企業(yè)儲能電力協(xié)調(diào)控制器

 安科瑞劉鴻鵬

摘要 

隨著新能源應(yīng)用的快速普及，企業(yè)儲能電站逐漸成為穩(wěn)定電網(wǎng)運(yùn)行和優(yōu)化能源利用的重要設(shè)施。在這種背景下，微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器作為儲能電站的核心控制設(shè)備，憑借其數(shù)據(jù)采集、通信管理、策略優(yōu)化與安全運(yùn)行等功能，成為微電網(wǎng)管理與運(yùn)行的關(guān)鍵支撐。本文以ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器為例，結(jié)合其在企業(yè)儲能電站中的應(yīng)用場景與技術(shù)特點(diǎn)，探討微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器的技術(shù)原理、實(shí)現(xiàn)功能及其對電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性和可靠性的提升。

1. 引言

能源是企業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)營的重要支柱，然而傳統(tǒng)能源供應(yīng)模式存在波動性、不可預(yù)測性和效率不足等問題。儲能系統(tǒng)的出現(xiàn)，為企業(yè)能源管理帶來了革命性變化。通過儲能系統(tǒng)，企業(yè)可以利用能源、降低用電成本并提高能源利用率。

新能源的快速發(fā)展促使電力系統(tǒng)逐步向分布式、智能化方向演進(jìn)。微電網(wǎng)作為分布式能源、儲能系統(tǒng)及負(fù)荷的集成平臺，其穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性直接影響著電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器是實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)動態(tài)管理和運(yùn)行的核心設(shè)備，尤其在企業(yè)儲能電站的應(yīng)用場景中，能夠通過協(xié)調(diào)分布式發(fā)電和儲能，提升電能質(zhì)量、降低用能成本。

2. 什么是儲能？

2.1 儲能系統(tǒng)的定義

儲能系統(tǒng)是一種通過技術(shù)手段將太陽能風(fēng)能存儲起來，并在需要時釋放的能源管理。包括光伏儲能、風(fēng)電儲能等形式。

由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)。

2.2 儲能系統(tǒng)的主要功能

削峰填谷：在電力需求低谷期儲能，高峰期釋放，平衡用電負(fù)荷。

備用電源：在電網(wǎng)斷電時提供備用電力，保障生產(chǎn)連續(xù)性。

能源調(diào)度：優(yōu)化能源分配，提升企業(yè)能源利用效率。

可再生能源整合：儲存太陽能、風(fēng)能等波動性強(qiáng)的清潔能源，提高其利用率。

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3. 儲能系統(tǒng)對現(xiàn)代企業(yè)的重要意義

3.1 降低企業(yè)運(yùn)營成本

儲能系統(tǒng)通過削峰填谷模式顯著降低企業(yè)用電成本。在電價分時計費(fèi)機(jī)制下，儲能系統(tǒng)幫助企業(yè)在電價較低時儲電，在高峰期釋放，從而減少電費(fèi)支出。

3.2 提高能源利用效率

儲能系統(tǒng)能夠有效儲存企業(yè)生產(chǎn)過程中多余的能量或可再生能源，避免浪費(fèi)，提高能源綜合利用效率。

3.3 提升企業(yè)能源安全性

在能源供應(yīng)不穩(wěn)定或斷電情況下，儲能系統(tǒng)提供備用電源，保障生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性，特別是對于依賴不間斷電力的制造業(yè)和數(shù)據(jù)中心。

3.4 促進(jìn)綠色轉(zhuǎn)型

儲能系統(tǒng)可以與太陽能、風(fēng)能等可再生能源結(jié)合，減少企業(yè)對傳統(tǒng)化石能源的依賴，降低碳排放，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。

3.5 增強(qiáng)競爭力

利用儲能系統(tǒng)優(yōu)化能源管理，降低成本和能耗，可以顯著提高企業(yè)在市場中的競爭力，獲得更多合作機(jī)會。

4.能源調(diào)配的難點(diǎn)

4. 1多位協(xié)調(diào)調(diào)度復(fù)雜

儲能系統(tǒng)需要與多種能源形式（如光伏、風(fēng)能、傳統(tǒng)電網(wǎng)等）協(xié)同工作，調(diào)配時需綜合考慮發(fā)電的間歇性和負(fù)荷的動態(tài)變化。調(diào)度的難點(diǎn)包括：  

