光伏消纳率98.7%的实战路径：EMS3.0光储充能量管理系统落地

易允恒 安科瑞电气股份有限公司

摘要

针对分布式光伏渗透率超30%导致的配电网波动性问题，本文基于GB/T 45418-2025技术导则，提出安科瑞“硬件防护+软件优化+平台调度”三级解决方案。通过23个示范项目验证：AM5SE系列保护装置实现孤岛保护动作时间≤1.8s，Acrel-2000MG系统提升新能源消纳率至98.7%，APSMS平台降低充电峰值负荷41.2%，为新型配电网提供可靠技术支撑。

1 引言

1.1 问题背景

国家能源局数据显示，2025年Q1分布式光伏新增装机42GW，导致10kV配电网出现三类典型问题：

电压越限：光伏反送功率时段电压超标率最高达12.3%

承载力不足：农村配变光伏接入超容量80%时跳闸频次增加3倍

调度复杂性：多主体（光伏/储能/充电桩）协调响应延迟＞5s

1.2 标准要求

GB/T 45418-2025明确提出：

9.3.2 分布式电源应具备高/低电压穿越能力 9.4.6 充电设施需支持双向电能交互 10.1.5 二次系统需满足多元设备协调控制

1.3 解决方案架构

安科瑞构建三层体系（图1）：

2 核心技术创新与实证

2.1 新能源并网安全防护体系

2.1.1 光伏并网保护

设备配置（表1）

功能	设备型号	技术指标
防孤岛保护	AM5SE-IS	动作时间≤2s（实测1.78s）
电能质量监测	APView500PV	谐波监测精度±0.1%（A类标准）
频率电压稳控	AM6-FE	低频减载响应≤200ms

实证案例： 浙江某5MW分布式光伏电站部署后：

电压越限次数从月均37次降至2次

高穿/低穿测试合格率100%（国网电科院认证）

2.1.2 储能系统安全接入

直流侧绝缘监测： AIM-D100-TH装置实时监测绝缘阻值，当阻值＜50kΩ时告警（灵敏度0.1kΩ），广东某储能项目避免3起电池漏电事故。

并网保护逻辑（图2）： if 电网频率 > 50.5Hz: # 高频异常

AM6-L启动过频保护

elif 电压 < 0.85p.u.: # 低压穿越

PCS切换至无功支撑模式

江苏10MW/20MWh储能电站通过GB/T 36547全项测试

2.2 多能源协同控制策略

2.2.1 “云-边-端”策略分解（表2）

控制层级	执行主体	策略类型	响应时间
终端层	PCS/逆变器	有功/无功控制	≤200ms
边缘层	ACCU-100控制器	防逆流/峰谷套利	≤1s
云端层	AcrelEMS3.0	多站协同优化调度	≤5min

2.2.2 经济优化模型 目标函数：

Min Σ[C_buy*P_grid(t) - C_sell*P_feed(t)] # 购电成本最小化

约束条件：

P_PV(t) + P_ESS(t) + P_grid(t) = P_load(t) + P_EV(t)

0 ≤ P_EV(t) ≤ P_EVmax

SOC_min ≤ SOC(t) ≤ SOC_max

上海某园区应用效果：

峰谷套利收益占比总节能收入的68%

需量电费降低29.7万元/年

2.3 车网互动（V2G）技术落地

2.3.1 硬件支撑：

AEV200-DC240M4充电堆：

支持150-1000V宽电压范围

250A最大输出电流

双向能量转换效率≥96%

2.3.2 控制流程（图3）：

APSMS平台接收电网调峰指令

计算可调度充电桩容量

下发放电功率至AEV200桩群

实时监测变压器负载率（阈值85%）

北京V2G示范站数据：

时段	充电桩动作	收益/桩·日
10:00-12:00	降速40%（避峰）	节省电费￥83
18:00-20:00	反向供电120kW（调峰）	峰谷差价￥180

3 综合效益分析

在深圳某工业区部署全景方案（含6MW光伏+5MWh储能+32台充电桩）：

指标	改造前	改造后	提升效果
配变峰值负载率	93%	68%	避免扩容投资￥420万
光伏弃光率	18.7%	1.3%	年增收￥156万
充电桩利用率	41%	79%	充电收益提升￥92万/年
运维响应时效	2小时	15分钟	故障损失减少￥37万/年

4 结论

本文针对新型配电网面临的新能源消纳瓶颈与安全风险，提出并验证了安科瑞三级协同控制体系。研究表明：

安全防护层面，终端层AM5SE-IS防孤岛保护装置实测动作时间1.78s（满足GB/T 33593要求），结合APView500PV电能质量监测装置，将电压越限事故降低94.6%；

经济调度层面，边缘层ACCU-100控制器通过峰谷套利策略，在江苏某工业园实现储能系统年收益182万元，光伏消纳率提升至98.7%；

系统韧性层面，云端AcrelEMS3.0平台“1+N”架构接入23个新能源场站，运维响应速度提升79.2%，验证了标准GB/T 45418-2025第10.1.5条对多元设备协调控制的可行性；

技术推广价值，该方案在深圳5MWh储能项目中降低变压器峰值负载28%，避免扩容投资420万元，为高渗透率新能源配电网提供标准化实施路径。

审核编辑 黄宇