分布式能源難管？負荷波動難控？智慧能源平臺破局新型配電網挑戰

摘要

隨著“雙碳”目標深入推進，新型電力系統建設加速，配電網正迎來深刻變革。高比例分布式能源接入、電動汽車規模化充電、用戶互動需求激增……傳統配電網管理模式面臨前*未有的挑戰：

分布式能源“看不住”：光伏、風電等波動性電源大量接入，局部過電壓、倒送功率等問題頻發。

海量負荷“管不住”：電動汽車無序充電、工商業負荷波動加劇，峰谷差拉大，配變重過載風險陡增。

源網荷儲“聯不動”：分散資源缺乏有效聚合協調，難以支撐電網安全穩定運行與高效消納新能源。

精準調控“做不到”：傳統“被動響應”模式滯后，難以滿足新型配電網實時感知、快速決策、精準控制的要求。

破解困局，亟需一場“智慧”升級！

基于新型配電網的核心要求，我們推出新一代“靈犀”智慧能源管理平臺，以“全域感知、智能決策、柔性控制、價值聚合”為核心理念，為配電網注入強大的“數智基因”，賦能源網荷儲高效協同。

 1. 新型配電網對新能源建設的要求

10kV配電網屬于負荷側，主要用于為工商業用戶和大型公共設施供電。導則規定了10kV及以下交流配電網在規劃、網架結構與設備、建設與改造、運維檢修、新能源接入、二次系統等方面的技術要求，適用于城鎮、農村等地區配電網規劃、建設、改造和運維。此外，導則對配電網適應新型電力系統做了要求，核心目的保障配電網可靠供電、提升清潔能源接納能力、適應多元負荷需求，推動配電網智能化、綠色化發展。

導則對分布式電源并網要求：“9.3.2 分布式電源并網功率控制、電壓和頻率的適應性、防孤島保護等應符合 GB/T33593的規定,通過三相接入配電網的分布式電源應具備功率控制和高、低電壓穿越能力。電化學儲能裝置接入配電網應符合 GB/T36547的規定。”

對新能源消納的要求：“9.3.4 分布式電源應就近接入配電網。當配電網承載力不足時,宜采取必要的適應性改造措施,提高分布式電源就地消納能力。”

對電動汽車充換電設施的要求：“9.4.6 電動汽車充電設施宜具備有序充電功能,充換電設施宜具備雙向交換電能、車網互動等支持配電網功率調節的功能。”

對二次系統的要求：“10.1.5 配電網二次系統建設應滿足分布式電源、儲能裝置以及電動汽車充換電設施等接入和協調控制需求。”

2. 儲能物聯網系統 

智能化配電網絡，需要怎樣的“中樞大腦”？

AcrelEMS3.0該平臺基于“云邊端”協同理念，融合物聯網、大數據與AI預測算法，通過集中監測、智能調控和經濟調度，實現新型配電網的全局感知、局部優化與自主協同為新能源工程包括分布式光伏、儲能、充電站提供軟硬件一體化解決方案。

為一個包含分布式光伏、儲能、汽車充電站和傳統用電負荷組成的新型10kV配電網，由10kV開閉所、10kV并網分布式光伏系統、10kV并網儲能系統、電動汽車充電站以及其它負荷組成。安科瑞提供的解決方案包括： 

10kV分布式光伏和儲能系統防孤島保護、電能質量監測、防逆流控制以及新能源并網的數據安全和調度對接；

交直流充電樁以及有序充電解決方案；

10kV配電網繼電保護、箱變測控、故障診斷以及電氣監控；

通過“云-邊-端”協同為新能源站點提供新能源消納、防逆流控制等多種能源使用策略；

提供1+N運維管理方案：1套云平臺，N個新能源場站運維管理。

三大核心子系統，覆蓋光儲充場景全鏈條

分布式光伏監控系統 

Acrel-1000DP系統支持與主流逆變器、箱變、電能質量監測設備、功率控制器等設備通訊，具備本地遙控、告警聯動、有功無功調節、網絡安全防護等能力。支持頻率/電壓緊急控制，防孤島保護，適配新型操作系統，滿足調度平臺的數據對接與電網安全運行的技術要求。

10kV線路接入的光伏電站容量范圍通常在400kW~6MW，安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏發電監控系統，可兼容國產麒麟操作系統，采集現場逆變器、箱變測控裝置、防孤島保護、防逆流控制裝置、計量儀表、電能質量在線監測裝置、直流屏等設備數據，本地實時顯示和報警，提供遠程遙控操作和調節，并具備光功率預測、有功/無功功率控制、頻率電壓緊急控制等功能，此外，系統配置網絡安全監測、橫向隔離、縱向加密認證裝置以滿足電網數據安全要求，數據上傳調度系統以滿足并網要求，為用戶提供分布式光伏監控和并網方案，保障光伏電站運行穩定可靠性。