新能源的不穩(wěn)定性：光伏和風(fēng)能受天氣條件影響顯著，發(fā)電量難以預(yù)測。  

多目標(biāo)優(yōu)化沖突：需要在經(jīng)濟(jì)性（電價低）、穩(wěn)定性（系統(tǒng)安全）和環(huán)境效益（減少排放）之間平衡。  

4.2實(shí)時性和響應(yīng)速度要求高

儲能系統(tǒng)需要根據(jù)負(fù)荷需求、價格波動和電網(wǎng)狀態(tài)實(shí)時調(diào)配充放電操作：  

快速響應(yīng)挑戰(zhàn)：面對瞬時負(fù)荷波動或電網(wǎng)故障，儲能系統(tǒng)需在毫完成響應(yīng)。  

通信與控制系統(tǒng)延遲：儲能系統(tǒng)與控制器、分布式能源之間的數(shù)據(jù)傳輸和指令執(zhí)行的延遲可能導(dǎo)致調(diào)度滯后。  

4.3能源儲存與放電的效率限制

儲能設(shè)備的性能對能源調(diào)配有直接影響：  

能量損耗：儲能設(shè)備在充放電過程中存在能量轉(zhuǎn)換損耗，難以全達(dá)到預(yù)想調(diào)配。  

壽命管理：過度充放電可能導(dǎo)致電池壽命縮短，需要優(yōu)化儲能策略以減少不必要的充放電行為。  

4.4. 負(fù)荷預(yù)測與匹配的準(zhǔn)確性

負(fù)荷預(yù)測難度：工業(yè)企業(yè)和區(qū)域微電網(wǎng)的用電需求受生產(chǎn)計劃、時間、天氣等多因素影響，負(fù)荷需求難以準(zhǔn)確預(yù)測。  

調(diào)配匹配問題：儲能系統(tǒng)必須判斷何時充電、何時放電以滿足需求并避免過度投資。  

4.5多時段與多市場的優(yōu)化調(diào)度

儲能系統(tǒng)需在不同時間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)削峰填谷，同時參與電力市場交易：  

分時電價變化：需要根據(jù)電價波動和儲能成本靈活調(diào)整充放電策略。  

市場復(fù)雜性：參與容量市場、輔助服務(wù)市場等需考慮不同市場規(guī)則和收益目標(biāo)。  

4.6網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)管理

儲能系統(tǒng)通常通過控制器與云端平臺連接，面臨數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)：  

數(shù)據(jù)采集與處理壓力：儲能系統(tǒng)需處理大量實(shí)時數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確性和實(shí)時性難以保障。  

網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險：儲能系統(tǒng)可能成為電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)攻擊的目標(biāo)，影響其調(diào)控和安全性。  

4.7儲能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與維護(hù)難題

狀態(tài)監(jiān)測不足：儲能系統(tǒng)需要監(jiān)控電池的狀態(tài)（如溫度、充放電頻次和健康狀態(tài)），但監(jiān)控成本高。  

維護(hù)周期問題：儲能系統(tǒng)在高頻次運(yùn)行中可能出現(xiàn)故障，影響整體調(diào)配效果，且維修需要額外投入時間和成本。  

儲能系統(tǒng)的能源調(diào)配是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和政策等多方面進(jìn)行綜合優(yōu)化。針對上述難點(diǎn)，可以通過引入微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器進(jìn)行預(yù)測與優(yōu)化，以及加強(qiáng)設(shè)備性能和數(shù)據(jù)安全等措施逐步解決這些問題。

5.物聯(lián)網(wǎng)能量協(xié)調(diào)控制器

微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器簡介 

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、儲能等域的智能協(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、儲能系統(tǒng)以及充電樁等設(shè)備的接入，通 過對微電網(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、儲能系統(tǒng)、負(fù)荷的實(shí)時動態(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；有效實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的需求管理，提高微電網(wǎng)運(yùn) 行效率、降低供電成本，保障微電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

5.1技術(shù)參數(shù)

