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技術文章

安科瑞AcrelEMS3.0企業微電網智慧能源平臺

1 系統概述

1.1 概述

2020年9月，我國明確提出2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標。2022年6月，科技部、國家發展改革委、工業和信息化部、生態環境部、住房城鄉建設部、交通運輸部、中科院、工程院、國家能源局共同研究制定了《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022—2030年）》，明確要充分發揮國家戰略科技力量和各類**主體作用，深入推進跨專業、跨領域深度協同、融合**，構建適應碳達峰碳中和目標的能源科技**體系。要發展應用“新能源發電”、“儲能技術”、“智能電網”等能源綠色低碳轉型支撐技術。

AcrelEMS智慧能源管理平臺將企業用電分為源、網、荷、儲、充，能夠監測企業整體供配用電狀況，并在一個系統中集中展示，便于管理人員集中管理以及更好地對企業進行維護。

系統實現了從35kV配電到0.4kV用電側的整體監控，滿足光伏系統、風力發電、儲能系統以及充電樁的接入，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。該系統在**穩定的基礎上以經濟優化運行為目標，促進可再生能源應用，提高電網運行穩定性、補償負荷波動；**實現用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業微電網能量管理提供**、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。

2 適用場合

系統可應用于城市、高速公路、工業園區、工商業區、居民區、智能建筑、海島、無電地區可再生能源系統監控和能量管理需求。

3 基礎支撐平臺

3.1 平臺架構

圖3-1 AcrelEMS3.0平臺架構圖

現場通過以太網或4G與本地系統和平臺通訊，本地系統搭建在客戶自己配置的工控機上，平臺搭建在云服務器或客戶自己配置的服務器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能與服務器聯通的地方，通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP訪問和操作平臺。

平臺兼容單個站點和多個站點接入，采用B/S+C/S架構，在物理上分為四層：設備層、網絡通信層、站控層和平臺層。

現場設備層：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、弧光保護裝置以及第三方的逆變器、儲能柜等。

網絡通訊層：包含現場智能網關、網絡交換機等設備。智能網關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：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。本地站控層系統支持Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。系統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。

平臺層：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。平臺提供WEB和APP兩種訪問方式，功能包括變電站綜合自動化系統、分布式光伏、風電、儲能、充電樁、電力監控、電能管理、電氣**、電能質量、能耗分析、設備管理、運維管理、用戶報告等，主要實現遠程集中監視和控制、能效分析、能耗及收益等數據統計、策略下發等，對外輔助用戶參與需求響應和電力市場交易。

4 站控層系統

根據項目實際情況裁剪站控層子系統

4.1 分布式光伏解決方案系列

根據光伏系統接入配電網的要求，需要10kV電壓等級并網的光伏發電系統配置繼電保護及**自動裝置，如線路保護、**自動裝置、防孤島保護（含防逆流）、UPS電源等設備；為滿足調度自動化要求，需配置遠動系統、對時設備及**防護裝置；為滿足系統電量統計，需配置電能計量裝置，如關口計量表、并網電能表、自用電計量電能表及采集終端等裝置；為滿足并網電能質量的要求，需要配置電能質量監測裝置；同時建立整個光伏系統的通信設備，滿足系統的互聯互通和可管理性。

在電氣監控室配置一套分布式光伏監控系統，通過通信管理機及網絡交換機實時采集微機保護裝置、電能質量監測、計量、遠動系統等二次設備數據，實現各區域光伏發電系統**監控與自動化管理。同時在監控室配置通信系統、對時系統、遠動系統滿足系統內部的通信與上級調度需求，配置一套一體化電源系統，為二次設備及監控主機等重要設備運行提供穩定可靠的電源，實現整個光伏系統的**、穩定運行。