一、概述

         新能源微電網(wǎng)（Renewable Energy Microgrid）是以分布式可再生能源（光伏、風電、生物質(zhì)能等）為核心，結(jié)合儲能系統(tǒng)、智能控制裝置和負荷管理技術(shù)，形成的區(qū)域性自主供電網(wǎng)絡(luò)。其具備并網(wǎng)/離網(wǎng)雙模式運行能力，可獨立支撐區(qū)域電力供應(yīng)，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重要載體。

二、系統(tǒng)架構(gòu)與組成

新能源微電網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)分為物理層、控制層、應(yīng)用層，核心組成包括：

三、關(guān)鍵技術(shù)方案

1.多能互補與優(yōu)化調(diào)度

能量管理策略：

采用**模型預(yù)測控制（MPC）與混合整數(shù)線性規(guī)劃（MILP）**算法，實現(xiàn)源-儲-荷協(xié)同優(yōu)化。

目標函數(shù)：最小化運行成本（燃料+維護+購電成本）或可再生能源消納率。

典型場景調(diào)度：

并網(wǎng)模式：優(yōu)先消納新能源，余電上網(wǎng)或儲能；負荷不足時從主網(wǎng)購電。

離網(wǎng)模式：依賴儲能與備用電源（如柴油發(fā)電機）保障供電連續(xù)性。

2.儲能系統(tǒng)配置

技術(shù)選型：

容量規(guī)劃：

基于蒙特卡洛模擬或時序生產(chǎn)模擬，計算儲能容量與功率需求，滿足N-1供電可靠性（單一故障下仍可維持供電）。

3.并網(wǎng)與孤島無縫切換

關(guān)鍵技術(shù)：

虛擬同步機（VSG）：模擬同步發(fā)電機慣性與阻尼特性，支撐微電網(wǎng)頻率/電壓穩(wěn)定。

黑啟動能力：通過儲能系統(tǒng)實現(xiàn)離網(wǎng)狀態(tài)下的自啟動，恢復(fù)關(guān)鍵負荷供電。

保護方案：

配置方向性過流保護、**低電壓穿越（LVRT）**裝置，避免微電網(wǎng)故障波及主網(wǎng)。

4.數(shù)字化與智能化

數(shù)字孿生平臺：

構(gòu)建微電網(wǎng)三維模型，實時映射物理系統(tǒng)狀態(tài)，支持故障診斷與預(yù)測性維護。

AI優(yōu)化：

利用深度學(xué)習(xí)預(yù)測可再生能源出力與負荷需求，優(yōu)化日前調(diào)度計劃（如LSTM+強化學(xué)習(xí)算法）。

四、設(shè)計要點與實施路徑

1.規(guī)劃設(shè)計階段

資源評估：

通過PVsyst、HOMER Pro軟件模擬光伏/風能資源潛力，確定最佳裝機容量。

經(jīng)濟性分析：

計算LCOE（平準化度電成本）與投資回收期，評估項目可行性。

示例：某園區(qū)微電網(wǎng)（光伏1MW+儲能500kWh），年發(fā)電量120萬kWh，投資回收期6-8年。

2.建設(shè)實施階段

設(shè)備選型：

光伏組件：選擇雙面PERC或TOPCon技術(shù)，效率≥22%；

儲能系統(tǒng)：采用磷酸鐵鋰電池（循環(huán)壽命≥6000次，容量衰減率<20%）。

集成方案：

采用DC-Coupling架構(gòu)（光伏與儲能直流側(cè)耦合），減少能量轉(zhuǎn)換損耗（效率提升3%-5%）。

3.運營與維護

需求側(cè)響應(yīng)（DR）：

參與電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)，通過調(diào)整可中斷負荷（如空調(diào)、充電樁）獲取收益。

碳資產(chǎn)管理：

基于微電網(wǎng)的碳減排量（如1MWh光伏發(fā)電減排0.8噸CO?），參與碳交易市場。

五、典型案例

案例1：某海島微電網(wǎng)

配置：2MW風電+1.5MW光伏+2MWh鋰電池+500kW柴油備用

成效：

可再生能源滲透率≥90%，柴油消耗降低80%；

孤島模式下供電可靠性≥99.9%。

案例2：工業(yè)園區(qū)光儲充一體化

配置：5MW屋頂光伏+2MWh儲能+20臺智能充電樁

功能：

實現(xiàn)“自發(fā)自用、余電存儲”，年節(jié)省電費300萬元；

充電樁按分時電價智能調(diào)度，降低充電成本30%。

六、安科瑞微電網(wǎng)管理平臺

安科瑞微電網(wǎng)系統(tǒng)解決方案，通過在企業(yè)內(nèi)部的源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個關(guān)鍵節(jié)點安裝安科瑞自主研發(fā)的各類監(jiān)測、分析、保護、治理裝置；通過先進的控制、計量、通信等技術(shù)，將分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車、電能路由器聚合在一起；平臺根據(jù)最新的電網(wǎng)價格、用電負荷、電網(wǎng)調(diào)度指令等情況，靈活調(diào)整微電網(wǎng)控制策略并下發(fā)給儲能、充電樁、逆變器等系統(tǒng)與設(shè)備，保證企業(yè)微電網(wǎng)始終安全、可靠、節(jié)約、高效、經(jīng)濟、低碳的運行。

