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您的位置：網(wǎng)站首頁(yè) > 技術(shù)文章 > 虛擬電廠架構(gòu)下，微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器如何實(shí)現(xiàn) “分 - 合” 式優(yōu)化？ 一、核心功能定位：各司其職，目標(biāo)協(xié)同
要理解二者的搭配邏輯，需先明確各自的核心功能：
微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器：是單個(gè)微電網(wǎng)（如工業(yè)園區(qū)、社區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)的局部能源系統(tǒng)）的“大腦"，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)微電網(wǎng)內(nèi)部的分布式電源（光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能）、負(fù)荷（工業(yè)設(shè)備、居民用電）、儲(chǔ)能系統(tǒng)及可控負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的獨(dú)立運(yùn)行（孤島模式）或與主網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，核心目標(biāo)是保障微電網(wǎng)內(nèi)部的功率平衡、電壓 / 頻率穩(wěn)定、能源高效分配。
虛擬電廠（VPP）：是多個(gè)分布式能源資源（包括多個(gè)微電網(wǎng)、獨(dú)立儲(chǔ)能、分布式發(fā)電設(shè)備等）的“聚合者與優(yōu)化者"，通過(guò)數(shù)字化平臺(tái)將地理分散的 DER 聚合，作為一個(gè)整體參與電力市場(chǎng)交易（如調(diào)峰、調(diào)頻、售電），同時(shí)為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)，核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn) DER 的規(guī)模化價(jià)值、提升電網(wǎng)靈活性。
微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器與 VPP 的搭配，本質(zhì)是 “局部自治" 與 “全局調(diào)度" 的結(jié)合，通過(guò)數(shù)據(jù)交互和指令傳遞實(shí)現(xiàn)協(xié)同：
1. 數(shù)據(jù)交互：底層信息向上聚合
微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器實(shí)時(shí)采集并處理自身微電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括：
分布式電源出力（如光伏當(dāng)前發(fā)電量、風(fēng)電功率）；
負(fù)荷需求（實(shí)時(shí)用電負(fù)荷、可中斷負(fù)荷容量）；
儲(chǔ)能狀態(tài)（SOC 荷電狀態(tài)、充放電功率限制）；
微電網(wǎng)與主網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線功率（并網(wǎng)時(shí)）。
這些數(shù)據(jù)通過(guò)通信協(xié)議（如 IEC 61850、MQTT）上傳至 VPP 平臺(tái)，為 VPP 的全局優(yōu)化提供 “底層數(shù)據(jù)支撐"。
VPP 根據(jù)電力市場(chǎng)需求（如電網(wǎng)調(diào)度中心的調(diào)峰指令、用戶購(gòu)電需求）、外部環(huán)境（如電價(jià)、天氣預(yù)測(cè)），制定全局優(yōu)化策略，明確各微電網(wǎng)的 “任務(wù)配額"，例如：
要求某微電網(wǎng)在 1 小時(shí)內(nèi)增加 200kW 的上網(wǎng)功率（參與售電）；
要求某微電網(wǎng)降低 50kW 負(fù)荷（參與電網(wǎng)調(diào)峰）；
要求儲(chǔ)能系統(tǒng)在電價(jià)低谷時(shí)充電、高峰時(shí)放電（套利）。
這些配額指令下達(dá)到微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器，由其將“全局目標(biāo)" 轉(zhuǎn)化為 “局部操作"：
若需增加上網(wǎng)功率：協(xié)調(diào)光伏 / 風(fēng)電滿發(fā)、儲(chǔ)能放電、削減可中斷負(fù)荷；
若需減少負(fù)荷：優(yōu)先切斷非關(guān)鍵負(fù)荷（如路燈、備用設(shè)備），或調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃（工業(yè)微電網(wǎng)）。
并網(wǎng)模式：微電網(wǎng)與主網(wǎng)相連時(shí)，VPP 可通過(guò)協(xié)調(diào)控制器調(diào)節(jié)微電網(wǎng)與主網(wǎng)的功率交換，避免局部過(guò)載或電壓波動(dòng)，同時(shí)參與市場(chǎng)交易；
孤島模式：當(dāng)微電網(wǎng)因故障或需求脫離主網(wǎng)時(shí)，協(xié)調(diào)控制器優(yōu)先保障內(nèi)部穩(wěn)定，VPP 則暫時(shí)將其從全局調(diào)度中 “隔離"，待恢復(fù)并網(wǎng)后重新納入。
二者的高效搭配依賴兩大技術(shù)基礎(chǔ)：
