摘要：在隨著“雙碳”戰略的提出，園區級新能源微電網技術設計及系統選型作為零碳園區重要的組成部分被越來越的人所關注，本文簡單總結了園區級新能源微電網系統在選型及設計時，需考慮的風電、光伏、儲能系統的選型及要點、并網接入方式設計等。以江蘇東臺某工廠微網系統的總體方案為例，詳細介紹了微網系統中風光儲及并網接入設計、能量調度系統、運維系統的選型依據，拓撲結構。為園區級微網乃至零碳園區的推廣提供了一定的參考價值。

關鍵詞：微網；新能源；風電；光伏；儲能；能量調度系統

1新能源微電網：概念界定、架構梳理與現存挑戰探討

1.1       新能源微電網產業發展的政策驅動背景

二十一世紀以來，隨著氣候變化問題得到關注及新能源發電技術成熟，分布式能源作為清潔能源利用的重要方式之一得到全球廣泛關注。近年來，隨著風電、光伏發電和儲能技術等新在分布式能源領域的發展和應用，新能源微電網技術理念創新與實踐應用進一步得到完善和提升。

我國分布式新能源微電網技術的研究起步相對較晚，尚處于基礎理論研究階段，在研究力量和研究成果上仍與國外存在一定差距。2009年以來，國家已啟動新能源微電網發展研究。2012年7月，發改委發布《可再生能源發展“十二五”規劃》和《太陽能發電發展“十二五”規劃》，目的是促進分布式電源和新能源微電網的發展。以下就新能源發電中風力發電、光伏發電、儲能等進行簡要描述。

2015年7月國家能源局下發《關于推進新能源微電網示范項目建設的指導意見》提出了：可再生能源發展“十二五”規劃把新能源微電網作為可再生能源和分布式能源發展機制創新的重要方向。近年來，有關研究機構和企業開展新能源微電網技術研究和應用探索，具備了建設新能源微電網示范工程的工作基礎。對此提出了相應的建設目的、原則、要求及組織實施規范。

1.2獨立風電與獨立光發電技術問題及解決

風光發電具有以下風光波動大，利用率低問題。主要表現為，風力資源具有明顯的波動性和周期性。

與風電類似，受時間段和氣象條件限制，光電具有明顯的時間性，輸出功率與太陽高度和天氣狀況存在明顯的關系，光伏發電也是一種間斷的不穩定能源。

而結合風光互補，同時加上儲能技術，可以很好的解決以上問題。能源的來源形式和能源的供應形式均實現了多種能源的充分利用和互補應用，保障用能的安全、可靠。同時儲能技術能夠，吸收、緩沖系統波動，削峰填谷，增強系統穩定性。

為了實現能源資源節約和生態環境保護，建設資源節約型、環境友好型社會，必須加強分布式電源和新能源微電網的研究與建設。

2園區級新能源微網系統的總體架構設計與分析

EMS3.0將“源-網-荷-儲”全鏈路數據抽象為統一信息模型，自下而上劃分為三層：

設備層：主要是連接于網絡中用于計量、保護、控制、治理的各類傳感器，包括充電樁、多功能電表、防逆流裝置、電能質量監測、無功補償裝置、微機保護測控裝置、電氣火災探測器、限流保護器以及第三方的逆變器、儲能柜等。

平臺層：包含現場智能網關、網絡交換機等設備、站控層系統及平臺。智能網關支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約，主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過網絡把數據同時上傳至站控層系統和平臺。智能網關可在網絡故障時將數據存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失；站控層系統通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協議，物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等，可以制定并自動執行計劃曲線、削峰填谷、需量控制、新能源消納、有序充電、動態擴容、備用電源等控制策略，對內實現源、網、荷、儲一體化智慧協同；平臺可以本地、私有云和公有云部署，包含應用服務器、WEB服務器和數據服務器，一般應用服務器和WEB服務器可以合一配置。

