安科瑞Acrel-2000MG 系统赋能企业微电网：源网荷储协同管理实践探索

摘要

随着能源转型的加速，企业微电网作为一种高效、灵活的能源解决方案，正逐渐成为企业实现能源可持续发展的重要手段。安科瑞Acrel-2000MG微电网能量管理系统，能够对企业微电网的源（市电、分布式光伏、微型风机）、网（企业内部配电网）、荷（固定负荷和可调负荷）、储能系统、新能源汽车充电负荷进行实时监控、诊断告警、全景分析、有序管理和高级控制功能，满足微电网运行监视全面化、安全分析智能化、调整控制前瞻化、全景分析动态化的需求。本文详细介绍了Acrel-2000MG微电网能量管理系统的架构、功能及应用案例，探讨了其在企业微电网中的应用效果及未来发展趋势，旨在为企业实现能源高效利用和可持续发展提供参考。

关键词

安科瑞Acrel-2000MG系统；企业微电网；能量管理；优化策略

一、引言

在全球能源危机日益凸显、能源需求不断增加以及新能源技术持续发展的背景下，新能源发电应用日益广泛，并逐步构建起新型能源与电力市场。而微电网技术的提出，为高效利用这些新能源电力开辟了重要的技术途径。由分布式电源、储能装置、能量转换装置以及相关负荷与监控、保护装置汇聚而成的小型发配电系统，乃是一个可以实现自我控制、自我保护以及自我管理的自治系统。其运行模式分为并网型和离网型，并网型既可与外部电网连接进行运行，又支持离网状态下独立运行，且主要以并网方式运行；离网型不与外部电网联网，能够实现电能的自发自用，是功率平衡的微电网。

然而，微电网的高效运行离不开先进的能量管理系统。安科瑞Acrel-2000MG微电网能量管理系统正是在这样的背景下应运而生，它可对企业微电网的各类组成部分进行全面管控，实现不同目标下源网荷储资源之间的灵活互动，在多种策略控制下，有助于新能源的高效利用、资源的合理分配以及微电网的安全与稳定，减少电网建设投资，提升企业能源利用率，降低运行成本，从而达到节能降耗的目的。因此，深入研究安科瑞Acrel-2000MG系统在企业微电网中的应用具有重要的现实意义。

二、企业微电网与能量管理系统概述

2.1 企业微电网的构成与特点

企业微电网是一个复杂的系统，通常由多种分布式电源、储能系统、负荷以及内部配电网组成。分布式电源包括太阳能光伏板、微型风力发电机等，它们利用可再生能源发电，具有清洁、环保的特点。以太阳能光伏为例，其通过光伏效应将太阳能转化为电能，在阳光充足的地区，可为企业提供大量的电力支持。储能系统则起到调节电力供需的作用，常见的储能设备有锂电池等，能够在电力过剩时储存能量，在电力短缺时释放能量，确保微电网的稳定运行。

企业微电网的负荷可分为固定负荷和可调负荷。固定负荷如企业的一些关键生产设备，其用电需求相对稳定；可调负荷如部分非关键生产设备、照明系统等，可根据微电网的整体运行情况进行调整。企业内部配电网负责将分布式电源产生的电能、储能系统释放的电能以及从市电获取的电能合理分配到各个负荷端，保障企业的正常生产运营。

与传统电网相比，企业微电网具有显著的特点。一方面，它能够充分利用企业内部的分布式能源资源，实现能源的就地生产和消费，减少了输电过程中的损耗，提高了能源利用效率。另一方面，微电网具有较高的灵活性和自主性，在电网故障或停电时，能够迅速切换到离网运行模式，保障企业关键负荷的持续供电，提高了供电的可靠性。

2.2 能量管理系统对企业微电网的重要性

能量管理系统犹如企业微电网的“智慧大脑”，对微电网的稳定、高效运行起着至关重要的作用。在微电网中，分布式电源的输出功率受到自然条件（如光照强度、风速等）的影响，具有间歇性和波动性；负荷的用电需求也会随着企业生产活动的变化而时刻改变。如果没有有效的能量管理系统，微电网很容易出现电力供需失衡的情况，导致电压波动、频率不稳定等问题，影响企业的正常生产。