光伏監控系統需要使用相關保護、測控、穩控、分析及數據安全和通訊設備，典型的分布式光伏電站并網系統需要用到的二次設備如下表所示。

儲能系統能量管理平臺

在10kV并網儲能系統中，安科瑞的解決方案支持對接BMS、PCS、電量儀表與消防環境監測設備，具備直流絕緣監測、電能質量分析、峰谷套利、防逆流控制等功能。Acrel2000MG能量管理系統可實施多種運行策略控制。

Acrel-2000MG微電網能量管理系統具有完善的電池管理功能和豐富的外部通信接口，可實現對儲能系統、充電系統、光伏系統等智能設備的運行信息實時監控，包括對儲能系統內電壓、電流、溫度、壓力、流量等信息采集、實時監視、優化管理、智能維護及信息查詢功能。具備新能源消納、峰谷套利、防逆流、需量控制、柔性擴容、限電模式等多種控制策略，保障儲能系統安全穩定、智能運行。

有序充電運營管理系統

針對充電樁負荷對配電變壓器的影響，Acrel開發了APSMS平臺，結合峰谷電價與負荷預測模型，實現充電樁的有序調控與柔性管理，提升變壓器負荷率的可控性，降低電能使用成本。

AcrelEMS3.0平臺采用分層控制策略：

端側控制：設備層執行電壓/頻率控制、MAX功率點跟蹤等功能；

邊側調度：本地控制器實現新能源協調、負荷管理、防逆流策略等；

云端優化：基于大數據分析進行功率預測、能源經濟性評估與策略下發。

平臺支持分布式站點的統一調度與管理，可通過“1套平臺+N個場站”的部署形式，靈活適應大型園區、工商業企業、光儲充一體站等復雜電力環境。“云邊端”三層策略協同：數據驅動能源優化

終端設備控制策略是現場設備在并網、離網狀態下的運行策略，包括有功功率/無功功率控制、電壓/頻率控制/MA功率追蹤、虛擬同步發電機慣量控制等多種策略，由儲能變流器、光伏逆變器、充電樁等設備提供；

邊端協調控制策略是本地ACCU-100協調控制器或Acrel-2000MG能量管理系統執行的能源策略，包括新能源消納、防逆流控制、峰谷套利、柔性擴容、需量控制、限電模式等等，這些策略可以在本地執行；

云端優化控制策略是AcrelEMS3.0平臺基于發電預測、負荷預測、電價波動以及虛擬電廠平臺的調度指令而做出的策略優化，這些策略下發給本地協調控制器或能量管理系統來執行。

AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺主要包含以下功能：

綜合監控：實現配電網配電室、光伏系統、儲能系統、負荷、充電樁、環境數據的采集、監測、可視化展示、異常告警、事件查詢、報表統計等功能；

智能控制：協同光伏、儲能、負載等多種能源主體，動態規劃智能策略，實現儲能、光伏協調控制，比如計劃曲線、削峰填谷、防逆流、新能源消納、需量控制等；

能源分析：具備微電網能耗及效益分析、微電網經濟運行分析、多維度電量分析，并進行日、月、年能源報表統計；

功率預測：以歷史光伏輸出功率和歷史數值天氣數據為基礎，結合數值天氣預報數據和光伏發電單元的地理位置，采用深度學習算法建立預測模型庫，實現光伏發電的短時和超短時功率預測，并經進行誤差分析；同時對微電網內所有負荷，基于歷史負荷數據，通過大數據分析算法，預測負荷功率曲線。

優化調度：根據分布式能源發電預測、負荷預測結果，并結合分時電價、電網交互功率及儲能約束條件等因素，以用電成本降低碳排放降低為目標，建立優化模型，采用深度學習算法解析微電網運行功率計劃，系統通過將功率計劃進行分解，實現對光伏、儲能、充電樁的優化控制。

智慧能源管理的核心價值在哪里？

運行安全：實現并網保護、電能質量控制、緊急功率調度等保障機制；

能源利用大化：提升新能源就地消納能力，支持協同運行；

能效與經濟優化：通過發電與負荷預測、成本模型構建，實現節能與降本；

數字化運維：支持遠程監控、異常告警、事件追溯與數據可視化運維。

結語

新型配電網是構建新型電力系統的關鍵一環，對能源管理提出了更高、更智能的要求。智慧能源管理平臺，正是應運而生的關鍵支撐工具。它以先進的數字化、智能化技術為核心，打通源網荷儲各環節，實現高效協同與價值創造。