“源-网-荷-储”智慧协同：揭秘零碳园区微电网的核心引擎

0 引言：政策驱动下的技术协同创新

在全球“双碳”目标与我国能源战略转型的双重背景下，光伏发电与储能装置的协调运行已成为构建新型电力系统的核心环节。截至2025年，中国光伏累计装机突破500GW，分布式光伏占比超40%，但其间歇性、波动性特征导致弃光率仍达5%-10%，对电网稳定性构成挑战。国家《关于加快推动新型储能发展的指导意见》明确提出，到2025年新型储能装机规模达30GW以上，储能技术成为破解光伏消纳难题的关键抓手。

在此背景下，安科瑞EMS3.0智慧能源管理平台凭借“源网荷储”协同控制与AI优化技术，为企业提供了从能源监测到智能调度的全链路解决方案。该系统通过物联网、大数据与边缘计算的深度融合，实现了光伏、储能、充电桩等设备的动态平衡，成为政策落地与技术创新的典型实践。

1 光伏与储能协调运行的核心挑战与政策导向

1.1 挑战分析

功率匹配难题：光伏出力随天气波动，储能需动态调整充放电功率以避免过充/过放。例如，夏季正午光伏发电过剩时，储能需快速吸收多余电能；夜间负荷高峰时则需释放储能支撑供电。

电压稳定风险：分布式光伏反向功率流可能导致并网点电压越限。据统计，未配置储能的分布式光伏系统电压越限概率高达30%，而储能的充放电调节可将该风险降低至5%以下。

经济性矛盾：储能系统成本占光伏项目总投资的20%-30%，需通过削峰填谷、需求响应等策略实现投资回收。当前，工商业用户通过储能参与电力市场调峰的年收益可达15%-20%。

1.2 政策驱动

国家《“十四五”新型储能发展实施方案》明确支持储能参与电力市场交易，允许储能电站通过峰谷价差套利、辅助服务补偿等方式获取收益。

地方层面，河南省发布《配电网高质量发展实施方案》，提出到2027年建成1000个源网荷储一体化示范项目，并通过补贴、税收优惠等措施降低企业储能投资成本。

2 安科瑞EMS3.0系统：技术架构与核心功能

2.1 系统架构

EMS3.0采用“云-边-端”三层架构：云端：基于大数据与AI算法，实现负荷预测、经济调度与碳资产管理。例如，系统预测光伏发电功率，误差小于0.2，为储能充放电策略提供数据支撑。

边缘端：部署协调控制器（如ACCU-100），支持10ms级实时响应，执行防逆流、柔性扩容等策略。在浙江某能源集团项目中，边缘控制器成功实现光伏、储能与充电桩的毫秒级协同控制。

终端：集成智能电表、传感器等设备，覆盖光伏逆变器、储能BMS、充电桩等全量数据采集，支持Modbus等多种工业协议。

2.2 核心功能

多目标优化调度：经济调度：融合电价信号与设备特性，构建成本最优模型。例如，在某高速公路风光储一体化项目中，系统通过储能低谷充电、高峰放电策略，降低峰值负荷30%，年电费支出减少200万元。

碳排追踪：分区域/部门监测碳排放，自动生成ISO 14064标准报告。某工业园区部署后，碳排放强度从0.6kgCO₂/kWh降至0.3kgCO₂/kWh，降幅达50%。

虚拟电厂（VPP）聚合：聚合空调、储能、充电桩等可调资源，参与电力需求响应。例如，某研究院项目通过VPP模式，在尖峰时段放电降低外购电成本38%，变压器扩容需求减少60%。

智能运维矩阵：建立设备电子台账，通过AI诊断提前预警故障。某电池厂项目部署后，设备故障率降低40%，运维成本下降30%。

3 安科瑞EMS3.0风光储充一体化微电网系统特色界面

3.1 实时监测

微电网能量管理系统的监控系统界面包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电桩及总体负荷组成情况，包括收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同的需求，也可将充电，储能及光伏系统信息进行显示。

3.2 光伏界面

展示对光伏系统信息，主要包括逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。

3.3 储能界面

展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。PCS、BMS的数据展示及控制。

3.4 风电界面

展示对风电系统信息，主要包括逆变控制一体机直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。

3.5 充电桩界面

展示对充电桩系统信息，主要包括充电桩用电总功率、交直流充电桩的功率、电量、电量费用，变化曲线、各个充电桩的运行数据等。

3.6 发电预测

通过历史发电数据、实测数据、未来天气预测数据，对分布式发电进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。根据功率预测可进行人工输入或者自动生成发电计划，便于用户对该系统新能源发电的集中管控。

3.7 策略配置

系统应可以根据发电数据、储能系统容量、负荷需求及分时电价信息，进行系统运行模式的设置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期计划、需量控制、防逆流、有序充电、动态扩容等。

