安科瑞魯一揚15821697760

摘 要：鑒于鎮(zhèn)江地區(qū)光伏發(fā)電具隨機性、波動性與間歇性，對電網(wǎng)負荷預(yù)測準確率、穩(wěn)定運行構(gòu)成挑戰(zhàn)，而當(dāng)?shù)?2018 年投運的 8 座電網(wǎng)側(cè)儲能電站，具備毫秒級充放電轉(zhuǎn)換能力，可平滑分布式電源波動。為此，研發(fā)分布式光伏與儲能協(xié)調(diào)控制策略，并于鎮(zhèn)江地調(diào)開展試點應(yīng)用。策略構(gòu)建時，先在數(shù)據(jù)架構(gòu)鏈路層面，拓展電網(wǎng)模型納入 10 千伏分布式電站模型，實現(xiàn)圖模一體管理，從 1 區(qū)調(diào)度自動化 SCADA 系統(tǒng)、3 區(qū)新能源管理系統(tǒng)匯集數(shù)據(jù)，經(jīng)光纖專線下發(fā)控制指令?？刂撇呗粤鞒躺希C合考量上一時段儲能出力、儲能 SOC 值與下一時段光伏預(yù)測總出力，依光伏出力變化及 SOC 可行范圍，確定儲能充放電，同時兼顧充放電功率約束，設(shè) SOC 補償與指令延時補償算法。該策略具多特點，維持原有儲能及調(diào)度架構(gòu)、安全策略基礎(chǔ)上，借 104 規(guī)約通信實現(xiàn)對儲能電站控管；修正指令時滯預(yù)補償量，削弱時滯對濾波影響；優(yōu)化 SOC 控制策略，依 SOC 范圍切換控制方式。試點試運行顯示，經(jīng)光儲協(xié)調(diào)控制，出力曲線趨平滑、波動率大降，有效平抑分布式電源功率波動，發(fā)揮削峰填谷功能。此外，介紹安科瑞 Acrel - 2000MG 微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，涵蓋概述、適用場景、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與多元功能，羅列配套硬件產(chǎn)品，為儲能系統(tǒng)運行增效?？傊?，此協(xié)調(diào)控制策略借助儲能與新能源互補，提升新能源消納、儲能輔助服務(wù)性能，削減電網(wǎng)運行成本，助力分布式新能源全額消納。

關(guān)鍵詞：分布式光伏；儲能；協(xié)調(diào)控制；告警策略

0引言

鎮(zhèn)江光伏發(fā)電因自身隨機性、間歇性特質(zhì)，出力波動劇烈，大規(guī)模接入電網(wǎng)后，致使負荷預(yù)測準確率下滑，電網(wǎng)波動頻發(fā)，威脅安全穩(wěn)定運行。當(dāng)?shù)?8 座電網(wǎng)側(cè)儲能電站，憑靈活充放電、毫秒級轉(zhuǎn)換優(yōu)勢，有望緩沖光伏波動性。對分布式光伏實施有功無功管控，強化其靈活性，借助光儲協(xié)調(diào)控制，以儲能平抑光伏出力波動，是筑牢含大量分布式光伏電網(wǎng)穩(wěn)定運行根基、提升光伏可觀可控性的關(guān)鍵之舉。

1策略描述

1.1數(shù)據(jù)架構(gòu)鏈路

在數(shù)據(jù)整合端，拓展既有電網(wǎng)模型，嵌入 10 千伏分布式電站模型，達成圖模協(xié)同管理，搭建穩(wěn)固數(shù)據(jù)根基。鎮(zhèn)江光儲協(xié)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)源于 1 區(qū)調(diào)度自動化 SCADA 系統(tǒng)與 3 區(qū)新能源管理系統(tǒng)，前者供給運行實時信息，后者提供分布式光伏區(qū)域超短期功率預(yù)測數(shù)據(jù)，控制指令借光纖專線精準觸達。

圖1 數(shù)據(jù)流向圖

如圖1所示，鎮(zhèn)江光儲協(xié)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源主要有兩個：1區(qū)調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)，3區(qū)新能源管理系統(tǒng)。其中新能源管理系統(tǒng)主要提供分布式光伏區(qū)域超短期功率預(yù)測數(shù)據(jù)。光儲協(xié)控命令通過光纖專線通道下發(fā)。

