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某服務區(qū)光儲充微電網(wǎng)優(yōu)化控制設(shè)計與應用
更新時間:2025-02-21   點擊次數(shù):144次

1.引言

     在“雙碳”目標背景下,“河南省人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)河南省加快推進源網(wǎng)荷儲一體化實施方案的通知”要求“加快推進源網(wǎng)荷儲一體化,建設(shè)新型能源體系”,實施范圍包含高速公路、國省干線、鐵路等交通基礎(chǔ)設(shè)施場景。

交通行業(yè)作為能源消耗和碳排放的重要領(lǐng)域,正積極探索綠色低碳發(fā)展路徑。河南省源網(wǎng)荷儲一體化政策的實施,為高速公路服務區(qū)的能源轉(zhuǎn)型提供了政策支持。微電網(wǎng)作為一種新型能源供應模式,能夠有效整合分布式能源、儲能系統(tǒng)和負荷需求,實現(xiàn)能源的高效利用和低碳運行。本文以河南某高速服務區(qū)為例,探討光儲充微電網(wǎng)優(yōu)化控制的設(shè)計與應用,為高速行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型提供參考。

 

2.項目背景

在雙碳目標、國家及河南省政策背景下,交投集團提出要落實全省新業(yè)倍增行動和綠色低碳轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,依托高速公路資產(chǎn)和土地資源集聚優(yōu)勢搭建新能源發(fā)展平臺,統(tǒng)籌開展光伏、充換電儲能、能源智慧管理及相關(guān)配套服務等業(yè)務,為指導后續(xù)工作的有序開展,特開展京港澳高速公路沿線建設(shè)工作。主要圍繞京港澳高速沿途共設(shè)有中牟、鄭州北、澠池、漯河、許昌、靈寶、長葛、商丘、開封等255個服務區(qū)和收費站,實現(xiàn)每個光儲充微電網(wǎng)站點的智慧管理以及優(yōu)化控制,完成新能源消納、防逆流等控制需求,提升各個光儲充微電網(wǎng)站點的安全可靠、綠色經(jīng)濟運行。

鄭州某服務區(qū)北區(qū)位于連霍高速公路K588公里處,距高速西出口2kM,距東出口5kM。該服務區(qū)日均車流量大,能源需求較高。為實現(xiàn)綠色低碳目標,服務區(qū)新增1臺630kVA低壓變壓器,并建設(shè)了包含光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)和充電樁的微電網(wǎng)系統(tǒng)。微電網(wǎng)的組成包括:

光伏發(fā)電系統(tǒng):裝機容量100kW,年均發(fā)電量約12萬度;

儲能系統(tǒng):容量125kW/261kWh,用于削峰填谷和應急備用;

充電樁:配置5臺120kW直流快充樁,滿足電動汽車充電需求。

由于該區(qū)所屬電力公司要求不允許反向送電,因此服務區(qū)除了要實現(xiàn)光儲充微電網(wǎng)的監(jiān)測管理優(yōu)化控制提升新能源最*化利用之外,還需做防逆流控制,以確保微電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。

 

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3. 方案設(shè)計

本項目基于智慧能源管理平臺、智慧儲能、智慧光伏、智慧充電,實現(xiàn)新能源充電場站更高收益、更優(yōu)體驗、降容增效等目標,搭建“AI智能+光儲充+N”源網(wǎng)荷儲一體化管理系統(tǒng),系統(tǒng)具備高兼容性的通信控制能力和信息交互能力,可下探至微網(wǎng)系統(tǒng)基本組成單元,實現(xiàn)光儲充站點能量使用監(jiān)測與智能控制、設(shè)備診斷等功能。智慧能源管理平臺與微網(wǎng)系統(tǒng)各組成單元之間建立本地通信組網(wǎng),形成“云-邊-端”的三層架構(gòu)。

系統(tǒng)架構(gòu)具體設(shè)計如下:

