唐雪陽

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

一、引言

儲能型光伏電站是破解可再生能源間歇性、不穩(wěn)定性難題的關鍵路徑，對提升能源利用率、保障電網穩(wěn)定運行、推動綠色能源轉型具有重要意義。隨著光伏技術迭代與成本下降，光伏發(fā)電在能源結構中的占比持續(xù)提升，但其出力波動性、不可預測性仍對電網安全穩(wěn)定運行構成挑戰(zhàn)，儲能電池容量優(yōu)化配置與光儲系統(tǒng)協(xié)調控制成為當前研究熱點。國內外學者圍繞該領域開展了大量研究，涵蓋容量配置優(yōu)化、能量管理策略等方向，但現(xiàn)有研究多聚焦特定條件下的系統(tǒng)性能分析，缺乏對不同場景的適應性探討，且多組混合儲能協(xié)同控制機制研究不足，忽略實際技術限制與成本因素，導致理論成果難以高效落地。為此，本研究聚焦儲能型光伏電站電池容量配置優(yōu)化與協(xié)調控制，通過分析光儲電站結構設計、儲能容量配置及充放電策略，構建電站可靠性模型，引入功率滲透率、容量滲透率等關鍵指標，對比不同類型儲能電池性能參數(shù)并提出科學的容量優(yōu)化方案；同時設計多組混合儲能系統(tǒng)協(xié)調控制策略，通過事件觸發(fā)函數(shù)與調節(jié)機制實現(xiàn)精準能量管理，提升系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。研究結果可為儲能型光伏電站的設計與運營提供重要參考，助力可再生能源高效消納與電網安全穩(wěn)定運行。

二、平臺護航，光儲高效運行

基于上述研究背景與需求，儲能型光伏電站的容量優(yōu)化配置與協(xié)調控制需依托高效的智能化管理載體落地實施，安科瑞智慧能源管理平臺（AcrelEMS 3.0）應運而生，成為銜接理論研究與工程實踐的核心樞紐。該平臺深度融合物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算及智能控制技術，可實現(xiàn)對儲能型光伏電站光伏單元、儲能單元、電網及負荷單元的全鏈路監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集與智能調控，不僅能精準捕捉光伏發(fā)電出力波動、儲能電池運行狀態(tài)及負荷動態(tài)變化等關鍵數(shù)據(jù)，為電池容量優(yōu)化配置提供真實有效的數(shù)據(jù)支撐，還可通過內置的協(xié)同控制算法，落地多組混合儲能系統(tǒng)的精細化調節(jié)策略，動態(tài)分配充放電功率、平衡能源供需，有效降低功率波動、提升系統(tǒng)運行穩(wěn)定性與能源利用效率。依托該平臺，可將光儲容量優(yōu)化方案與協(xié)調控制策略轉化為可落地、可管控的智能化運維舉措，破解傳統(tǒng)光儲系統(tǒng)管理粗放、響應滯后、數(shù)據(jù)割裂等難題，為儲能型光伏電站安全、高效、經濟運行提供技術保障。

三、安科瑞智慧能源管理平臺

3.1安科瑞智慧能源管理平臺

AcrelEMS 智慧能源管理平臺是針對企業(yè)微電網的能效管理平臺，對企業(yè)微電網分布式電源、市政電源、儲能系統(tǒng)、充電設施以及各類交直流負荷的運行狀態(tài)實時監(jiān)視、智能預測、動態(tài)調配，優(yōu)化策略，診斷告警，可調度源荷有序互動、能源全景分析，滿足企業(yè)微電網能效管理數(shù)字化、安全分析智能化、調整控制動態(tài)化、全景分析可視化的需求，完成不同策略下光儲充資源之間的靈活互動與經濟運行，為用戶降低能源成本，提高微電網運行效率。AcrelEMS 智慧能源管理平臺可以接受虛擬電廠的調度指令和需求響應，是虛擬電廠平臺的企業(yè)級子系統(tǒng)。