1.2控制策略流程

制定控制流程時，統(tǒng)籌前一時段儲能出力、SOC 值及后續(xù)時段光伏預(yù)測總出力，精準錨定下一時段儲能出力策略。光伏出力正向變化且 SOC 合規(guī)，儲能吸納電能；光伏負向變化且 SOC 適配，儲能釋放電能，全程嚴守充放電功率邊界。針對 SOC 臨界狀況，啟用補償算法；慮及時滯影響，增設(shè)指令延時補償算法，保障數(shù)據(jù)協(xié)同高效。

2策略特點

(1)架構(gòu)延續(xù)與通信革新：策略秉持儲能電站及調(diào)度既有架構(gòu)、安全策略，光儲協(xié)控系統(tǒng)與 D5000 前置系統(tǒng)借 104 規(guī)約“牽線”，前者承接儲能遙測遙信數(shù)據(jù)，后者傳遞控管指令，實現(xiàn)對儲能充放電精準“指揮”。
(2)時滯補償優(yōu)化：重塑指令時滯預(yù)補償量計算邏輯，基于預(yù)測原理為儲能指令“添翼”，嵌入延時補償量，削弱時滯對濾波“干擾”，提升數(shù)據(jù)同步精度。
(3)SOC 策略進階：精細打磨 SOC 控制策略，設(shè)定 SOC 于 25% - 75%區(qū)間施展濾波控制，觸及邊界則切換為限制光伏最大變化率的充放電控制，穩(wěn)控光伏發(fā)電波動，護航 SOC 回歸“正軌”。

3應(yīng)用實例

試運行階段，省調(diào)暫移交試點區(qū)域電網(wǎng)側(cè)儲能電站有功控制權(quán)，由分布式電源光儲協(xié)控系統(tǒng)“掌舵”光儲協(xié)調(diào)運作。依光伏實時出力靈活調(diào)配儲能出力，混合出力曲線“由波變平”，波動率銳減，削峰填谷顯實效，分布式電源功率波動得以有效平抑。

圖2 光伏與光儲協(xié)控混合出力曲線

光伏與光儲協(xié)控混合出力曲線如圖2所示，從圖中可見，經(jīng)光儲協(xié)調(diào)控制后的出力曲線較為平滑，波動率明顯降低，實現(xiàn)儲能對分布式電源功率波動的平抑運行。

4安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

4.1概述

Acre專為工商業(yè)儲能電站“量身定制”，集數(shù)據(jù)“采 - 處 - 存 - 查 - 析”、可視化監(jiān)控、告警管理、多策略管控、歷史曲線繪制等功能于一體，策略管理“武器庫”豐富，涵蓋計劃曲線、削峰填谷等多元控制策略，上通下達，與上級調(diào)度、云平臺交互，護航儲能系統(tǒng)穩(wěn)、安、經(jīng)濟運行。

4.2應(yīng)用場景

適用于工商業(yè)儲能電站、新能源配儲電站。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

（1）實時監(jiān)管

對微電網(wǎng)的運行進行實時監(jiān)管，包含市電、光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及用電負荷，同時也包括收益數(shù)據(jù)、天氣狀況、節(jié)能減排等信息。

（2）智能監(jiān)控

對系統(tǒng)環(huán)境、光伏組件、光伏逆變器、風(fēng)電控制逆變一體機、儲能電池、儲能變流器、用電設(shè)備等進行實時監(jiān)測，掌握微電網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀況。

（3）功率預(yù)測

對分布式發(fā)電系統(tǒng)進行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測，并展示合格率及誤差分析。

（4）電能質(zhì)量

實現(xiàn)整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進行持續(xù)性的監(jiān)測。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)測分析及錄波展示，并對電壓、電流瞬變進行監(jiān)測。

（5）可視化運行

實現(xiàn)微電網(wǎng)無人值守，實現(xiàn)數(shù)字化、智能化、便捷化管理;對重要負荷與設(shè)備進行不間斷監(jiān)控。

（6）優(yōu)化控制

通過分析歷史用電數(shù)據(jù)、天氣條件對負荷進行功率預(yù)測，并結(jié)合分布式電源出力與儲能狀態(tài)，實現(xiàn)經(jīng)濟優(yōu)化調(diào)度，以降低尖峰或者高峰時刻的用電量，降低企業(yè)綜合用電成本。

