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(guān)鍵路徑，對提升能源利用率、保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行、推動綠色能源轉(zhuǎn)型具有重要意義。隨著光伏技術(shù)迭代與成本下降，光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)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(wǎng)安全穩(wěn)定運行構(gòu)成挑戰(zhàn)，儲能電池容量優(yōu)化配置與光儲系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制成為當前研究熱點。國內(nèi)外學者圍繞該領(lǐng)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(shù)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(diào)控制，通過分析光儲電站結(jié)構(gòu)設(shè)計、儲能容量配置及充放電策略，構(gòu)建電站可靠性模型，引入功率滲透率、容量滲透率等關(guān)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(shè)計多組混合儲能系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略，通過事件觸發(fā)函數(shù)與調(diào)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(jié)果可為儲能型光伏電站的設(shè)計與運營提供重要參考，助力可再生能源高效消納與電網(wǎng)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(diào)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(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算及智能控制技術(shù)，可實現(xiàn)對儲能型光伏電站光伏單元、儲能單元、電網(wǎng)及負荷單元的全鏈路監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集與智能調(diào)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(guān)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(nèi)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(diào)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(diào)控制策略轉(zhuǎn)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(jīng)濟運行提供技術(shù)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(wǎng)的能效管理平臺，對企業(yè)微電網(wǎng)分布式電源、市政電源、儲能系統(tǒng)、充電設(shè)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(diào)配，優(yōu)化策略，診斷告警，可調(diào)度源荷有序互動、能源全景分析，滿足企業(yè)微電網(wǎng)能效管理數(shù)字化、安全分析智能化、調(diào)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(jīng)濟運行，為用戶降低能源成本，提高微電網(wǎng)運行效率。AcrelEMS 智慧能源管理平臺可以接受虛擬電廠的調(diào)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(jié)構(gòu)

系統(tǒng)覆蓋企業(yè)微電網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲-充”各環(huán)節(jié)，通過智能網(wǎng)關(guān)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(wǎng)調(diào)度進行優(yōu)化控制，促進新能源消納的同時降低對電網(wǎng)的至大需量，使之運行安全。

圖2 AcrelEMS 智慧能源管理平臺結(jié)構(gòu)

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(chǎn)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(jié)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(diào)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(zhì)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(wǎng)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(shè)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(wǎng)關(guān)等設(shè)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(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、電能質(zhì)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(wǎng)能量管理系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)、電能質(zhì)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(wǎng)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(wǎng)智慧能源管理系統(tǒng)。

結(jié)論

經(jīng)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(diào)控制方面取得了顯著成果。通過構(gòu)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(guān)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(shè)計了多組混合儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略，通過事件觸發(fā)函數(shù)和調(diào)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(shè)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(chǔ)。結(jié)合實際情況，未來還需考慮更多的技術(shù)限制和成本因素，如何平衡經(jīng)濟性和技術(shù)性以達到配置仍需深入研究。