通信網(wǎng)絡(luò)：需低延遲、高可靠的通信鏈路（如 5G、光纖），確保數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳和指令快速下達(dá)（尤其是對(duì)調(diào)頻等毫秒級(jí)響應(yīng)需求的場(chǎng)景）；
標(biāo)準(zhǔn)化接口：微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器與 VPP 平臺(tái)需遵循統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和通信協(xié)議，避免 “信息孤島"（例如通過(guò)開放 API 實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)對(duì)接）。
在實(shí)際運(yùn)行中，二者的搭配可實(shí)現(xiàn)多重價(jià)值，以下為典型場(chǎng)景：
單個(gè)微電網(wǎng)的容量較小（如社區(qū)微電網(wǎng)功率通常低于 10MW），難以獨(dú)立參與電力市場(chǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻交易（市場(chǎng)通常要求最小響應(yīng)容量）；
VPP 將多個(gè)微電網(wǎng)的可調(diào)資源（如儲(chǔ)能、可中斷負(fù)荷）聚合，形成 “虛擬電廠容量"（如 100MW），滿足市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻；
微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器則根據(jù) VPP 分配的交易配額，精準(zhǔn)控制自身資源（如在電價(jià)高峰時(shí)，VPP 指令微電網(wǎng)多發(fā)電并上網(wǎng)，協(xié)調(diào)控制器調(diào)度光伏 + 儲(chǔ)能聯(lián)合出力）。
待主網(wǎng)恢復(fù)后，VPP 再指令協(xié)調(diào)控制器執(zhí)行 “平滑并網(wǎng)" 操作，避免沖擊主網(wǎng)。
VPP 從全局角度優(yōu)化購(gòu)售電策略（如預(yù)測(cè)次日高電價(jià)時(shí)段，提前指令各微電網(wǎng)儲(chǔ)能充電）；
微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器則在局部執(zhí)行精細(xì)化控制（如優(yōu)先使用本地光伏供電，不足時(shí)再?gòu)闹骶W(wǎng)購(gòu)電，降低購(gòu)電成本）。
ACCU系列微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器具備以下功能特點(diǎn)：
數(shù)據(jù)采集：支持串口、以太網(wǎng)等多通道實(shí)時(shí)運(yùn)行，滿足各類風(fēng)電與光伏逆變器、儲(chǔ)能等設(shè)備接入；
通訊管理：支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約，可實(shí)現(xiàn)云邊協(xié)同（結(jié)合安科瑞智慧能源管理云平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)維）、OTA升級(jí)、就地/遠(yuǎn)程切換、本地人機(jī)交互（選配）；
邊緣計(jì)算：靈活的報(bào)警閾值設(shè)置、主動(dòng)上傳報(bào)警信息、數(shù)據(jù)合并計(jì)算、邏輯控制、斷點(diǎn)續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由；
策略管理：防逆流、計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無(wú)功控制、光儲(chǔ)協(xié)調(diào)等，并支持策略定制；
系統(tǒng)安全：基于不可信模型設(shè)計(jì)的用戶權(quán)限，防止非法用戶侵入；基于數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)安全驗(yàn)證技術(shù)，采用數(shù)據(jù)標(biāo)定與防篡改機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)固證和可追溯；
運(yùn)行安全：采集分析包括電池、溫控及消防在內(nèi)的全站信號(hào)與測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行安全預(yù)警預(yù)測(cè)。
ACCU系列微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器主要負(fù)責(zé)工商業(yè)光儲(chǔ)充新能源電站的數(shù)據(jù)采集、本地控制策略以及云端數(shù)據(jù)的交互。
圖3-1 ACCU系列產(chǎn)品示意圖
ACCU系列微電網(wǎng)控制器典型的硬件配置與附件參數(shù)如下表3-1所示。
表3-1典型配置參數(shù)表
項(xiàng)目 | ACCU-100 | ACCU-200 |
處理器 | ARM Cortex-A7 主頻 528MHz | 2* ARM Cortex-A7 主頻 1.2GHz |
內(nèi)存 | 256MB DDR3 + 256MB NAND Flash | 512MB DDR3 + 8GB eMMC |
頻率及功耗 | 50Hz（45～65Hz）， 功耗≤10W | 50Hz（45～65Hz）， 功耗≤10W |
電源電壓 | AC/DC 220V（85-265V） | AC/DC 220V（85-265V） |
RS485串口 | 8 路光耦隔離 | 8 路容隔離 |
RJ45網(wǎng)口 | 2 路10/100M自適應(yīng) | 4 路10/100/1000M自適應(yīng) |
