安科瑞徐赟杰18706165067
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)在風光儲充中的應用
隨著全球能源轉型和環(huán)境保護意識的增強,可再生能源如太陽能和風能的應用日益廣泛。微電網(wǎng)作為一種靈活、可靠且環(huán)保的能源系統(tǒng),逐漸成為智能電網(wǎng)建設的重要組成部分。而微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(EMS)作為微電網(wǎng)高效、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行的核心,其在風光儲充(即光伏發(fā)電、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)及電動汽車充電設施)一體化系統(tǒng)中的應用更是具有重要意義。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的基本概念
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(EMS)是一種集成和管理多種分布式能源資源的關鍵技術,旨在優(yōu)化微電網(wǎng)的運行效率、可靠性和經(jīng)濟性。通過實時監(jiān)測與控制、發(fā)電功率預測、電能質量監(jiān)測、負荷管理等功能,EMS能夠實現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)部能源的高效利用和供需平衡。該系統(tǒng)具有智能化、靈活性、可靠性和可擴展性等特點,為可再生能源的普及和智能電網(wǎng)的構建提供了有力支持。
風光儲充一體化系統(tǒng)的工作原理
風光儲充一體化是指將光伏發(fā)電、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及電動汽車充電設施三者結合起來,形成一個綜合能源系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作原理是:光伏發(fā)電和風力發(fā)電產(chǎn)生的電能首先滿足本地負荷需求,多余的電能則通過儲能設備儲存起來,以備不時之需。當電動汽車需要充電時,儲能系統(tǒng)可以釋放儲存的電能,為電動汽車提供充電服務。這種模式不僅提高了能源利用效率,還實現(xiàn)了電力供需平衡和峰谷電價套利,對碳中和目標的實現(xiàn)具有重要意義。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)在風光儲充中的應用
1. 實時監(jiān)測與控制
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測光伏系統(tǒng)、風力發(fā)電機、儲能系統(tǒng)以及充電樁等設備的運行狀態(tài)和性能參數(shù)。通過智能控制策略,系統(tǒng)可以自動調節(jié)分布式能源的輸出和負荷的消耗,確保能量供需平衡。此外,系統(tǒng)還能利用歷史數(shù)據(jù)和天氣預報信息對間歇性電源進行短期和超短期的發(fā)電功率預測,優(yōu)化調度策略,提高微電網(wǎng)的運行效率和可靠性。
2. 發(fā)電功率預測與調度
EMS通過綜合歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)和未來天氣預測數(shù)據(jù),對光伏發(fā)電和風力發(fā)電進行短期和超短期的發(fā)電功率預測。這些預測結果有助于制定更加合理的發(fā)電計劃,實現(xiàn)人工輸入或自動生成發(fā)電計劃,便于用戶對新能源發(fā)電的集中管控。同時,系統(tǒng)還能根據(jù)實時電價、負荷需求和能源預測,動態(tài)調整運行策略,實現(xiàn)削峰填谷、需量控制等功能,進一步降低供電成本。
3. 電能質量管理
EMS能夠監(jiān)測微電網(wǎng)的電能質量指標,如電壓諧波、電壓閃變等,確保供電質量符合標準。通過調節(jié)儲能系統(tǒng)和無功補償設備,系統(tǒng)可以改善電能質量,為用戶提供更加穩(wěn)定可靠的電力供應。
4. 負荷管理與需求側響應
EMS支持多種優(yōu)化目標,如最小化運行成本、最大化可再生能源利用率等。通過負荷管理和需求側響應,系統(tǒng)可以根據(jù)實時電價和負荷需求動態(tài)調整運行策略,實現(xiàn)用戶側的需求管理,消除晝夜峰谷差,平滑負荷波動。這不僅提高了電力設備運行效率,還降低了供電成本,為用戶帶來了經(jīng)濟效益。
5. 數(shù)據(jù)采集與分析
EMS全天候進行數(shù)據(jù)采集和分析,直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)以及充電樁的運行狀態(tài)和健康狀況。通過數(shù)據(jù)采集與處理功能,系統(tǒng)可以實時采集現(xiàn)場各種電參數(shù)、開關量及溫度量等信息,為系統(tǒng)優(yōu)化運行提供數(shù)據(jù)支持。同時,系統(tǒng)還具備記錄功能,能夠存儲電壓、電流、功率等歷史數(shù)據(jù),以供查詢、分析和打印。
6. 報警處理與安全保障
EMS具有完善的報警處理功能,用戶可以根據(jù)自己的需要分類篩選有關報警信息,并將報警歸納于不同的報警窗口。通過告警異常事件管理功能,系統(tǒng)可以為設備性能的評估、準確判斷故障提供支持。此外,系統(tǒng)還支持曲線分析和報表統(tǒng)計功能,以便用戶分析當前運行狀態(tài)和歷史趨勢,形成運行日報、月報等統(tǒng)計報表。
