)備有鋰電池等，能夠在電力過剩時(shí)儲(chǔ)存能量，在電力短缺時(shí)釋放能量，確保微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

企業(yè)微電網(wǎng)的負(fù)荷可分為固定負(fù)荷和可調(diào)負(fù)荷。固定負(fù)荷如企業(yè)的一些關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，其用電需求相對(duì)穩(wěn)定；可調(diào)負(fù)荷如部分非關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備、照明系統(tǒng)等，可根據(jù)微電網(wǎng)的整體運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整。企業(yè)內(nèi)部配電網(wǎng)負(fù)責(zé)將分布式電源產(chǎn)生的電能、儲(chǔ)能系統(tǒng)釋放的電能以及從市電獲取的電能合理分配到各個(gè)負(fù)荷端，保障企業(yè)的正常生產(chǎn)運(yùn)營。

與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，企業(yè)微電網(wǎng)具有顯著的特點(diǎn)。一方面，它能夠充分利用企業(yè)內(nèi)部的分布式能源資源，實(shí)現(xiàn)能源的就地生產(chǎn)和消費(fèi)，減少了輸電過程中的損耗，提高了能源利用效率。另一方面，微電網(wǎng)具有較高的靈活性和自主性，在電網(wǎng)故障或停電時(shí)，能夠迅速切換到離網(wǎng)運(yùn)行模式，保障企業(yè)關(guān)鍵負(fù)荷的持續(xù)供電，提高了供電的可靠性。

2.2 能量管理系統(tǒng)對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)的重要性

能量管理系統(tǒng)猶如企業(yè)微電網(wǎng)的“智慧大腦”，對(duì)微電網(wǎng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。在微電網(wǎng)中，分布式電源的輸出功率受到自然條件（如光照強(qiáng)度、風(fēng)速等）的影響，具有間歇性和波動(dòng)性；負(fù)荷的用電需求也會(huì)隨著企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的變化而時(shí)刻改變。如果沒有有效的能量管理系統(tǒng)，微電網(wǎng)很容易出現(xiàn)電力供需失衡的情況，導(dǎo)致電壓波動(dòng)、頻率不穩(wěn)定等問題，影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。

能量管理系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測微電網(wǎng)中源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)的運(yùn)行狀態(tài)，能夠準(zhǔn)確掌握微電網(wǎng)的整體運(yùn)行情況。當(dāng)分布式電源輸出功率過高時(shí)，能量管理系統(tǒng)可控制儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充電，儲(chǔ)存多余的電能；當(dāng)負(fù)荷用電需求增加且分布式電源輸出功率不足時(shí)，能量管理系統(tǒng)可調(diào)度儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，或者從市電獲取電能，確保電力的穩(wěn)定供應(yīng)。同時(shí)，能量管理系統(tǒng)還能根據(jù)電網(wǎng)價(jià)格、用電負(fù)荷、電網(wǎng)調(diào)度指令等因素，優(yōu)化微電網(wǎng)的運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用和成本的降低。例如，在峰谷電價(jià)時(shí)段，合理安排儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電，利用低谷電價(jià)充電，高峰電價(jià)放電，為企業(yè)節(jié)省電費(fèi)支出。

三、安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解析

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)采用了先進(jìn)的分層分布式架構(gòu)，主要包括感知層、傳輸層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。感知層負(fù)責(zé)采集微電網(wǎng)中各類設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如分布式電源的發(fā)電功率、儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電狀態(tài)、負(fù)荷的用電功率等。這一層部署了大量的傳感器和智能電表等設(shè)備，它們能夠精確地感知設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。

傳輸層則承擔(dān)著數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹厝?，它將感知層采集到的?shù)據(jù)通過有線或無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)狡脚_(tái)層。常見的通信方式有以太網(wǎng)、光纖、4G/5G等，這些通信技術(shù)具有高速、穩(wěn)定的特點(diǎn)，能夠確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確傳輸，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和決策提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

平臺(tái)層是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它基于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，對(duì)傳輸層傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和分析。通過建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和算法，平臺(tái)層能夠?qū)ξ㈦娋W(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估和預(yù)測，為應(yīng)用層提供決策依據(jù)。例如，利用歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測分布式電源的發(fā)電功率和負(fù)荷的用電需求，以便提前制定合理的運(yùn)行策略。