其它接口 | 1*RS232管理串口+1*USB2.0+SD Card標(biāo)準(zhǔn)插槽+4G接口；（DI、DO選配） | 2 路CAN2.0；1*type-C管理串口+1*USB2.0+SD Card標(biāo)準(zhǔn)插槽+4G接口+6*DI+6*DO+1*HDMI |
協(xié)議支持 | 設(shè)備側(cè)：Modbus Rtu/TCP、DL/T 645-1997、DL/T 645等； 主站側(cè)：Modbus TCP、104、SNMP、MQTT、Http協(xié)議等； | |
安全性 | 工頻耐壓：電源和通信端子間歷時(shí)1min：2kV（220V 設(shè)備）、1.5kV（24V 設(shè)備） | |
絕緣電阻：一般試驗(yàn)大氣條件下，輸入、輸出端對(duì)機(jī)殼>100MΩ | ||
環(huán)境 | 工作溫度：-20℃～+55℃ | |
存儲(chǔ)運(yùn)輸溫度：-25℃～+70℃ | ||
相對(duì)濕度：≤95%（+25℃） | ||
海拔高度：≤2500m | ||
電氣性能 | GB/T 17626.2-2018 靜電放電抗擾度試驗(yàn) 4 級(jí) | |
GB/T 17626.3-2016 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn) 3 級(jí) | ||
GB/T 17626.4-2018 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn) 4 級(jí) | ||
GB/T 17626.5-2019 浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn) 4 級(jí) | ||
表4-1典型能量調(diào)度功能表
運(yùn)行模式 | 控制邏輯 |
手動(dòng)策略 | 支持手動(dòng)進(jìn)行微電網(wǎng)并離網(wǎng)切換，分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、可調(diào)設(shè)備指令下發(fā)等，進(jìn)行遙控等動(dòng)作。 |
計(jì)劃曲線 | 用戶依據(jù)當(dāng)?shù)胤謺r(shí)電價(jià)自行配置電價(jià)模板，設(shè)定不同時(shí)段內(nèi)儲(chǔ)能的充放功率，組成削峰填谷策略模版；提供按日、按周配置策略模版的功能。適應(yīng)多地區(qū)、多電價(jià)環(huán)境下策略運(yùn)行模式。 |
需量控制 | 通過(guò)在總進(jìn)線的變壓器低壓側(cè)接入總表實(shí)時(shí)采集需量值，當(dāng)需量值達(dá)到限制值（可設(shè)）時(shí)觸發(fā)需量控制，系統(tǒng)根據(jù)配置的參數(shù)進(jìn)行對(duì)儲(chǔ)能做減小充電、放電、降低充電樁充電功率或者降低可調(diào)負(fù)荷用電功率等動(dòng)作。 |
動(dòng)態(tài)擴(kuò)容 | 通過(guò)在總進(jìn)線的變壓器低壓側(cè)接入總表實(shí)時(shí)采集變壓器負(fù)載率，當(dāng)變壓器負(fù)載率達(dá)到限制值（可設(shè)）時(shí)觸發(fā)保護(hù)，系統(tǒng)根據(jù)配置的參數(shù)進(jìn)行對(duì)儲(chǔ)能做減小充電、放電、降低充電樁充電功率或者降低可調(diào)負(fù)荷用電功率等動(dòng)作。 |
新能源消納 | 通過(guò)在總進(jìn)線的變壓器低壓側(cè)接入總表實(shí)時(shí)采集逆功率數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)反向功率且達(dá)到限制值（可設(shè)），當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到逆流時(shí)，優(yōu)先調(diào)度儲(chǔ)能系統(tǒng)吸收多余光伏能量；當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)充滿后、再調(diào)節(jié)光伏逆變器輸出功率（如有防逆流要求）。 |
防逆流控制 | 通過(guò)在總進(jìn)線的變壓器低壓側(cè)接入總表實(shí)時(shí)采集逆功率數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)反向功率且達(dá)到限制值（可設(shè)），系統(tǒng)根據(jù)配置的參數(shù)進(jìn)行對(duì)儲(chǔ)能做靜置、減小放電、充電或者光伏降功率等動(dòng)作。系統(tǒng)的防逆流策略實(shí)現(xiàn)是軟件保護(hù)，若需要實(shí)現(xiàn)響應(yīng)更快、更靠譜的保護(hù)，則需要加上相應(yīng)的逆功率保護(hù)裝置，檢測(cè)到逆流立即跳閘保護(hù)。 |
備電功能 | 在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，EMS協(xié)調(diào)控制執(zhí)行對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC保護(hù)，使儲(chǔ)能系統(tǒng)在設(shè)定的SOC范圍內(nèi)運(yùn)行，并將一定的電量區(qū)間預(yù)留用于備電容量，備電容量可進(jìn)行自定義設(shè)置，能在電網(wǎng)斷電時(shí)給負(fù)載緊急供電。 |
其他 | 可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行不同策略定制 |
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