破局光伏储能微电网：协调控制与经济性的双向探索

在全球能源转型的大背景下，光伏储能微电网作为一种以可再生能源为基础的小型电力系统，正逐渐成为能源领域的研究热点和发展重点。它能够在连接到主电网的状态下独立运行，具有灵活性、可再生能源集成、分布式发电和智能化管理等特点。

协调控制的必要性：光伏发电具有波动性与不确定性，其输出功率受天气和光照条件的影响较大。例如，在阴天或夜晚，光伏发电功率会显著降低甚至为零，而在阳光充足时，功率又会大幅增加。这种功率的波动会对电力系统的稳定性和可靠性产生不利影响。储能系统的引入则可以有效解决这一问题，它能够将光伏发电多余的能量储存起来，在光伏发电功率不足时释放出来，从而实现能源的平稳输出，保证电力供应的稳定性和可靠性。

预测性调度：利用天气预测及历史数据学习算法，对短期和中期的能量供需进行预测。通过分析未来的光照强度、温度等气象条件，以及历史相同或类似天气情况下的光伏发电量和负荷需求，提前制定出合理的调度计划，优化分布式电源的输出功率和储能装置的充放电状态，以满足负荷需求。

需求响应策略：依据实时负荷变化，自动调整储能及发电功率。当负荷需求增加时，协调控制器可以增加分布式电源的输出功率或释放储能装置中的能量；当负荷需求减少时，协调控制器可以降低分布式电源的输出功率或对储能装置进行充电，实现需求和供应的动态平衡。

分层控制策略：通过调节输出功率稳定系统电压，提高光伏与储能联合智能微电网运行效率。例如，将控制分为多个层次，底层负责对光伏和储能设备的直接控制，实现最大功率点跟踪等基本功能；中层根据系统的运行状态和上层的指令，对底层设备进行协调和优化；上层则从整体上对微电网进行管理和决策，如根据电网的需求和市场价格制定长期的运行策略等。

4.1概述

安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统具有完善的储能监控与管理功能，涵盖了储能系统设备(PCS、BMS、电表、消防、空调等)的详细信息，实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表等功能。在应用上支持能量调度，具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、备用电源等控制功能。系统对电池组性能进行实时监测及历史数据分析、根据分析结果采用智能化的分配策略对电池组进行充放电控制，优化了电池性能，提高电池寿命。系统支持Windows操作系统，数据库采用SQLServer。本系统既可以用于储能一体柜，也可以用于储能集装箱，是专门用于储能设备管理的一套软件系统平台。

4.2适用场合

系统可应用于城市、高速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区可再生能源系统监控和能量管理需求。

工商业储能四大应用场景

1）工厂与商场：工厂与商场用电习惯明显，安装储能以进行削峰填谷、需量管理，能够降低用电成本，并充当后备电源应急；

2）光储充电站：光伏自发自用、供给电动车充电站能源，储能平抑大功率充电站对于电网的冲击；

3）微电网：微电网具备可并网或离网运行的灵活性，以工业园区微网、海岛微网、偏远地区微网为主，储能起到平衡发电供应与用电负荷的作用；

4）新型应用场景：工商业储能探索融合发展新场景，已出现在5G基站、换电重卡、港口岸电等众多应用场景。

4.3系统结构

4.4系统功能

4.4.1实时监测

微电网能量管理系统人机界面友好，应能够以系统一次电气图的形式直观显示各电气回路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各回路断路器、隔离开关等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。其中，各子系统回路电参量主要有：三相电流、三相电压、总有功功率、总无功功率、总功率因数、频率和正向有功电能累计值；状态参数主要有：开关状态、断路器故障脱扣告警等。

系统应可以对分布式电源、储能系统进行发电管理，使管理人员实时掌握发电单元的出力信息、收益信息、储能荷电状态及发电单元与储能单元运行功率设置等。

系统应可以对储能系统进行状态管理，能够根据储能系统的荷电状态进行及时告警，并支持定期的电池维护。

微电网能量管理系统的监控系统界面包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电桩及总体负荷组成情况，包括收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同的需求，也可将充电，储能及光伏系统信息进行显示。