光储之家 | 微电网的能量管理技术

随着微电网技术的不断发展，微电网能量管理系统也逐渐成为研究热点。微电网能量管理中需要解决三个问题：可再生能源和可控负荷的不确定性问题，多储能技术的优化配合和联合调度问题，微电网能量管理系统的通信设计和网络安全问题 。能量管理需要解决上述问题，其功能包括：分布式电源发电量预测、发电优化调度、负荷预测和管理、微电网的功率平衡、能源管理策略等。

兴储世纪在巴基斯坦建设的分布式光储项目

1、分布式发电预测和负载预测

光伏发电预测可以分为统计方法和物理方法两类，统计方法的原理是统计分析历史数据，从而发现其内在规律并最终用于发电功率预测，可以直接预测输出功率，也可以预测太阳辐照强度;物理方法是在已知太阳辐射强度预测值的情况下，研究光能转化的物理过程，采用物理方程， 考虑温度、寿命等影响因素，由预测的太阳辐射强度得到光伏系统发电功率预测值。本项目采用组合预测法，根据历史数据和测试数据对比，在加上计算发电量RETScreen、PVsystem、PVSOL等软件，找出一个最优值。

负载分析与管理：利用各传感器和电表，分析各种参数、变量对能源的影响(如天气、产量等)，管理生产运行的各个环节能耗，发现设备在生产环节中低效的情况和企业能源使用过程中的浪费情况，建立各种企业需要的能源经济指标(单位产量能耗、单位面积能耗)，将能源价格和成本的影响考虑到生产中，帮助企业强化能源消耗、能源核算管理，使企业管理更加科学化。

负载预测预报未来电力负荷情况，用于电力系统的用电需求，让光储系统的利益最大化，主要有回归分析法和时间序列法，根据过去的特性做一个预测。

2、微电网的功率平衡

微电网运行时，通常情况下并不限制微电网的用电和发电，并网运行时，由大电网提供刚性的电压和频率支持，一般不需要对微电网进行专门的控制，只需要对公共连接点PCC的功率进行监视。微电网从并网转入孤岛运行时，流过公共连接点PCC的功率被突然切断，由于风光等分布式发电不稳定，负荷也不稳定，微电网内部能量平衡打破，需要立即启动紧急措施，主要通过调整双向储能逆变器的工作模式。如果存在功率缺额，需要立即切除部分非重要负荷，调高储能系统输出功率，如果存在功率盈余，需要把储能系统改为充电模式，甚至可以切除一部分分布式电源，这样使电网快速达到新的功率平衡状态。

3、能源管理策略

综合能源管理系统利用物联网，联系大电网、分布式能源站、能源用户，并借助能源管理系统，实现工商业园区综合能源系统的灵活可控，促进清洁能源的开发，实现电能、热(冷)能等综合利用、相互转化和存储，全面降低用能成本，提升经济效益，减少污染物排放，帮助企业进行高效的能源管理，改变能源的使用习惯，规范和加强能源管理。综合智慧能源系统的建设是一项系统性工程，涉及到区域资源条件分析、负荷分析、用户购能意向、能源系统建设方案、财务分析等诸多方面的前期准备工作，需要构建一个强大的系统去调整。

微电网的控制系统

4、微电网能量管理系统的控制结构

从微电网能量管理系统的控制结构来看，微电网可以分为集中式控制和分散式控制。

集中式控制一般由中央控制器和局部控制器构成，其中，中央控制器通过优化计算后向局部控制器发出调度指令，局部控制器执行该指令，控制分布式电源的输出。中央控制器是微电网能量管理系统的核心单元，其负责上层系统与底层单元的信息交流。一方而，中央控制器要满足配电网的负荷需求，参与电力市场，监测系统运行，维护系统稳定，处理微电网工作模式的转换;另一方而，中央控制器要根据局部控制器传来的机组信息、市场和配电网中心的信息，在各种机组约束和物理约束条件下，以系统网损最小、利润最大等为控制目标安排分布式电源的功率分配，并将指令传递给局部控制器。

分散式控制是微电网能量管理系统的另一种控制方式。分散式控制方式下，微电网中的每个元件都由局部控制器控制，每一个局部控制器监测微源的运行状况，并通过通信网络与其他的局部控制器交流。局部控制器不需要接收中央控制器的控制指令，有自主决定所控微源运行状况的权力。由于局部控制器仅需要与邻近的设备通信交流，其信息传输量比集中式控制要少;其计算量也分担到各个局部控制器当中，降低了中央控制器的工作负担。

文章作者：刘继茂 郭军