微电网EMS3.0系统在某交投公司高速公路项目的应用

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项目背景

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在“双碳”战略推动下，我国能源结构加速向清洁化、分布式转型。2024年12月河南省政府发布的《加快推进源网荷储一体化实施方案》明确提出在高速公路等场景构建新型能源体系。

 

23年工信部等四部门发布的《新产业标准化领航工程实施方案（2023─2035年）》提出要完善新能源并网、储能系统等技术标准。

在双碳目标及相关政策驱动下，某交投新能源发展有限公司依托高速公路资产开展新能源百千万工程：在5年内建成投运绿色低碳服务区一百对以上、新增光伏装机容量一千兆瓦以上、充电车位一万个以上。

一期投资7亿元，在省内沿途200多个服务区、收费站和独立站点建设智慧能源管理及优化控制系统，实现新能源消纳和防逆流控制，保障所有站点新能源安全可靠、绿色经济运行。

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项目范围

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本期工程完成229个站点的智慧能源管理改造：收费站78个，服务区37个，独立站点114个，其中包含分布式光伏发电站28个，光储一体化站点238个。通过各站点的光伏发电和储能柜以及可调负荷的智能调控实现低碳运行。

各站点新能源配置和使用情况不同，因此能源控制策略也各不相同，主要策略包括新能源消纳、削峰填谷和防逆流控制。

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技术方案

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每个站点就地设置协调控制器，内置嵌入式系统，可接入微电网各组成单元，通过内置自适应协同控制算法，包括防逆流、峰谷套利、需量控制及其不同控制策略组合等，实现光储充站点能源的监测、分析、智能控制等功能。协调控制器数据可上传平台，形成“云-边-端”的三层架构。

云：智慧能源管理平台基于边缘计算和预测算法，配置多种运行策略，可下发至各站点微电网协调控制器，通过各站点光、储、充、负荷的优化调度，实现发电、用电、充电的运行监测展示与安全管理。

边：每个站点配置一台ACCU-100微电网协调控制器，具有通信采集、协议转换、逻辑控制等功能，内置有多种新能源控制策略，可实现分布式光伏、储能和可控负荷的协调运行和防逆流控制，满足不同运⾏场景下的安全稳定控制需求，并可将站点数据实时上传智慧能源管理平台，确保微电网能够在不同运行模式下（并网和孤岛）平稳、高效地运行。

端：接入协调控制器的现场设备包括光伏逆变器、分布式储能柜、充电桩、电能质量在线监测装置、智能电表、防孤岛/防逆流保护装置等等。

    

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项目效果

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4.1

 

降本增效

通过新能源的合理使用降低高速公路的用能成本，降低碳排放。投资建设分布式光伏和储能，并通过智慧能源平台侧策略控制优化能源使用，降低度电成本，预计3年内收回投资成本。

4.2

 

云边协同

方案使用“云-边-端”协同实现对数百个新能源站点的柔性控制来达到预定的使用策略，每个站点使用不同的控制策略，并且不依赖于大平台的控制，可以通过本地化的协调控制器独立运行。

4.3

 

防逆流

收费站、服务区的光伏、储能采用自发自用、余电不上网，协调控制器通过柔性调节光伏或储能出力，或跳开并网断路器防止向电网输送电能，避免被考核。

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微电网智慧能源平台

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智慧能源管理平台是一种集成了现代信息技术（如物联网IoT、大数据、云计算和人工智能AI）的系统，用于监测、控制和优化能源使用，以提高效率并减少浪费。

5.1

 

解决方案

 

5.2

 

平台功能

 

系统总览

“源网荷储”等全量运行数据，存储展示、状态检测、运行告警。

直观展示微电网系统电量、碳排、成本、设备运行等各类数据。

实时呈现微电网电力数据流向和设备安全情况。

微电网运行监测

支持电站拓扑

设备监控

策略执行

态势感知

运行评价等功能

功率预测

分布式能源、充电站、空调、常规负荷等分类预测；

预测服务涵盖日前及日内多个时间尺度。

优化调度

基于能耗最优、成本最低和碳排放最少的经济优化调度；

考虑电网供电力平滑与电压稳定的安全运行调度策略；

需求侧响应电网互动策略。

运行控制

光伏--防逆流；

储能--防逆流、峰谷套利、需量控制、柔性扩容；

光储--防逆流、新能源消纳、需量控制、动态扩容；

光储充--防逆流、新能源消纳、需量控制、有序充电；

源网荷储充--防逆流、新能源消纳、需量控制、有序充电、负荷柔性控制。

聚合资源

聚合微电网内光伏、储能、充电桩及空调柔性负荷；

以单一虚拟电厂子站与独立电力户号接入上层负荷聚合商或虚拟电厂平台；

充分发挥微电网灵活资源的调节能力，实现微电网整体收益最大化。

碳排管理

企业、部门、区域碳排监控；

碳排统计、同环比分析；

支持月、年碳排报表；

碳盘查报告

智能运维

设备档案管理：重要设备包括变压器、空调主机等设备信息，配置二维码。

运维流程管理：任务管理、巡检记录、缺陷记录、消警记录、抢修记录、通知工单。

设备维护：提醒用户及时查看或更换相应设备，并提示维修或更换建议。

专家报告：系统定期为用户生成能耗分析报告，提供专家建议。

能源规划

基于负荷信息、设备信息、市场信息、地理信息等内容进行优化配置，提供经济最优的容量配置方案。

5.3

 

平台界面

 

(多站点综合大屏)

(单站点应用)

(能源报表)

(能源流向）

5.4

 

配套产品

    

审核编辑 黄宇