7.安科瑞微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)概述
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng),是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求,總結國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的先進經(jīng)驗,專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入,全天候進行數(shù)據(jù)采集分析,直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電樁運行狀態(tài)及健康狀況,是一個集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標,促進可再生能源應用,提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負荷波動;有效實現(xiàn)用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷,提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟運行提供了全新的解決方案。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應采用分層分布式結構,整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層:設備層、網(wǎng)絡通信層和站控層。
系統(tǒng)應通過微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡和計算機軟件,實現(xiàn)供微電網(wǎng)系統(tǒng)在運行過程中的數(shù)據(jù)采集、運行監(jiān)視、運行管理和優(yōu)化控制、事故記錄和分析、繼電保護等,完成企業(yè)微電網(wǎng)的安全、高效、經(jīng)濟運行管理。系統(tǒng)應由站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層構成。
系統(tǒng)功能需求:
1) 數(shù)據(jù)采集及處理:通過光伏、風力發(fā)電設備、儲能設備、充電樁、負荷及輔助設備等實時采集現(xiàn)場各種電參數(shù)、開關量及溫度量、電能抄表值等;
2) 實時監(jiān)控:實時監(jiān)控微電網(wǎng)系統(tǒng)的綜合數(shù)據(jù)、系統(tǒng)性能、功率輻射曲線、上網(wǎng)電量與發(fā)電量、系統(tǒng)損耗等,及時掌握微電網(wǎng)系統(tǒng)的整體運行水平,包括對光伏逆變器、儲能變流器、充電樁、主接線、通訊狀態(tài)等的實時監(jiān)控;
3) 畫面顯示:各子系統(tǒng)的發(fā)用電信息與狀態(tài)、各回路的合、分狀態(tài)、變位信息、保護設備動作及復歸信息、交直流系統(tǒng)及所用變系統(tǒng)的信息、各測量值的實時數(shù)據(jù)、系統(tǒng)拓撲、各種告警、運行曲線、環(huán)境數(shù)據(jù)等信息;
4) 智能控制策略:包括峰谷策略、最大需量策略、平滑出力、計劃曲線策略、防逆流策略、自定義控制策略等;
5) 記錄功能:具有電壓、電流、功率、電能以及事故、告警事件等各種歷史數(shù)據(jù)的存儲功能,以供查詢、分析、打印;
6) 報警處理:用戶可以根據(jù)自己的需要分類篩選有關報警,并將報警歸納于不同的報警窗口。同時通過告警異常事件進行管理,為設備性能的評估、準確判斷故障、提供支持;通過事故追憶和事故重演,可分析事故發(fā)生原因,避免事故的再次發(fā)生,保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行;
7) 應具有完善的用戶權限管理功能,避免越權操作,同時支持對操作密碼進行設置,為系統(tǒng)的遙控/遙調等操作安全性提供保障;
8) 曲線分析功能:可以曲線形式展示實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中的模擬量、電度量數(shù)據(jù),以便分析其當前運行狀態(tài)及有關歷史趨勢;
9) 報表統(tǒng)計功能:通過報表,可以方便分析供電系統(tǒng)及各回路運行參數(shù),形成運行日報、月報、電能統(tǒng)計日報、月報、年報。
結論
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)在風光儲充一體化系統(tǒng)中的應用,為可再生能源的普及和智能電網(wǎng)的建設提供了有力支持。通過實時監(jiān)測與控制、發(fā)電功率預測與調度、電能質量管理、負荷管理與需求側響應等功能,EMS實現(xiàn)了微電網(wǎng)內(nèi)部能源的高效利用和供需平衡。隨著技術的不斷進步和應用的深入推廣,微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)將在未來能源轉型和智能電網(wǎng)建設中發(fā)揮更加重要的作用。
審核編輯 黃宇
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