工商业储能能量管理解决方案
安科瑞电气工厂直供 2024-4-8
 随着全球能源危机、用能增加以及新能源技术的增加,新能源发电越来越广,并逐步形成新型能源与电力市场,但新能源的能量密度普遍偏低,进行大功率发电还需要挑选适合的位置场地,因此属于间歇式电源。而微电网技术的提出,为有效利用这些新能源电力提供了重要的技术方向。

目各大企业遇到的问题

背景与需求

电能紧张:企业可靠用电需求持续提升
双碳下企业能耗管控严
拉闸限电
高温少雨端天气
负荷创新高
主电网电力可靠性降低

电价上涨:企业用电降本需求持续增强
电力价格市场机制持续完善,代理购电价格上涨
电力峰谷价差扩大、电价上涨

电力改革:企业微电网盈利模式多样化
新能源允许参与电力市场
负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与现货市场交易,提升盈利能力

市场空间:成长空间广阔,需求加速释放
10kV及以上供电电压等的工商业用户有200万户以上,有建设或改造微电网的潜力
按照规模约1-2MW建设,潜在市场总空间可达20万亿元

目政策形势

政策环境:政策大力推动,制度标准持续完善

2015年7月国家能源局印发《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》
2017年7月能源局发布《推进并网型微电网建设试行办法》
2018年2月国家标准《微电网接入配电网测试规范》
2021年9月国务*院《关于完整准确贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》
明确以消纳可再生能源为主体的增量配电网、微电网和分布式电源的市场主体地位。

成本趋势:技术更新促成本持续下行,装机动能增强

据Bloomberg数据,预测到2025年光伏组件有望降至0.15美元/W,降幅达37%;
锂电池价格到2024年将降至94美元/kWh,2030年将降至62美元/kWh,电化学储能成本持续下降推动微电网经济性持续提升。

发展意义:助力分布式新能源末端消纳,保障国家能源安全

2022年3月发改*委与能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》指出积发展以消纳新能源为主的智能微电网,实现与大电网兼容互补,保障国家能源安全。
2022年7月住建部和发改*委印发的《“十四五”全国城市基础设施建设规划》指出有序推进主动配电网、微电网、交直流混合电网应用,推动供电服务向“供电+能效服务”延伸拓展。

 

企业角度的迫切需求

希望光储充微电网实现:确保能源电力安全,满足发展电力需求,促进新能源消纳,优化企业用能。

微电网的形式

微电网系统:由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。


分类:
并网型:既可以与外部电网连接运行,也支持离网独立运行,以并网为主。
离网型:不与外部电网联网,实现电能自发自用,功率平衡微电网。

(1)风力机组部分:捕获风能并将风能转化为交变电能;包括风力发电机组、塔架、地基、线缆等。
(2)并网控制部分: 控制风机系统的安全正常运行,内置整流模块输出直流电能,并对输出高电压进行限制,保护后端逆变器;包括并网控制器、泄荷器、线缆等。
(3)逆变部分:将控制器输出的直流电逆变成交流电并将能量馈入电网,带升压变隔离;包括并网逆变器、线缆等。
(4)卸荷部分:实现智能控制风力发电机进行刹车停机,确保风力发电机在异常工况下的安全。

储能

电化学储能系统主要由电池组、储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)以及其他电气设备构成。
电池组是储能系统主要的构成部分;
电池管理系统主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等;
储能变流器可以控制储能电池组的充电和放电过程,进行交直流的变换。
能量管理系统负责数据采集、网络监控和能量调度等;

电池管理系统包含储能电池监控和电池管理系统两大部分,每套系统包含电池监测电路(CSC)、从电池管理单元(SBMU)、主电池管理单元(MBMU)、高压线路控制单元、储能柜预充电(并联)线路、高压检测单元、热管理单元、电流检测单元、急停系统、以及电池监控系统(PC)等。

企业储能系统-集装箱

储能系统多基于磷酸铁锂电池储能技术,磷酸铁锂电池具备安全可靠、放电深度和充放电倍率高等优势。电池单元采用模块化设计,采用标准20/40英尺集装箱,集装箱内具有空调、温控、消防、照明等保护系统,确保电池系统具有转换效率及运作性能,同时具有安全可靠的保护措施。

微电网--工商业储能

商业楼宇/数据中心

在楼宇地下室或者停车位部署储能,通过降低容量电费和峰谷差节约用电成本。

充电站

在充电桩之间部署储能,代替变压器扩容满足瞬时的大功率充电需求。

工厂/产业园

利用闲置土地资源部署储能,通过负荷预测等控制算法,自动调整充放电策略节约电费。

企业微电网储能管理监测方案 

微电网能量管理系统 是一套具有发电优化调度、负荷管理、实时监测并自动实现微电网同步等功能的能量管理系统。

微电网系统解决方案,通过在企业内部的源、网、荷、储、充的各个关键节点安装安科瑞自主研发的各类监测、分析、保护、治理装置;通过控制、计量、通信等技术,将分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车、电能路由器聚合在一起;平台根据电网价格、用电负荷、电网调度指令等情况,灵活调整微电网控制策略并下发给储能、充电桩、逆变器等系统与设备,确保企业微电网始终安全、可靠、节约、经济、低碳的运行。

Acrel-2000MG微电网能量管理系统能够对微电网的源、网、荷、储能系统、充电负荷进行实时监控、诊断告警、全景分析、有序管理和控制,满足微电网运行监视安全分析智能化、调整控制瞻化、全景分析动态化的需求,完成不同目标下光储充资源之间的灵活互动与经济优化运行,实现能源效益、经济效益和环境效益化。

主要功能:
实时监测;
能耗分析;
智能预测;
协调控制;
经济调度;
需求响应。
系统特点:
平滑功率输出,提升绿电使用率;
削峰填谷、谷电利用,提高经济性;
降低充电设备对局部电网的冲击;
降低站内配电变压器容量;
实现源荷高匹配效能。

 

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来源:安科瑞电气工厂直供
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