在技術(shù)參數(shù)上，ACCU-100具備較高的準(zhǔn)度性和實(shí)時性：  

遙測響應(yīng)時間≤10，數(shù)據(jù)綜合誤差率≥99.9%。  

支持狀態(tài)量、模擬量和控制量數(shù)目均達(dá)到30000個，滿足大規(guī)模微電網(wǎng)系統(tǒng)的需求。

5.2系統(tǒng)架構(gòu)

ACCU-100采用模塊化設(shè)計，通過邊緣計算和云端協(xié)同的方式，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的控制。其系統(tǒng)架構(gòu)主要由以下部分構(gòu)成：  

控制器模塊：協(xié)調(diào)分布式能源、儲能和負(fù)荷設(shè)備，執(zhí)行實(shí)時控制。  

智慧能源云平臺：整合多站點(diǎn)數(shù)據(jù)，提供能量調(diào)度優(yōu)化和遠(yuǎn)程運(yùn)維支持。  

通信接口：支持Modbus、MQTT等多種協(xié)議，實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享。

ACCU-100 協(xié)調(diào)控制器：控制儲能設(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)度的提下，進(jìn)行光儲置換，減少 棄光。并與云端平臺進(jìn)行交互，響應(yīng)云端策略配置。 

智慧能源管理云平臺 EMS3.0：滿足跨站點(diǎn)，跨區(qū)域海量數(shù)據(jù)的接入，通過 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) 計算與管控，并通過多樣化預(yù)測，分析發(fā)電與用電趨勢，結(jié)合電價數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計 劃、負(fù)荷需求，提供控制方案。同時提供遠(yuǎn)程監(jiān)控與運(yùn)維功能。

5.3主要功能特點(diǎn)  

數(shù)據(jù)采集：支持多種接口和協(xié)議，滿足多樣化設(shè)備接入需求。  

通信管理：支持本地與遠(yuǎn)程協(xié)同操作，具備云邊協(xié)同和OTA升能力。  

策略優(yōu)化：包括削峰填谷、防逆流、需量控制等多樣化策略支持。  

系統(tǒng)安全：采用加密技術(shù)和防篡改機(jī)制，保障數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全性。  

運(yùn)行監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)設(shè)備健康狀況的預(yù)警預(yù)測，確保微電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

6.性能指標(biāo)

7.能量調(diào)度

7.1設(shè)備規(guī)格

8.企業(yè)儲能電站應(yīng)用場景

在企業(yè)儲能電站中，ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器可通過如下方式實(shí)現(xiàn)功能優(yōu)化：  

削峰填谷：根據(jù)分時電價制定儲能設(shè)備的充放電計劃，在低谷時段充電、高峰時段放電，降低企業(yè)用電成本。  

動態(tài)擴(kuò)容：監(jiān)控變壓器負(fù)載率，當(dāng)負(fù)載率接近限制值時，動態(tài)調(diào)整充電樁功率及儲能輸出，避免設(shè)備過載。  

防逆流控制：通過逆功率檢測和快速響應(yīng)策略，避免逆流對電網(wǎng)的影響，提高供電穩(wěn)定性。  

備用電源管理：預(yù)留部分儲能容量，在電網(wǎng)中斷時為關(guān)鍵負(fù)荷提供應(yīng)急電力保障。 

9. 應(yīng)用優(yōu)勢與展望

通過引入ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器，企業(yè)儲能電站可以實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)勢：  

經(jīng)濟(jì)性提升：削減用電高峰費(fèi)用，優(yōu)化電價響應(yīng)，提高投資 ，回報率。  

穩(wěn)定性增強(qiáng)：實(shí)現(xiàn)分布式能源與儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，增強(qiáng)電網(wǎng)抗擾性和穩(wěn)定性。  

智能化管理：結(jié)合云端平臺，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)測分析及智能調(diào)度。  

 結(jié)論

微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器是現(xiàn)代電力系統(tǒng)不可或缺的關(guān)鍵組件，特別是在企業(yè)儲能電站中，它通過數(shù)據(jù)采集、智能的策略優(yōu)化和安全的系統(tǒng)管理，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。以ACCU-100為代表的協(xié)調(diào)控制器，將在推動新能源消納、降低用電成本和提高電網(wǎng)效率等方面發(fā)揮更大的作用。