能量管理系统通过实时监测微电网中源、网、荷、储的运行状态，能够准确掌握微电网的整体运行情况。当分布式电源输出功率过高时，能量管理系统可控制储能系统进行充电，储存多余的电能；当负荷用电需求增加且分布式电源输出功率不足时，能量管理系统可调度储能系统放电，或者从市电获取电能，确保电力的稳定供应。同时，能量管理系统还能根据电网价格、用电负荷、电网调度指令等因素，优化微电网的运行策略，实现能源的高效利用和成本的降低。例如，在峰谷电价时段，合理安排储能系统的充放电，利用低谷电价充电，高峰电价放电，为企业节省电费支出。

三、安科瑞Acrel-2000MG微电网能量管理系统解析

3.1 系统架构

安科瑞Acrel-2000MG微电网能量管理系统采用了先进的分层分布式架构，主要包括感知层、传输层、平台层和应用层。感知层负责采集微电网中各类设备的实时数据，如分布式电源的发电功率、储能系统的充放电状态、负荷的用电功率等。这一层部署了大量的传感器和智能电表等设备，它们能够精确地感知设备的运行参数，并将这些数据转换为电信号或数字信号。

传输层则承担着数据传输的重任，它将感知层采集到的数据通过有线或无线通信网络传输到平台层。常见的通信方式有以太网、光纤、4G/5G等，这些通信技术具有高速、稳定的特点，能够确保数据的实时、准确传输，为后续的数据分析和决策提供可靠的数据支持。

平台层是整个系统的核心，它基于大数据、云计算等技术，对传输层传来的数据进行存储、处理和分析。通过建立复杂的数学模型和算法，平台层能够对微电网的运行状态进行实时评估和预测，为应用层提供决策依据。例如，利用历史数据和实时数据，通过机器学习算法预测分布式电源的发电功率和负荷的用电需求，以便提前制定合理的运行策略。

应用层则为用户提供了直观、便捷的操作界面，用户可以通过该界面实时监控微电网的运行情况，查看各类数据报表，还能根据实际需求调整微电网的控制策略。应用层的功能丰富多样，涵盖了实时监控、诊断告警、全景分析、有序管理和高级控制等多个方面，满足了不同用户对微电网管理的需求。

3.2 系统功能

3.2.1 实时监控功能

安科瑞Acrel-2000MG系统能够对微电网的源、网、荷、储能系统、新能源汽车充电负荷等进行全方位的实时监控。在源端，可实时监测分布式光伏电站的发电功率、微型风机的运行状态以及市电的接入情况，通过直观的界面展示各发电设备的实时数据和运行状态图标，让用户一目了然。对于储能系统，能实时监测其电池的电压、电流、荷电状态（SOC）、充放电功率等关键参数，准确掌握储能系统的工作状态。在负荷端，可实时监测固定负荷和可调负荷的用电功率、电流等信息，了解企业内部各用电设备的用电情况。对于新能源汽车充电负荷，系统能实时监测充电桩的工作状态、充电电流、充电功率以及充电车辆的相关信息，实现对充电过程的全面监控。

3.2.2 诊断告警功能

该系统具备强大的诊断告警能力，能够实时对微电网中的设备运行数据进行分析，一旦发现异常情况，立即发出告警信号。例如，当分布式光伏电站的发电功率出现异常波动，或者储能系统的电池温度过高、电压过高等情况时，系统会迅速捕捉到这些异常信息，并通过声光报警、短信通知、邮件提醒等多种方式告知用户。同时，系统还能对告警信息进行详细分类和记录，方便用户查询和追溯，帮助用户及时发现和解决微电网运行中的问题，保障微电网的安全稳定运行。

