易允恒 安科瑞電氣股份有限公司

摘要

在“雙碳”目標(biāo)與新型電力系統(tǒng)建設(shè)背景下，工業(yè)園區(qū)能源系統(tǒng)面臨高比例新能源接入下的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性挑戰(zhàn)。本文提出一種基于微電網(wǎng)智慧能源平臺(tái)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同優(yōu)化控制框架，依托安科瑞EMS 3.0平臺(tái)技術(shù)，通過動(dòng)態(tài)邊界約束建模、多時(shí)間尺度調(diào)度算法、虛擬電廠（VPP）資源聚合三大核心創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)能源流與信息流的深度耦合。在河南交投266站點(diǎn)、上海某研究院等項(xiàng)目中驗(yàn)證：系統(tǒng)提升新能源就地消納率至96.2%，降低度電成本0.21元/kWh，碳排放強(qiáng)度年均下降11.7%，為工業(yè)零碳轉(zhuǎn)型提供可復(fù)制路徑。

關(guān)鍵詞：源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同；微電網(wǎng)；動(dòng)態(tài)優(yōu)化；虛擬電廠；碳減排；安科瑞EMS 3.0

1 引言

1.1 問題背景

據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì)，2024年工業(yè)園區(qū)能耗占全社會(huì)總量31%，碳排放占比達(dá)40%。隨著《零碳園區(qū)建設(shè)指南》（2025）出臺(tái)，“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”成為核心建設(shè)方向，但仍存在三大瓶頸：

波動(dòng)性難題：新能源出力隨機(jī)性導(dǎo)致功率失衡（如某重工18MW光伏項(xiàng)目季節(jié)性波動(dòng)±35%）；

經(jīng)濟(jì)性約束：峰谷價(jià)差擴(kuò)大至4:1（上海2025尖峰電價(jià)1.8元/kWh），傳統(tǒng)需量管理難以降本；

協(xié)同性不足：多子系統(tǒng)數(shù)據(jù)孤島（上海某研究院需整合13棟建筑異構(gòu)數(shù)據(jù)）。

1.2 技術(shù)路徑創(chuàng)新

本文結(jié)合安科瑞EMS 3.0平臺(tái)，提出“感知-決策-執(zhí)行-評(píng)估”四層協(xié)同架構(gòu)（圖1），突破傳統(tǒng)能源管理系統(tǒng)“重監(jiān)測、輕控制”局限。

2 系統(tǒng)架構(gòu)與核心算法

2.1 平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)

2.2 核心優(yōu)化算法

(1) 動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型

目標(biāo)函數(shù)： min?∑t=1T[Cgrid(t)Pgrid(t)+Cdeg∣Pbat(t)∣]+λ?max?(0,Pload(t)?Pmax)min∑t=1T?[Cgrid?(t)Pgrid?(t)+Cdeg?∣Pbat?(t)∣]+λ?max(0,Pload?(t)?Pmax?) 約束條件：

功率平衡：$P_{pv}(t) + P_{bat}(t) + P_{grid}(t) = P_{load}(t)$

儲(chǔ)能SOC：$SOC_{min} leq SOC(t) leq SOC_{max}$

防逆流約束：$P_{grid}(t) geq 0$

應(yīng)用案例：廣東某能源集團(tuán)項(xiàng)目通過該模型實(shí)現(xiàn)峰谷套利0.82元/kWh。

(2) 虛擬電廠聚合策略

資源聚合：將分布式光伏、儲(chǔ)能、可調(diào)負(fù)荷聚合為虛擬單元： PVPP=∑i=1nPpv,i+∑j=1mPbat,j+∑k=1pΔPload,kPVPP?=∑i=1n?Ppv,i?+∑j=1m?Pbat,j?+∑k=1p?ΔPload,k?

參與輔助服務(wù)市場：響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令，獲取補(bǔ)償收益（河南交投項(xiàng)目年收益增加120萬元）。

3 實(shí)證案例分析

3.1 上海某研究院智慧園區(qū)項(xiàng)目

系統(tǒng)配置：

運(yùn)行效果：

經(jīng)濟(jì)性：年電費(fèi)支出降低28.7%（圖2a）；

碳減排：碳排放強(qiáng)度下降35.6%（圖2b）；

穩(wěn)定性：電壓波動(dòng)率≤2.3%（國標(biāo)要求≤5%）。

3.2 河南交投源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化項(xiàng)目

多站點(diǎn)協(xié)同控制：

266個(gè)站點(diǎn)通過協(xié)調(diào)控制器（Acrel-2000MG）接入省級(jí)虛擬電廠平臺(tái)；

采用“集中-分布”混合控制模式（圖3）：

關(guān)鍵指標(biāo)：

新能源消納率：96.2% → ↑20.5%；

故障響應(yīng)時(shí)間：15s → ↓78%（傳統(tǒng)方案需68s）。

4 推廣挑戰(zhàn)與對策

4.1 技術(shù)瓶頸

預(yù)測精度：光伏出力預(yù)測誤差＞15%（改進(jìn)方案：融合CNN-LSTM算法）；

協(xié)議兼容性：第三方設(shè)備Modbus協(xié)議兼容率僅83%（需定制網(wǎng)關(guān)）。

4.2 政策建議

補(bǔ)貼機(jī)制：對儲(chǔ)能系統(tǒng)按容量補(bǔ)貼（江蘇標(biāo)準(zhǔn)：200元/kWh）；

標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)：制定《光儲(chǔ)充并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》（參考國標(biāo)GB/T 34133-2027）；

金融創(chuàng)新：推廣“能源收益權(quán)質(zhì)押融資”模式（上海試點(diǎn)項(xiàng)目融資成本降至3.8%）。

5 結(jié)論

本文提出的源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同控制框架，通過安科瑞EMS 3.0平臺(tái)在全國40余個(gè)項(xiàng)目驗(yàn)證：

新能源消納率提升至95%以上；

典型工業(yè)用戶度電成本降低0.15~0.3元；

碳排放強(qiáng)度年均下降8%~12%。 未來需進(jìn)一步探索碳交易與電力市場耦合機(jī)制，推動(dòng)工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型從單點(diǎn)示范向規(guī)?；瘧?yīng)用。

審核編輯 黃宇