應(yīng)用層則為用戶提供了直觀、便捷的操作界面，用戶可以通過該界面實(shí)時(shí)監(jiān)控微電網(wǎng)的運(yùn)行情況，查看各類數(shù)據(jù)報(bào)表，還能根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整微電網(wǎng)的控制策略。應(yīng)用層的功能豐富多樣，涵蓋了實(shí)時(shí)監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級(jí)控制等多個(gè)方面，滿足了不同用戶對(duì)微電網(wǎng)管理的需求。

3.2 系統(tǒng)功能

3.2.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控功能

安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)能夠?qū)ξ㈦娋W(wǎng)的源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)、新能源汽車充電負(fù)荷等進(jìn)行全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在源端，可實(shí)時(shí)監(jiān)測分布式光伏電站的發(fā)電功率、微型風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)以及市電的接入情況，通過直觀的界面展示各發(fā)電設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)圖標(biāo)，讓用戶一目了然。對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)監(jiān)測其電池的電壓、電流、荷電狀態(tài)（SOC）、充放電功率等關(guān)鍵參數(shù)，準(zhǔn)確掌握儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作狀態(tài)。在負(fù)荷端，可實(shí)時(shí)監(jiān)測固定負(fù)荷和可調(diào)負(fù)荷的用電功率、電流等信息，了解企業(yè)內(nèi)部各用電設(shè)備的用電情況。對(duì)于新能源汽車充電負(fù)荷，系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測充電樁的工作狀態(tài)、充電電流、充電功率以及充電車輛的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電過程的全面監(jiān)控。

3.2.2 診斷告警功能

該系統(tǒng)具備強(qiáng)大的診斷告警能力，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)微電網(wǎng)中的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，立即發(fā)出告警信號(hào)。例如，當(dāng)分布式光伏電站的發(fā)電功率出現(xiàn)異常波動(dòng)，或者儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池溫度過高、電壓過高等情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)迅速捕捉到這些異常信息，并通過聲光報(bào)警、短信通知、郵件提醒等多種方式告知用戶。同時(shí)，系統(tǒng)還能對(duì)告警信息進(jìn)行詳細(xì)分類和記錄，方便用戶查詢和追溯，幫助用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決微電網(wǎng)運(yùn)行中的問題，保障微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2.3 全景分析功能

安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)通過對(duì)采集到的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析，為用戶提供微電網(wǎng)的全景分析。它能夠從多個(gè)維度對(duì)微電網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)估，如能源生產(chǎn)與消費(fèi)分析、電能質(zhì)量分析、經(jīng)濟(jì)成本分析等。在能源生產(chǎn)與消費(fèi)方面，系統(tǒng)可分析分布式電源的發(fā)電量占比、不同時(shí)段的能源供需平衡情況等；在電能質(zhì)量分析上，能監(jiān)測電網(wǎng)的電壓偏差、頻率偏差、諧波含量等指標(biāo)，評(píng)估電能質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)；在經(jīng)濟(jì)成本分析中，可計(jì)算微電網(wǎng)的運(yùn)行成本，包括電費(fèi)支出、設(shè)備維護(hù)成本等，以及通過優(yōu)化運(yùn)行策略帶來的經(jīng)濟(jì)效益提升情況。通過這些全景分析，用戶能夠全面了解微電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，為制定合理的決策提供有力支持。更多資料請(qǐng)聯(lián)系安科瑞陳芳芳136/119655/14

3.2.4 有序管理功能

在微電網(wǎng)的運(yùn)行管理方面，安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用。它可對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、負(fù)荷等進(jìn)行有序管理，實(shí)現(xiàn)資源的合理分配。例如，根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃和用電需求，合理安排分布式電源的發(fā)電計(jì)劃，優(yōu)先利用可再生能源發(fā)電，降低對(duì)市電的依賴。對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)，可根據(jù)電網(wǎng)價(jià)格和用電負(fù)荷情況，制定合理的充放電計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)峰谷套利，降低企業(yè)用電成本。在負(fù)荷管理方面，可對(duì)可調(diào)負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，在用電高峰時(shí)段適當(dāng)削減非關(guān)鍵負(fù)荷的用電需求，保障關(guān)鍵負(fù)荷的穩(wěn)定供電，同時(shí)避免因負(fù)荷過大導(dǎo)致的電網(wǎng)故障或額外費(fèi)用支出。