3.2.3 全景分析功能

安科瑞Acrel-2000MG系统通过对采集到的海量数据进行深度挖掘和分析，为用户提供微电网的全景分析。它能够从多个维度对微电网的运行情况进行评估，如能源生产与消费分析、电能质量分析、经济成本分析等。在能源生产与消费方面，系统可分析分布式电源的发电量占比、不同时段的能源供需平衡情况等；在电能质量分析上，能监测电网的电压偏差、频率偏差、谐波含量等指标，评估电能质量是否符合标准；在经济成本分析中，可计算微电网的运行成本，包括电费支出、设备维护成本等，以及通过优化运行策略带来的经济效益提升情况。通过这些全景分析，用户能够全面了解微电网的运行状况，为制定合理的决策提供有力支持。更多资料请联系安科瑞陈芳芳136/119655/14

3.2.4 有序管理功能

在微电网的运行管理方面，安科瑞Acrel-2000MG系统发挥着重要作用。它可对分布式电源、储能系统、负荷等进行有序管理，实现资源的合理分配。例如，根据企业的生产计划和用电需求，合理安排分布式电源的发电计划，优先利用可再生能源发电，降低对市电的依赖。对于储能系统，可根据电网价格和用电负荷情况，制定合理的充放电计划，实现峰谷套利，降低企业用电成本。在负荷管理方面，可对可调负荷进行优化调度，在用电高峰时段适当削减非关键负荷的用电需求，保障关键负荷的稳定供电，同时避免因负荷过大导致的电网故障或额外费用支出。

3.2.5 高级控制功能

系统支持多种高级控制策略，以满足微电网在不同运行场景下的需求。例如，削峰填谷策略，通过在用电低谷时段控制储能系统充电，在用电高峰时段控制储能系统放电，调节微电网的负荷曲线，降低电网的峰谷差，提高电网的稳定性和可靠性；需量控制策略，可根据企业与电网签订的需量合同，合理控制微电网的用电需量，避免因需量超标而产生的高额罚款；动态扩容策略，当企业用电需求突然增加时，通过优化微电网的运行方式，如调度储能系统放电、增加分布式电源的发电功率等，实现微电网的动态扩容，满足企业的临时用电需求，而无需进行大规模的电网改造。

3.3 系统特点

3.3.1 能源高效利用

安科瑞Acrel-2000MG系统通过优化控制策略，能够实现新能源的高效利用。例如，在光照充足时，优先利用分布式光伏电站发电，并将多余的电能储存到储能系统中；在风力较大时，充分发挥微型风机的发电能力。通过合理调度分布式电源和储能系统，提高了可再生能源在微电网中的消纳比例，减少了对传统能源的依赖，从而提升了能源利用效率。据实际应用案例统计，采用该系统后，企业微电网中可再生能源的利用率平均可提高20% - 30%。

3.3.2 经济性提升

该系统能够显著提升企业微电网的经济性。一方面，通过峰谷套利策略，利用低谷电价时段充电，高峰电价时段放电，为企业节省大量的电费支出。另一方面，通过优化能源分配和管理，降低了微电网的运行成本，如减少设备的不必要损耗、合理安排设备维护计划等。同时，系统还能帮助企业参与电力市场交易，通过合理的电力买卖策略，获取额外的经济收益。某企业在使用安科瑞Acrel-2000MG系统后，每年的电费支出降低了15% - 20%，综合经济效益显著提升。

3.3.3 稳定性增强

安科瑞Acrel-2000MG系统具备完善的保护机制和稳定控制策略，能够有效增强微电网的稳定性。在电网出现故障或电压、频率波动时，系统可迅速采取措施，如切换到离网运行模式、调整分布式电源和储能系统的输出功率等，保障微电网内关键负荷的持续供电，避免因电网问题导致企业生产中断。系统还能实时监测微电网的电能质量，对电压偏差、谐波等问题进行及时治理，确保微电网输出的电能符合高质量标准，为企业的生产设备提供稳定可靠的电力供应。

3.3.4 兼容性良好

系统具有出色的兼容性，能够支持多种规约协议，包括Modbus TCP/RTU、DL/T645 - 07/97、IEC60870 - 5 - 101/103/104、MQTT、CDT、第三方协议定制等。这使得它能够与不同厂家生产的分布式电源、储能系统、智能电表等设备进行无缝对接，实现对微电网中各类设备的统一监控和管理。无论企业微电网采用何种品牌和型号的设备，Acrel-2000MG系统都能轻松适配，为企业提供便捷的一站式解决方案。