（7）收益分析

用戶可以查看光伏、儲能、充電樁三部分的每天電量和收益數(shù)據(jù)，同時可以切換年報查看每個月的電量和收益。

（8）能源分析

通過分析光伏、風(fēng)電、儲能設(shè)備的發(fā)電效率、轉(zhuǎn)化效率，用于評估設(shè)備性能與狀態(tài)。

（9）策略配置

微電網(wǎng)配置主要對微電網(wǎng)系統(tǒng)組成、基礎(chǔ)參數(shù)、運行策略及統(tǒng)計值進行設(shè)置。其中策略包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制、新能源消納、逆功率控制等。

5硬件及其配套產(chǎn)品

序號	設(shè)備	型號	圖片	說明
1	能量管理系統(tǒng)	Acrel-2000MG		內(nèi)部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，由通信管理機、工業(yè)平板電腦、串口服務(wù)器、遙信模塊及相關(guān)通信輔件組成。 數(shù)據(jù)采集、上傳及轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器及協(xié)同控制裝置 策略控制:計劃曲線、需量控制、削峰填谷、備用電源等
2	顯示器	25.1英寸液晶顯示器		系統(tǒng)軟件顯示載體
3	UPS電源	UPS2000-A-2-KTTS		為監(jiān)控主機提供后備電源
4	打印機	HP108AA4		用以打印操作記錄，參數(shù)修改記錄、參數(shù)越限、復(fù)限，系統(tǒng)事故，設(shè)備故障，保護運行等記錄，以召喚打印為主要方式
5	音箱	R19U		播放報警事件信息
6	工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機	D-LINKDES-1016A16		提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機解決了通信實時性、網(wǎng)絡(luò)安全性、本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù)等技術(shù)問題
7	GPS時鐘	ATS1200GB		利用gps同步衛(wèi)星信號，接收1pps和串口時間信息，將本地的時鐘和gps衛(wèi)星上面的時間進行同步
8	交流計量電表	AMC96L-E4/KC		電力參數(shù)測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率,頻率、功率因數(shù)等)、復(fù)費率電能計量、 四象限電能計量、諧波分析以及電能監(jiān)測和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)斷路器開關(guān)的"遜信“和“遙控”的功能
9	直流計量電表	PZ96L-DE		可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能?？蓭?a href="http://hljzzgx.com/tags/rs/" target="_blank">RS485通訊接口、模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、開關(guān)量輸入/輸出等功能
10	電能質(zhì)量監(jiān)測	APView500		實時監(jiān)測電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諾波等電能質(zhì)量，記錄各類電能質(zhì)量事件,定位擾動源。
11	防孤島裝置	AM5SE-IS		防孤島保護裝置，當(dāng)外部電網(wǎng)停電后斷開和電網(wǎng)連接
12	箱變測控裝置	AM6-PWC		置針對光伏、風(fēng)能、儲能升壓變不同要求研發(fā)的集保護，測控，通訊一體化裝置，具備保護、通信管理機功能、環(huán)網(wǎng)交換機功能的測控裝置
13	通信管理機	ANet-2E851		能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進行水表、氣表、電表、微機保護等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)果集匯總: 提供規(guī)約轉(zhuǎn)換、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣計算等多項功能:實時多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可多鏈路上送平臺據(jù):
14	串口服務(wù)器	Aport		功能:轉(zhuǎn)換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù)，反饋到能量管理系統(tǒng)中。 1)空調(diào)的開關(guān)，調(diào)溫，及完全斷電(二次開關(guān)實現(xiàn)) 2)上傳配電柜各個空開信號 3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等 4)接入電表、BSMU等設(shè)備
15	遙信模塊	ARTU-K16		1)反饋各個設(shè)備狀態(tài)，將相關(guān)數(shù)據(jù)到串口服務(wù)器: 讀消防VO信號，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機、事件上報等) 2)采集水浸傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā)3)給到上層(水浸信號事件上報) 4)讀取門禁程傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā)

6結(jié)束語

分布式光伏與儲能協(xié)調(diào)控制策略，深挖儲能與新能源“互補潛能”，為新能源消納“賦能”，強化儲能輔助電網(wǎng)服務(wù)“動態(tài)本領(lǐng)”，削減運行成本，力推分布式新能源全額“入網(wǎng)”。借儲能補償光伏實際與預(yù)測出力差額，“馴服”波動功率，減輕對電網(wǎng)“沖擊”，筑牢電網(wǎng)穩(wěn)定運行“防線”。

參考文獻

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審核編輯 黃宇