風(fēng)電光伏儲能充電樁能量管理系統(tǒng)Acrel-2000MG

江蘇安科瑞電器制造有限公司 范宏博

風(fēng)電| 光伏 | 儲能 | 充電樁 | 能量管理系統(tǒng)

充電現(xiàn)狀 充電需求增加

2022年我國充電基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量達(dá)到520萬臺，同比增長近100%。其中，公共充電基礎(chǔ)設(shè)施增長約65萬臺，累計數(shù)量達(dá)到180萬臺；私人充電基礎(chǔ)設(shè)施增長約190萬臺，累計數(shù)量超過340萬臺。

電動汽車充電量持續(xù)增長，2022年全年充電量超過400億千瓦時，同比增長85%以上。

充電現(xiàn)狀 充電帶來的挑戰(zhàn)

隨著全球能源危機(jī)、用能增加以及新能源技術(shù)的增加，新能源發(fā)電越來越廣，并逐步形成新型能源與電力市場，但新能源的能量密度普遍偏低，進(jìn)行大功率發(fā)電還需要挑選適合的位置場地，因此屬于間歇式電源。而微電網(wǎng)技術(shù)的提出，為高效利用這些新能源電力提供了重要的技術(shù)方向。

政策環(huán)境：政策大力推動，制度標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)完善

2015年7月國家能源局印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)新能源微電網(wǎng)示范項目建設(shè)的指導(dǎo)意見》

2017年7月能源局發(fā)布《推進(jìn)并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》

2018年2月國家標(biāo)準(zhǔn)《微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)測試規(guī)范》

2021年9月國務(wù)院《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》

明確以消納可再生能源為主體的增量配電網(wǎng)、微電網(wǎng)和分布式電源的市場主體地位。

成本趨勢：技術(shù)進(jìn)步促成本持續(xù)下行，裝機(jī)動能增強(qiáng)

據(jù)Bloomberg數(shù)據(jù)，預(yù)測到2025年光伏組件有望降至0.15美元/W，降幅達(dá)37%；鋰電池價格到2024年將降至94美元/kWh，2030年將降至62美元/kWh，電化

學(xué)儲能成本持續(xù)下降推動微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性持續(xù)提升。

發(fā)展意義：助力分布式新能源末端消納，保障國家能源安全

2022年3月發(fā)改委與能源局印發(fā)《“十四五"現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》指出積極發(fā)展以消納新能源為主的智能微電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)兼容互補(bǔ)，保障國家能源安全。

2022年7月住建部和發(fā)改委印發(fā)的《“十四五"全國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》指出有序推進(jìn)主動配電網(wǎng)、微電網(wǎng)、交直流混合電網(wǎng)應(yīng)用，推動供電服務(wù)向“供電+能效服務(wù)"延伸拓展。

包含微電網(wǎng)組成、微電網(wǎng)的運(yùn)行模式、組成設(shè)備和應(yīng)用場景等。

微電網(wǎng)系統(tǒng)組成：

由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)。

分類：

并網(wǎng)型：既可以與外部電網(wǎng)連接運(yùn)行，也支持離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行，以并網(wǎng)為主。

離網(wǎng)型：不與外部電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電能自發(fā)自用，功率平衡微電網(wǎng)。

力發(fā)電機(jī)組將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為交流電能，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的幅值、頻率均不穩(wěn)定的交流電，經(jīng)過控制器整流成直流電后輸

出給逆變電源，由逆變電源轉(zhuǎn)換成幅值、頻率均穩(wěn)定的交流電，經(jīng)過電度表計量

后，直接饋入直流電逆變?yōu)?AC380V、

50Hz的三相交流電

（1）風(fēng)力機(jī)組部分：捕獲風(fēng)能并將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為交變電能；包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、塔架、地基、

線纜等。

（2）并網(wǎng)控制部分： 控制風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行，內(nèi)置整流模塊輸出直流電能，并對輸出最高電壓進(jìn)行限制，保護(hù)后端逆變器；包括并網(wǎng)控制器、泄荷器、線纜等。

（3）逆變部分：將控制器輸出的直流電逆變成交流電并將能量饋入電網(wǎng)，帶升壓變隔離；包括并網(wǎng)逆變器、線纜等。

（4）卸荷部分：實(shí)現(xiàn)智能控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行剎車停機(jī)，確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)在異常工況下的安全。

電化學(xué)儲能系統(tǒng)主要由電池組、儲能變流器（PCS）、電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系統(tǒng)

（EMS）以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成。

電池組是儲能系統(tǒng)最主要的構(gòu)成部分；

電池管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)電池的監(jiān)測、評估、保護(hù)以及均衡等；

儲能變流器可以控制儲能電池組的充電和放電過程，進(jìn)行交直流的變換。

能量管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和能量調(diào)度等；

交流母線微電網(wǎng)--并網(wǎng)型

交流母線微電網(wǎng)--離網(wǎng)型

接入系統(tǒng)電壓等級

微電網(wǎng)宜采用單個并網(wǎng)點(diǎn)接入系統(tǒng)。當(dāng)有兩個及以上與外部電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)時，在并網(wǎng)運(yùn)行時，應(yīng)保證只有一個并網(wǎng)開關(guān)處于閉合狀態(tài)。

當(dāng)高、低兩級電壓均具備接入條件時，可采用低電壓等級接入，但不應(yīng)低于微電網(wǎng)內(nèi)最高電壓等級。

微型：電壓等級：35kV及以下為主，系統(tǒng)容量：最大用電負(fù)荷原則上≤20MW

清潔：可再生能源裝機(jī)容量占比50%以上，系統(tǒng)綜合能源利用效率在70%以上

自治：具有獨(dú)立運(yùn)行的控制系統(tǒng)；獨(dú)立運(yùn)行時保障不低于2小時連續(xù)供電與外部電網(wǎng)年交換電量一般不超過年用電量的50%

友好：交換功率和交換時段具有可控性；

與并入電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)備用、調(diào)峰、需

求側(cè)響應(yīng)等雙向服務(wù)