易允恒 安科瑞電氣股份有限公司

摘要

在“雙碳”目標與新型電力系統(tǒng)建設背景下，工業(yè)園區(qū)能源系統(tǒng)面臨高比例新能源接入下的穩(wěn)定性與經(jīng)濟性挑戰(zhàn)。本文提出一種基于微電網(wǎng)智慧能源平臺的源網(wǎng)荷儲協(xié)同優(yōu)化控制框架，依托安科瑞EMS 3.0平臺技術，通過動態(tài)邊界約束建模、多時間尺度調(diào)度算法、虛擬電廠（VPP）資源聚合三大核心創(chuàng)新，實現(xiàn)能源流與信息流的深度耦合。在河南交投266站點、上海某研究院等項目中驗證：系統(tǒng)提升新能源就地消納率至96.2%，降低度電成本0.21元/kWh，碳排放強度年均下降11.7%，為工業(yè)零碳轉型提供可復制路徑。

關鍵詞：源網(wǎng)荷儲協(xié)同；微電網(wǎng)；動態(tài)優(yōu)化；虛擬電廠；碳減排；安科瑞EMS 3.0

1 引言

1.1 問題背景

據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2024年工業(yè)園區(qū)能耗占全社會總量31%，碳排放占比達40%。隨著《零碳園區(qū)建設指南》（2025）出臺，“源網(wǎng)荷儲一體化”成為核心建設方向，但仍存在三大瓶頸：

波動性難題：新能源出力隨機性導致功率失衡（如某重工18MW光伏項目季節(jié)性波動±35%）；

經(jīng)濟性約束：峰谷價差擴大至4:1（上海2025尖峰電價1.8元/kWh），傳統(tǒng)需量管理難以降本；

協(xié)同性不足：多子系統(tǒng)數(shù)據(jù)孤島（上海某研究院需整合13棟建筑異構數(shù)據(jù)）。

1.2 技術路徑創(chuàng)新

本文結合安科瑞EMS 3.0平臺，提出“感知-決策-執(zhí)行-評估”四層協(xié)同架構（圖1），突破傳統(tǒng)能源管理系統(tǒng)“重監(jiān)測、輕控制”局限。

2 系統(tǒng)架構與核心算法

2.1 平臺技術架構

2.2 核心優(yōu)化算法

(1) 動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度模型

目標函數(shù)： min?∑t=1T[Cgrid(t)Pgrid(t)+Cdeg∣Pbat(t)∣]+λ?max?(0,Pload(t)?Pmax)min∑t=1T?[Cgrid?(t)Pgrid?(t)+Cdeg?∣Pbat?(t)∣]+λ?max(0,Pload?(t)?Pmax?) 約束條件：

功率平衡：$P_{pv}(t) + P_{bat}(t) + P_{grid}(t) = P_{load}(t)$

儲能SOC：$SOC_{min} leq SOC(t) leq SOC_{max}$

防逆流約束：$P_{grid}(t) geq 0$

應用案例：廣東某能源集團項目通過該模型實現(xiàn)峰谷套利0.82元/kWh。

(2) 虛擬電廠聚合策略

資源聚合：將分布式光伏、儲能、可調(diào)負荷聚合為虛擬單元： PVPP=∑i=1nPpv,i+∑j=1mPbat,j+∑k=1pΔPload,kPVPP?=∑i=1n?Ppv,i?+∑j=1m?Pbat,j?+∑k=1p?ΔPload,k?

參與輔助服務市場：響應電網(wǎng)調(diào)度指令，獲取補償收益（河南交投項目年收益增加120萬元）。

3 實證案例分析

3.1 上海某研究院智慧園區(qū)項目

系統(tǒng)配置：

運行效果：

經(jīng)濟性：年電費支出降低28.7%（圖2a）；

碳減排：碳排放強度下降35.6%（圖2b）；

穩(wěn)定性：電壓波動率≤2.3%（國標要求≤5%）。

3.2 河南交投源網(wǎng)荷儲一體化項目

多站點協(xié)同控制：

266個站點通過協(xié)調(diào)控制器（Acrel-2000MG）接入省級虛擬電廠平臺；

采用“集中-分布”混合控制模式（圖3）：

關鍵指標：

新能源消納率：96.2% → ↑20.5%；

故障響應時間：15s → ↓78%（傳統(tǒng)方案需68s）。

4 推廣挑戰(zhàn)與對策

4.1 技術瓶頸

預測精度：光伏出力預測誤差＞15%（改進方案：融合CNN-LSTM算法）；

協(xié)議兼容性：第三方設備Modbus協(xié)議兼容率僅83%（需定制網(wǎng)關）。

4.2 政策建議

補貼機制：對儲能系統(tǒng)按容量補貼（江蘇標準：200元/kWh）；

標準建設：制定《光儲充并網(wǎng)技術規(guī)范》（參考國標GB/T 34133-2027）；

金融創(chuàng)新：推廣“能源收益權質(zhì)押融資”模式（上海試點項目融資成本降至3.8%）。

5 結論

本文提出的源網(wǎng)荷儲協(xié)同控制框架，通過安科瑞EMS 3.0平臺在全國40余個項目驗證：

新能源消納率提升至95%以上；

典型工業(yè)用戶度電成本降低0.15~0.3元；

碳排放強度年均下降8%~12%。 未來需進一步探索碳交易與電力市場耦合機制，推動工業(yè)低碳轉型從單點示范向規(guī)?；瘧?。

審核編輯 黃宇