數(shù)據(jù)采集層:光伏逆變器、儲能變流器、充電樁、電表、防逆流保護裝置等設(shè)備;

通信層:通過網(wǎng)線/光纖將數(shù)據(jù)傳輸至協(xié)調(diào)控制器;

應用層:智慧能源管理平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、策略優(yōu)化和可視化展示。

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本方案采用光儲充與市電信息接入?yún)f(xié)調(diào)控制器,通過智慧能源管理平臺實現(xiàn)微電網(wǎng)的優(yōu)化控制。相關(guān)配置如下:

1、       防逆流保護裝置:在并網(wǎng)柜增加防逆流保護裝置,通過監(jiān)測公共連接點的逆流信息進行上送協(xié)調(diào)控制器或者斷開并網(wǎng)柜斷路器,實現(xiàn)微電網(wǎng)逆流保護;

2、       電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置:監(jiān)測微電網(wǎng)的電能質(zhì)量指標,如電壓偏差、頻率偏差、諧波含量等,采取相應的控制措施,確保電能質(zhì)量符合標準要求;

3、       協(xié)調(diào)控制器:采集光伏、儲能、充電樁和市電的實時數(shù)據(jù),實現(xiàn)多能源協(xié)同控制;完成微電網(wǎng)防逆流、新能源消納等策略,有效整合光伏、儲能和充電樁等資源,還能滿足防逆流要求,提升新能源消納能力,降低服務區(qū)用能成本及經(jīng)濟運行;

4、       智慧能源管理平臺:基于AI智能算法,配置多種運行策略,下發(fā)至協(xié)調(diào)控制器,實現(xiàn)光儲充的優(yōu)化調(diào)度;并實現(xiàn)站點發(fā)電、用能、設(shè)備監(jiān)測、展示與管理。

方案配置清單:

項目名稱

服務區(qū)源網(wǎng)荷儲一體化項目

序號

產(chǎn)品型號

產(chǎn)品名稱

廠家

1

ADL400

電力儀表

安科瑞

2

AM5SE-IS

防逆流裝置

安科瑞

3

APView

電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置

安科瑞

4

ACCU-100

協(xié)調(diào)控制器

安科瑞

5

AcrelEMS 3.0

智慧能源管理平臺

安科瑞

 

4.                      實現(xiàn)效果

現(xiàn)場防逆流保護裝置與協(xié)調(diào)控制器裝置安裝如下:

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現(xiàn)場光儲充與市電運行數(shù)據(jù),通過4G的形式上傳至AcrelEMS 3.0平臺,平臺展示如下:

img8 

服務區(qū)站點大屏

img9

服務區(qū)光伏系統(tǒng)運行監(jiān)測

img10 

服務區(qū)儲能系統(tǒng)運行監(jiān)測

img11 

光儲充微電網(wǎng)運行策略配置

通過微電網(wǎng)優(yōu)化控制方案,服務區(qū)實現(xiàn)了以下收益:基于AI智能算法調(diào)度最*成本電源供應新能源充電樁獲取電能差價和充電服務費;儲能系統(tǒng)谷峰套利收益;基于需量調(diào)控的電費收益;光伏余電上網(wǎng)收益。

5.  總結(jié)

本方案為高速公路服務區(qū)光儲充微電網(wǎng)的優(yōu)化控制提供了完整解決方案,通過協(xié)調(diào)控制器和智慧能源管理平臺實現(xiàn)了能源的高效調(diào)度與管理。同時該方案還可為光儲充微網(wǎng)系統(tǒng)中自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)、需量調(diào)控、負載柔性調(diào)控、有序充電等場景提供支撐。不僅適用于服務區(qū),還可推廣至園區(qū)、工廠、商場、收費站、充電站等微電網(wǎng)場景,為微電網(wǎng)的高效利用和安全可靠運行提供了參考依據(jù),具有廣泛的應用前景。

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