从蓝图到落地，新能源微电网解决方案点亮绿色未来

一、概述

         新能源微电网（Renewable Energy Microgrid）是以分布式可再生能源（光伏、风电、生物质能等）为核心，结合储能系统、智能控制装置和负荷管理技术，形成的区域性自主供电网络。其具备并网/离网双模式运行能力，可独立支撑区域电力供应，是构建新型电力系统、实现能源转型的重要载体。

二、系统架构与组成

新能源微电网的系统架构分为物理层、控制层、应用层，核心组成包括：

三、关键技术方案

1.多能互补与优化调度

能量管理策略：

采用**模型预测控制（MPC）与混合整数线性规划（MILP）**算法，实现源-储-荷协同优化。

目标函数：最小化运行成本（燃料+维护+购电成本）或可再生能源消纳率。

典型场景调度：

并网模式：优先消纳新能源，余电上网或储能；负荷不足时从主网购电。

离网模式：依赖储能与备用电源（如柴油发电机）保障供电连续性。

2.储能系统配置

技术选型：

容量规划：

基于蒙特卡洛模拟或时序生产模拟，计算储能容量与功率需求，满足N-1供电可靠性（单一故障下仍可维持供电）。

3.并网与孤岛无缝切换

关键技术：

虚拟同步机（VSG）：模拟同步发电机惯性与阻尼特性，支撑微电网频率/电压稳定。

黑启动能力：通过储能系统实现离网状态下的自启动，恢复关键负荷供电。

保护方案：

配置方向性过流保护、**低电压穿越（LVRT）**装置，避免微电网故障波及主网。

4.数字化与智能化

数字孪生平台：

构建微电网三维模型，实时映射物理系统状态，支持故障诊断与预测性维护。

AI优化：

利用深度学习预测可再生能源出力与负荷需求，优化日前调度计划（如LSTM+强化学习算法）。

四、设计要点与实施路径

1.规划设计阶段

资源评估：

通过PVsyst、HOMER Pro软件模拟光伏/风能资源潜力，确定最佳装机容量。

经济性分析：

计算LCOE（平准化度电成本）与投资回收期，评估项目可行性。

示例：某园区微电网（光伏1MW+储能500kWh），年发电量120万kWh，投资回收期6-8年。

2.建设实施阶段

设备选型：

光伏组件：选择双面PERC或TOPCon技术，效率≥22%；

储能系统：采用磷酸铁锂电池（循环寿命≥6000次，容量衰减率<20%）。

集成方案：

采用DC-Coupling架构（光伏与储能直流侧耦合），减少能量转换损耗（效率提升3%-5%）。

3.运营与维护

需求侧响应（DR）：

参与电网调峰辅助服务，通过调整可中断负荷（如空调、充电桩）获取收益。

碳资产管理：

基于微电网的碳减排量（如1MWh光伏发电减排0.8吨CO₂），参与碳交易市场。

五、典型案例

案例1：某海岛微电网

配置：2MW风电+1.5MW光伏+2MWh锂电池+500kW柴油备用

成效：

可再生能源渗透率≥90%，柴油消耗降低80%；

孤岛模式下供电可靠性≥99.9%。

案例2：工业园区光储充一体化

配置：5MW屋顶光伏+2MWh储能+20台智能充电桩

功能：

实现“自发自用、余电存储”，年节省电费300万元；

充电桩按分时电价智能调度，降低充电成本30%。

六、安科瑞微电网管理平台

安科瑞微电网系统解决方案，通过在企业内部的源、网、荷、储、充的各个关键节点安装安科瑞自主研发的各类监测、分析、保护、治理装置；通过先进的控制、计量、通信等技术，将分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车、电能路由器聚合在一起；平台根据最新的电网价格、用电负荷、电网调度指令等情况，灵活调整微电网控制策略并下发给储能、充电桩、逆变器等系统与设备，保证企业微电网始终安全、可靠、节约、高效、经济、低碳的运行。

 解决方案——分布式光伏监控系统

解决方案——工商业储能系统

 解决方案——有序充电系统

 解决方案——光储充系统

 平台功能

系统总览

“源网荷储”等全量运行数据，存储展示、状态检测、运行告警.直观展示微电网系统电量、碳排、成本、设备运行等各类数据;实时呈现微电网电力数据流向和设备安全情况。

微电网运行监测

功率预测

分布式能源、充电站、空调、常规负荷等分类预测；

预测服务涵盖日前及日内多个时间尺度。

优化调度

基于能耗、成本和碳排放最少的经济优化调度；

考虑电网供电力平滑与电压稳定的安全运行调度策略；

需求侧响应电网互动策略。

运行控制

光伏--防逆流；

储能--防逆流、峰谷套利、需量控制、柔性扩容；

光储--防逆流、新能源消纳、需量控制、动态扩容；

光储充--防逆流、新能源消纳、需量控制、有序充电；

源网荷储充--防逆流、新能源消纳、需量控制、有序充电、负荷柔性控制。

聚合资源

聚合微电网内光伏、储能、充电桩及空调柔性负荷；

以单一虚拟电厂子站与独立电力户号接入上层负荷聚合商或虚拟电厂平台；

充分发挥微电网灵活资源的调节能力，实现微电网整体收益。

碳排管理

企业、部门、区域碳排监控；

碳排统计、同环比分析；

支持月、年碳排报表；

碳盘查报告

智能运维

设备档案管理

重要设备包括变压器、空调主机等设备信息，配置二维码。

运维流程管理

任务管理、巡检记录、缺陷记录、消警记录、抢修记录、通知工单。

设备维护

提醒用户及时查看或更换相应设备，并提示维修或更换建议。

专家报告

系统定期为用户生成能耗分析报告，提供专家建议。

能源规划

基于负荷信息、设备信息、市场信息、地理信息等内容进行优化配置，提供经济的容量配置方案。

相关可定制大屏界面

配套硬件

七、政策与标准

并网标准：符合《GB/T 33593-2017分布式电源接入电网技术规定》

补贴政策：部分地区对光储微电网给予0.3-0.5元/kWh的度电补贴。

碳交易支持：纳入CCER（国家核证自愿减排量）交易体系。

八、挑战

解决方案

高初始投资成本

采用EMC（合同能源管理）模式

复杂系统控制

引入边缘计算+云端协同控制架构

政策不确定性

与电网公司签订长期购电协议（PPA）

九、未来展望

技术趋势：

氢储能与电制燃料（P2X）技术耦合，实现跨季节储能；

区块链技术支撑点对点（P2P）电力交易。

商业模式：

虚拟电厂（VPP）聚合多个微电网参与电力市场竞价。

结语

       新能源微电网是构建零碳能源系统的核心单元，其技术成熟度与经济性已逐步具备规模化推广条件。未来需进一步突破长时储能技术、完善市场机制设计，推动能源系统向“去中心化、智能化、低碳化”方向演进。