能量路由器EMS系统应用案例

【项目简介】

面向“双碳”和能耗“双控”背景下，“提升能效”与“绿电替代”成为构建新型电力系统的必由之路。绿电直连作为一种创新的电力供应模式应运而生。它是指风电、光伏等新能源发电不通过公共电网，而是通过专用线路直接向单一用户供电的模式。能量路由器被视为绿电直连关键的革命性技术。能量路由器本质上是多端口的智能电力电子装备，具备交直流无缝接入与灵活转换的能力。能够实现光伏、储能等直流源荷的高效整合与直流直供，有效提升系统稳定性、输送效率与安全性。‌

某项目为了开展绿电直连研究采用能源路由器与现有配电装置形成1个380V并网点并网方案，主要设备包括299.88Wp光伏组件476块、1套125kW/261kWh储能设备、2台60kW双枪充电桩和2台7kW充电桩、能源路由器等。

【能量路由器配置】

能源路由器交流侧端口分别园区的380V配电装置，直流侧端口分别接入屋顶光伏、停车棚光伏、充电桩以及园区路灯照明。实现交直流柔性互联、减少中间设备降低损耗。系统示意图如下：

能源路由器为各种类型的分布式电源、储能设备和新型负载提供所需的电能接口形式，包括各种电压、电流量的直流或交流形式等。同时对配电网络内各节点的能量流方向和大小可按用户所需精确地控制。功率转换功能：不仅具有多个电压等级交直流接口，实现“源网荷储”不同电压和制式的转换。

上图为多端口能量路由器的应用，控制分布式能源、储能出力，协调与电网/负荷间能量转换、灵活控制的核心部件，实现配电系统中源-储-网-荷的能量交换。

【EMS系统介绍】

双向变换器：DC-DC双向变换器是一种电力电子设备，能够在直流电源的两极间双向转换电能，可实现降压（Buck）和升压（Boost）功能。

EMS可视界面总信息展示主要输入输出参数，控制区域可手动启停设备、控制高低压运行模式、调节输出电流功率等参数，告警信息和状态字部分随时反应设备运行状态。

PCS能量路由器：PCS又称双向储能逆变器，是储能系统与电网中间实现电能双向流动的核心部件，用于控制电池的充电和放电过程，进行交直流的变换。

EMS可视界面总信息展示主要电能参数，控制区域可手动启停设备、控制并离网运行模式（整流模式并网、逆变模式离网）、调节输出有功无功功率参数，告警信息和状态字部分随时反应设备运行状态。

BMS储能电池：BMS是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池，其功能包括提高电池利用率、储备用电、防止过度充电和过度放电等。

EMS可视界面总信息展示主要电能参数，告警信息和状态字部分随时反映设备运行状态。

光伏控制器：光伏控制器是一种应用于太阳能发电系统中的自动控制设备，主要负责控制多路太阳能电池方阵对蓄电池的充电以及系统和其他负载设备的供电，是主要的用电来源。

EMS可视界面总信息展示光伏发电参数，控制区域可手动启停设备、调节输出功率参数。

【总结】

本项目实现了能量路由器与绿电直连的研究，实现交直流柔性互联、减少中间设备降低损耗；实现配电装置的动态增容；获得动态无功支撑，提高电压稳定性，通过技术创新破解新能源直接消纳中的关键障碍，推动电力系统向更绿色、更灵活、更经济的发展。