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技术文章

AcrelEMS3.0企业微电网智慧能源平台

安科瑞张俊杰

1 系统概述

1.1 概述

2020年9月，我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。2022年6月，科技部、国家发展改革委、工业和信息化部、生态环境部、住房城乡建设部、交通运输部、中科院、工程院、国家能源局共同研究制定了《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》，明确要充分发挥国家战略科技力量和各类**主体作用，深入推进跨专业、跨领域深度协同、融合**，构建适应碳达峰碳中和目标的能源科技**体系。要发展应用“新能源发电”、“储能技术”、“智能电网”等能源绿色低碳转型支撑技术。

AcrelEMS智慧能源管理平台将企业用电分为源、网、荷、储、充，能够监测企业整体供配用电状况，并在一个系统中集中展示，便于管理人员集中管理以及更好地对企业进行维护。

系统实现了从35kV配电到0.4kV用电侧的整体监控，满足光伏系统、风力发电、储能系统以及充电桩的接入，全天候进行数据采集分析，是一个集监控系统、能量管理为一体的管理系统。该系统在**稳定的基础上以经济优化运行为目标，促进可再生能源应用，提高电网运行稳定性、补偿负荷波动；**实现用户侧的需求管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，提高电力设备运行效率、降低供电成本。为企业微电网能量管理提供**、可靠、经济运行提供了全新的解决方案。

2 适用场合

系统可应用于城市、高速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区可再生能源系统监控和能量管理需求。

3 基础支撑平台

3.1 平台架构

图3-1 AcrelEMS3.0平台架构图

现场通过以太网或4G与本地系统和平台通讯，本地系统搭建在客户自己配置的工控机上，平台搭建在云服务器或客户自己配置的服务器上。搭建完成之后，客户可以在任意能与服务器联通的地方，通过有权限的账号登陆网页以及手机APP访问和操作平台。

平台兼容单个站点和多个站点接入，采用B/S+C/S架构，在物理上分为四层：设备层、网络通信层、站控层和平台层。

现场设备层：主要是连接于网络中用于计量、保护、控制、治理的各类传感器，包括充电桩、多功能电表、防逆流装置、电能质量监测、无功补偿装置、微机保护测控装置、弧光保护装置以及第三方的逆变器、储能柜等。

网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过网络把数据同时上传至站控层系统和平台。智能网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

站控层：通信网络采用标准以太网及TCP/IP通信协议，物理媒介可以为光纤、网线、屏蔽双绞线等。本地站控层系统支持Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。系统可以制定并自动执行计划曲线、削峰填谷、需量控制、新能源消纳、有序充电、动态扩容、备用电源等控制策略，对内实现源、网、荷、储一体化智慧协同。

平台层：平台可以本地、私有云和公有云部署，包含应用服务器、WEB服务器和数据服务器，一般应用服务器和WEB服务器可以合一配置。平台提供WEB和APP两种访问方式，功能包括变电站综合自动化系统、分布式光伏、风电、储能、充电桩、电力监控、电能管理、电气**、电能质量、能耗分析、设备管理、运维管理、用户报告等，主要实现远程集中监视和控制、能效分析、能耗及收益等数据统计、策略下发等，对外辅助用户参与需求响应和电力市场交易。

4 站控层系统

根据项目实际情况裁剪站控层子系统

4.1 分布式光伏解决方案系列

根据光伏系统接入配电网的要求，需要10kV电压等级并网的光伏发电系统配置继电保护及**自动装置，如线路保护、**自动装置、防孤岛保护（含防逆流）、UPS电源等设备；为满足调度自动化要求，需配置远动系统、对时设备及**防护装置；为满足系统电量统计，需配置电能计量装置，如关口计量表、并网电能表、自用电计量电能表及采集终端等装置；为满足并网电能质量的要求，需要配置电能质量监测装置；同时建立整个光伏系统的通信设备，满足系统的互联互通和可管理性。

在电气监控室配置一套分布式光伏监控系统，通过通信管理机及网络交换机实时采集微机保护装置、电能质量监测、计量、远动系统等二次设备数据，实现各区域光伏发电系统**监控与自动化管理。同时在监控室配置通信系统、对时系统、远动系统满足系统内部的通信与上级调度需求，配置一套一体化电源系统，为二次设备及监控主机等重要设备运行提供稳定可靠的电源，实现整个光伏系统的**、稳定运行。