3.8 实时报警

具有实时报警功能，系统能够对各子系统中的逆变器、双向变流器的启动和关闭等遥信变位，及设备内部的保护动作或事故跳闸时应能发出告警，应能实时显示告警事件或跳闸事件，包括保护事件名称、保护动作时刻；并应能以弹窗、声音、短信和电话等形式通知相关人员。

3.9 电能质量监测

可以对整个微电网系统的电能质量包括稳态状态和暂态状态进行持续监测，使管理人员实时掌握供电系统电能质量情况，以便及时发现和消除供电不稳定因素。

3.10 网络拓扑图

系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。

3.11 故障录波

系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各相关电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。其中故障录波共可记录16条，每条录波可触发6段录波，每次录波可记录故障前8个周波、故障后4个周波波形，总录波时间共计46s。每个采样点录波至少包含12个模拟量、10个开关量波形。

3.12 事故追忆

可以自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时扫描数据，包括开关位置、保护动作状态、遥测量等，形成事故分析的数据基础；

用户可自定义事故追忆的启动事件，当每个事件发生时，存储事故前10个扫描周期及事故后10个扫描周期的有关点数据。启动事件和监视的数据点可由用户指定和随意修改。

4 特色产品展示

序号	名称	图片	型号	功能说明	使用场景
1	工商业储能站能量管理系统		Acrel-2000MG	储能能量管理系统是安科瑞专门针对工商业储能电站研制的本地化能量管理系统，可实现了储能电站的数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表、策略管理、历史曲线等功能。其中策略管理，支持多种控制策略选择，包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等。
2	微机保护装置		AM6、AM5SE	110kv及以下电压等级线路、主变、电动机、电容器、母联等回路保护、测控装置	110kV、35kV、10kV
2	电能质量在线监测装置		APView500	集谐波分析/波形采样/电压闪变监测/电压不平衡度监测、电压暂降/暂升/短时中断等暂态监测、事件记录、测量控制等功能为一体，满足A级电能质量评估标准，能够满足110kv及以下供电系统电能质量监测的要求	110kV、35kV、10kV、0.4kV
3	防孤岛保护装置		AM5SE-IS	防止分布式电源并网发电系统非计划持续孤岛运行的继电保护措施，防止电网出现孤岛效应。装置具有低电压保护、过电压保护、高频保护、低频保护、逆功率保护、检同期、有压合闸等保护功能	110kV、35kV、10kV、0.4kV
4	多功能仪表		APM520	全电力参数测量、复费率电能计量、四象限电能计量、谐波分析以及电能监测和考核管理。 接口功能：带有RS485/MODBUS协议	并网柜、进线柜、母联柜以及重要回路
5	多功能仪表		AEM96	具有全电量测量，谐波畸变率、分时电能统计，开关量输入输出，模拟量输入输出。	主要用于电能计量和监测
6	电动汽车充电桩		AEV200-DC60S AEV200-DC80D AEV200-DC120S AEV200-DC160S	输出功率160/120/80/60kW直流充电桩，满足快速充电的需要。	充电桩运营和充电控制
7	输入输出模块		ARTU100-KJ8	可采集8路开关量信号，提供8路继电器输出	信号采集和控制输出
8	智能网关		ANet-2E4SM	边缘计算网关，嵌入式linux系统，网络通讯方式具有Socket方式，支持XML格式压缩上传，提供AES加密及MD5身份认证等安全需求，支持断点续传，支持Modbus、Modbus TCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104协议	电能、环境等数据采集、转换和逻辑判断
9	微电网协调控制器		ACCU-100M	装置满足系统满足光伏系统、风力发电、储能系统以及充电桩等设备的接入，通过对微电网系统进行全天候数据采集分析，监视光伏、风能、储能系统、充电桩运行状态及健康状况，并在此基础上以安全经济优化运行为目标，获取最优控制策略进而对微电网实施调节控制，实现微电网分布式能源、储能系统、负荷的实时动态调节功能，促进新能源就地化消纳，提高电网运行稳定性、补偿负荷波动；有效实现微电网的需求管理，提高微电网运行效率、降低供电成本，保障微电网安全、可靠、经济运行。	ACCU-100M 微电网协调控制器是一种应用于微电网、分布式发电、储能等领域的模块化 智能协调控制器。

5 结语：以协同创新助力“双碳”目标

安科瑞EMS3.0系统的实践表明，光伏与储能的协调运行不仅是技术层面的突破，更是国家能源战略落地的关键支撑。在政策引导下，中国已建成全球最大规模的新型储能市场，但技术成熟度、商业模式创新仍需持续攻关。未来，需进一步强化“政-产-学-研-用”协同创新，推动储能技术向低成本、长寿命、高安全方向发展，为构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系提供坚实支撑。

作者介绍：

安跃强，男，现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为为智能电网供配电。电话咨询：15000353828（同微信）

审核编辑 黄宇