 解決方案——分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)

解決方案——工商業(yè)儲能系統(tǒng)

 解決方案——有序充電系統(tǒng)

 解決方案——光儲充系統(tǒng)

 平臺功能

系統(tǒng)總覽

“源網(wǎng)荷儲”等全量運行數(shù)據(jù)，存儲展示、狀態(tài)檢測、運行告警.直觀展示微電網(wǎng)系統(tǒng)電量、碳排、成本、設(shè)備運行等各類數(shù)據(jù);實時呈現(xiàn)微電網(wǎng)電力數(shù)據(jù)流向和設(shè)備安全情況。

微電網(wǎng)運行監(jiān)測

功率預(yù)測

分布式能源、充電站、空調(diào)、常規(guī)負荷等分類預(yù)測；

預(yù)測服務(wù)涵蓋日前及日內(nèi)多個時間尺度。

優(yōu)化調(diào)度

基于能耗、成本和碳排放最少的經(jīng)濟優(yōu)化調(diào)度；

考慮電網(wǎng)供電力平滑與電壓穩(wěn)定的安全運行調(diào)度策略；

需求側(cè)響應(yīng)電網(wǎng)互動策略。

運行控制

光伏--防逆流；

儲能--防逆流、峰谷套利、需量控制、柔性擴容；

光儲--防逆流、新能源消納、需量控制、動態(tài)擴容；

光儲充--防逆流、新能源消納、需量控制、有序充電；

源網(wǎng)荷儲充--防逆流、新能源消納、需量控制、有序充電、負荷柔性控制。

聚合資源

聚合微電網(wǎng)內(nèi)光伏、儲能、充電樁及空調(diào)柔性負荷；

以單一虛擬電廠子站與獨立電力戶號接入上層負荷聚合商或虛擬電廠平臺；

充分發(fā)揮微電網(wǎng)靈活資源的調(diào)節(jié)能力，實現(xiàn)微電網(wǎng)整體收益。

碳排管理

企業(yè)、部門、區(qū)域碳排監(jiān)控；

碳排統(tǒng)計、同環(huán)比分析；

支持月、年碳排報表；

碳盤查報告

智能運維

設(shè)備檔案管理

重要設(shè)備包括變壓器、空調(diào)主機等設(shè)備信息，配置二維碼。

運維流程管理

任務(wù)管理、巡檢記錄、缺陷記錄、消警記錄、搶修記錄、通知工單。

設(shè)備維護

提醒用戶及時查看或更換相應(yīng)設(shè)備，并提示維修或更換建議。

專家報告

系統(tǒng)定期為用戶生成能耗分析報告，提供專家建議。

能源規(guī)劃

基于負荷信息、設(shè)備信息、市場信息、地理信息等內(nèi)容進行優(yōu)化配置，提供經(jīng)濟的容量配置方案。

相關(guān)可定制大屏界面

配套硬件

七、政策與標準

并網(wǎng)標準：符合《GB/T 33593-2017分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》

補貼政策：部分地區(qū)對光儲微電網(wǎng)給予0.3-0.5元/kWh的度電補貼。

碳交易支持：納入CCER（國家核證自愿減排量）交易體系。

八、挑戰(zhàn)

解決方案

高初始投資成本

采用EMC（合同能源管理）模式

復(fù)雜系統(tǒng)控制

引入邊緣計算+云端協(xié)同控制架構(gòu)

政策不確定性

與電網(wǎng)公司簽訂長期購電協(xié)議（PPA）

九、未來展望

技術(shù)趨勢：

氫儲能與電制燃料（P2X）技術(shù)耦合，實現(xiàn)跨季節(jié)儲能；

區(qū)塊鏈技術(shù)支撐點對點（P2P）電力交易。

商業(yè)模式：

虛擬電廠（VPP）聚合多個微電網(wǎng)參與電力市場競價。

結(jié)語

       新能源微電網(wǎng)是構(gòu)建零碳能源系統(tǒng)的核心單元，其技術(shù)成熟度與經(jīng)濟性已逐步具備規(guī)模化推廣條件。未來需進一步突破長時儲能技術(shù)、完善市場機制設(shè)計，推動能源系統(tǒng)向“去中心化、智能化、低碳化”方向演進。