园区级微电网智慧能源管理平台构建与多能协同优化研究——光伏、储能及充电桩的集成应用

摘要

为应对园区能源管理分散、用能成本高及新能源消纳需求，以上海某研究院园区为对象，构建了集成光伏、储能与充电桩的园区级微电网智慧能源管理平台。

该平台以AcrelEMS系统为核心，覆盖办公楼、实验室、食堂等13栋建筑、7处电瓶车棚及智慧充电场站，集成电力监控、能耗分析、智能照明控制、储能充放电管理及多类型充电桩运维等功能，实现能源数据全链路采集与集中管控。

通过源荷互动策略优化光伏发电与储能系统协同运行，动态调节充电负荷，降低电网峰值依赖；结合智能算法对变压器能效、照明系统及设备运维进行数字化调控，提升能源利用效率。实施结果表明，平台有效支撑了园区多能互补与智慧调度，降低了电费成本，充电业务增值收益，为同类园区微电网建设与能源数字化转型提供了实践参考。

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项目背景

研究院希望建立园区级微电网智慧能源管理平台，实现各项能源的集中化管理，深入分析能源消耗过程与趋势，同时为企业和员工提供充电服务，利用光伏和储能降低用电成本。项目实施范围包括办公楼、实验室、食堂等共13栋建筑和7个电瓶车车棚以及一个智慧充电场站，实施内容包括电力监控、能耗、运维、智能照明、光伏、储能和充电桩（电瓶车+汽车）。

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项目范围

研究院变压器总容17000kVA，光伏装机容量150kW（一期），储能装机容量100kW/215kWh，39台10路电瓶车充电桩，59台7kW交流充电桩，2个240kW充电堆。

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技术方案

设置AcrelEMS智慧能源管理平台，监测变压器能效、分布式光伏、储能充放电管理、充电桩运维管理、智能照明控制等，实现源荷互动、智慧调控、数字化运维管理，帮助研究院提高运维能效，降低用电成本。

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现场照片--光储充智慧场站

 

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平台界面

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收益

a

降低电费成本

利用光伏发电和储能系统，企业可以自发自用清洁能源，减少从电网购电量。通过储能系统在低电价时充电、高电价时放电，还可以优化电费支出。

b

支撑电力市场交易

参与上海中长期、日内、快速需求响应服务（虚拟电厂），参与电力辅助服务（如调频、调峰）或售电市场获取额外收益。

同时促进电力供需平衡，提高能源利用效率

c

协同管理、互联互通

将不同来源、不同类型的能源设备、传感器、系统数据共享和跨系统协同优化，实现智能决策。同时本项目所有的数据全部集中存放在数据中心，为各学科研究给予第一手能源数据资料。

d

充电业务增值收益

光储充与电动车充电站结合，能够减少外购电成本，直接提高充电桩运营收入。经营收益：企业能源支出优化后，利润率得到提升，为其他战略投资释放资金。更低的成本有助于企业在市场竞争中形成价格优势，增强盈利能力。

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平台功能

a

系统总结

 “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。

b

微电网运行监测

支持电站拓扑、

光储充监控、

环境监控、

策略执行、

收益结算、

态势感知等。

注：支持第三方平台与子系统的接入，如视频、充电桩、空调、相变储能、电能路由器等。

c

功率预测

多源数据整合

基于气象数据、历史运行数据、电网数据全面了解电力系统的运行状况。

高精度预测模型

机器学习算法能够自动学习并适应不同条件下的变化趋势，确保预测结果的准确性。

多时间尺度预测

超短期预测：适用于日内调度计划的制定。

短期预测：适用于日常调度计划的制定。

中期预测：有助于中长期的发电计划安排。

d

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。

e

协调控制

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。

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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，赋能能源资产未来持续增值，实现整体收益最大化。

g

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

h

智慧运维

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。

i

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。

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配套产品

   

审核编辑 黄宇