3.2.5 高級(jí)控制功能

系統(tǒng)支持多種高級(jí)控制策略，以滿足微電網(wǎng)在不同運(yùn)行場景下的需求。例如，削峰填谷策略，通過在用電低谷時(shí)段控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，在用電高峰時(shí)段控制儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，調(diào)節(jié)微電網(wǎng)的負(fù)荷曲線，降低電網(wǎng)的峰谷差，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性；需量控制策略，可根據(jù)企業(yè)與電網(wǎng)簽訂的需量合同，合理控制微電網(wǎng)的用電需量，避免因需量超標(biāo)而產(chǎn)生的高額罰款；動(dòng)態(tài)擴(kuò)容策略，當(dāng)企業(yè)用電需求突然增加時(shí)，通過優(yōu)化微電網(wǎng)的運(yùn)行方式，如調(diào)度儲(chǔ)能系統(tǒng)放電、增加分布式電源的發(fā)電功率等，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，滿足企業(yè)的臨時(shí)用電需求，而無需進(jìn)行大規(guī)模的電網(wǎng)改造。

3.3 系統(tǒng)特點(diǎn)

3.3.1 能源高效利用

安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)通過優(yōu)化控制策略，能夠?qū)崿F(xiàn)新能源的高效利用。例如，在光照充足時(shí)，優(yōu)先利用分布式光伏電站發(fā)電，并將多余的電能儲(chǔ)存到儲(chǔ)能系統(tǒng)中；在風(fēng)力較大時(shí)，充分發(fā)揮微型風(fēng)機(jī)的發(fā)電能力。通過合理調(diào)度分布式電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)，提高了可再生能源在微電網(wǎng)中的消納比例，減少了對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，從而提升了能源利用效率。據(jù)實(shí)際應(yīng)用案例統(tǒng)計(jì)，采用該系統(tǒng)后，企業(yè)微電網(wǎng)中可再生能源的利用率平均可提高20% - 30%。

3.3.2 經(jīng)濟(jì)性提升

該系統(tǒng)能夠顯著提升企業(yè)微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性。一方面，通過峰谷套利策略，利用低谷電價(jià)時(shí)段充電，高峰電價(jià)時(shí)段放電，為企業(yè)節(jié)省大量的電費(fèi)支出。另一方面，通過優(yōu)化能源分配和管理，降低了微電網(wǎng)的運(yùn)行成本，如減少設(shè)備的不必要損耗、合理安排設(shè)備維護(hù)計(jì)劃等。同時(shí)，系統(tǒng)還能幫助企業(yè)參與電力市場交易，通過合理的電力買賣策略，獲取額外的經(jīng)濟(jì)收益。某企業(yè)在使用安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)后，每年的電費(fèi)支出降低了15% - 20%，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著提升。

3.3.3 穩(wěn)定性增強(qiáng)

安科瑞Acrel-2000MG系統(tǒng)具備完善的保護(hù)機(jī)制和穩(wěn)定控制策略，能夠有效增強(qiáng)微電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在電網(wǎng)出現(xiàn)故障或電壓、頻率波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)可迅速采取措施，如切換到離網(wǎng)運(yùn)行模式、調(diào)整分布式電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)的輸出功率等，保障微電網(wǎng)內(nèi)關(guān)鍵負(fù)荷的持續(xù)供電，避免因電網(wǎng)問題導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)中斷。系統(tǒng)還能實(shí)時(shí)監(jiān)測微電網(wǎng)的電能質(zhì)量，對(duì)電壓偏差、諧波等問題進(jìn)行及時(shí)治理，確保微電網(wǎng)輸出的電能符合高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。

3.3.4 兼容性良好

系統(tǒng)具有出色的兼容性，能夠支持多種規(guī)約協(xié)議，包括Modbus TCP/RTU、DL/T645 - 07/97、IEC60870 - 5 - 101/103/104、MQTT、CDT、第三方協(xié)議定制等。這使得它能夠與不同廠家生產(chǎn)的分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、智能電表等設(shè)備進(jìn)行無縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)微電網(wǎng)中各類設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)控和管理。無論企業(yè)微電網(wǎng)采用何種品牌和型號(hào)的設(shè)備，Acrel-2000MG系統(tǒng)都能輕松適配，為企業(yè)提供便捷的一站式解決方案。

審核編輯 黃宇