應用層：包含綜合能效管理、微電網智慧管理、碳管理可視化等核心模塊，對內實現企業微電網集中監管、能效分析、碳排放及收益等數據統計、源網荷儲充協調控制等，對外輔助用戶參與需求響應和電力市場交易。

平臺實現了從35kV配電到0.4kV用電側的整體監控，滿足光伏系統、風力發電、儲能系統、充電樁以及空調系統的接入，全天候進行數據采集分析，是一個集監控系統、能量管理為一體的管理系統，為企業微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。

圖1AcrelEMS零碳園區管理平臺架構

3Acrel-EMS3.0在零碳園區中應用功能的概述

3.1能源綜合管理

對企業中各能源進行監測統計，實時統計儲能充放電、負荷用能、新能源發電和收益情況，并展示光伏發電趨勢、儲能放電趨勢和用能趨勢。根據能源流向，實時展示市電、儲能的正反向流動情況，光伏、風電正向發電情況，充電樁、負荷的用電情況。

3.2光伏綜合看板

展示分布式光伏站的地理位置，顯示整體電站容量，實時發電功率，日月年發電量及其收益。便于用戶對電站進行整體分析。展示輻照度，環境溫濕度，風速，日月年發電量，功率曲線，逆變器參數。幫助用戶了解當前站點的基本信息和運行狀態，提供電站發電統計報表。

3.3風電綜合看板

風電站監測分析，實時監測發電功率、電流、發電量、收益、氣象信息，功率及發電量趨勢，告警信息統計和視頻實時監測并統計風電產生的收益。

3.4分布式儲能看板

地圖標注儲能站點位置，展示平臺中儲能站運行狀態、收益情況、收益排名和報警信息。

展示站點地址與裝機容量及環境信息（包括水浸、溫濕度信息）；支持展示當前儲能站點下不同緊急程度報警信息的分布情況與數量；可展示充放電功率和電量數據。支持計劃曲線、新能源消納、防逆流、需量控制、削峰填谷和動態擴容等策略下發。

3.5充電樁看板

顯示當前開戶數量、充值金額、充電次數、沖抵時長等基本信息。并提供7日內曲線圖。可查看站點詳情，充電樁查詢報表以及曲線圖，充電記錄報表，企業充電樁尖峰平谷時段的充電成本和收益信息。

3.6電力監控

低壓配電監測大面板，提供變電站和光伏電站運行情況展示，展示單個變電站運行狀況，直流屏的監測信息，包括市電、控母、合母和電池等信息，一/二路交流電壓監測通過地圖顯示各電站具體位置，并展示目前告警數目和具體信息；繪制配電室2.5D圖形，并在其中綁定數據，從而展示當前配電室電參量，及環境參量。

3.7電能質量監控

提供電能質量檢測儀所采集數據，如電壓有效值，偏差率，諧波畸變率，電流有效值，分相功率，總功率等。

3.8電氣安全

展示選中變配電站的漏電流和線纜溫度及報警狀況、所選變電所線纜及母排電氣接點溫度、溫度監測儀表各相溫度實時數據并根據上下限設置規則標明溫度顏色，針對每個測溫接點生成報表，記錄最大溫度發生時間。支持接入工業絕緣檢測儀，實時監測在線狀態、絕緣電阻和泄露電容。

4優質硬件產品推薦與選型參考

5結論

隨著新能源基地化開發及東西部電源側依托特高壓遠距離輸電的日趨飽和，以負荷側（用戶側）的分布式園區級新能源微電網逐步興起，不同園區的差異化較大，但總體系統選型思路均可從負荷側的用電曲線為設計基礎，其次風光系統可根據風資源、光輻照稟賦進行設計選型，儲能系統可結合項目的實際運行情況，對于波動性較大的弱電網起到平抑出力、跟蹤調度發電、參與電網調頻以及削峰填谷的作用。此外還應考慮系統并網接入方式，能量的敏捷調度以及運維的數字化和便捷性。此外系統設計后還應根據選型情況進行經濟性分析，此部分本文暫未做進一步展開。僅從模擬工程實例分析，為園區級新能源微電網系統選型及設計提供參考。