圖1 AcrelEMS 智慧能源管理平臺主界面

3.2平臺結構

系統(tǒng)覆蓋企業(yè)微電網“源-網-荷-儲-充”各環(huán)節(jié)，通過智能網關采集測控裝置、光伏、儲能、充電樁、常規(guī)負荷數(shù)據(jù)，根據(jù)負荷變化和電網調度進行優(yōu)化控制，促進新能源消納的同時降低對電網的至大需量，使之運行安全。

圖2 AcrelEMS 智慧能源管理平臺結構

3.3平臺功能

3.3.1.能源數(shù)字化展示

通過展示大屏實時顯示市電、光伏、風電、儲能、充電樁以及其它負荷數(shù)據(jù)，快速了解能源運行情況。

3.3.2.優(yōu)化控制

直觀顯示能源生產及流向，包括市電、光伏、儲能充電及消耗過程，通過優(yōu)化控制儲能和可控負載提升新能源消納，削峰填谷，平滑系統(tǒng)出力，并顯示優(yōu)化前和優(yōu)化后能源曲線對比等。

3.3.3.智能預測

結合氣象數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)對光伏、風力發(fā)電功率和負荷功率進行預測，并與實際功率進行對比分析，通過儲能系統(tǒng)和負荷控制實現(xiàn)優(yōu)化調度，降低需量和用電成本。

3.3.4.能耗分析

采集企業(yè)電、水、天然氣、冷/熱量等各種能源介質消耗量，進行同環(huán)比比較，顯示能源流向，能耗對標，并折算標煤或碳排放等。

3.3.5.有序充電

系統(tǒng)支持接入交直流充電樁，并根據(jù)企業(yè)負荷和變壓器容量，并和變壓器負荷率進行聯(lián)動控制，引導用戶有序充電，保障企業(yè)微電網運行安全。

3.3.6.運維巡檢

系統(tǒng)支持任務管理、巡檢/缺陷/消警/搶修記錄以及通知工單管理，并通過北斗定位跟蹤運維人員軌跡，實現(xiàn)運維流程閉環(huán)管理。

3.4設備選型

除了智慧能源管理平臺外，還具備現(xiàn)場傳感器、智能網關等設備，組成了完整的“云-邊-端”能源數(shù)字化體系，具體包括高低壓配電綜合保護和監(jiān)測產品、電能質量在線監(jiān)測裝置、電能質量治理、照明控制、充電樁、電氣消防類解決方案等，可以為虛擬電廠企業(yè)級的能源管理系統(tǒng)提供一站式服務能力。

安科瑞系統(tǒng)解決方案還包含電力運維云平臺、能源綜合計費管理平臺、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺、充電樁運營管理云平臺、智慧消防云平臺、電力監(jiān)控系統(tǒng)、微電網能量管理系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)、電能質量治理系統(tǒng)、電氣消防系統(tǒng)、隔離電源絕緣監(jiān)測系統(tǒng)等系統(tǒng)解決方案，覆蓋企業(yè)微電網各個環(huán)節(jié)，打造準確感知、邊緣智能、智慧運行的企業(yè)微電網智慧能源管理系統(tǒng)。

結論

經過深入的研究和分析，本研究在儲能型光伏電站電池容量優(yōu)化配置與協(xié)調控制方面取得了顯著成果。通過構建考慮光伏發(fā)電不確定性和負荷需求動態(tài)變化的光伏儲電站可靠性模型，并引入功率滲透率和容量滲透率等關鍵指標，有效評估了光儲電站的穩(wěn)定性。同時，針對不同類型儲能電池的性能參數(shù)進行細致比較，提出了一種科學合理的容量優(yōu)化配置方案。此外還設計了多組混合儲能系統(tǒng)的協(xié)調控制策略，通過事件觸發(fā)函數(shù)和調節(jié)機制實現(xiàn)了的能量管理和系統(tǒng)穩(wěn)定性提升。這些研究成果不僅為儲能型光伏電站的設計和運行提供了而實用的指導，也為可再生能源在能源系統(tǒng)中的廣泛應用和可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實基礎。結合實際情況，未來還需考慮更多的技術限制和成本因素，如何平衡經濟性和技術性以達到配置仍需深入研究。