新能源儲能光伏電站一體式解決方案功能詳解

摘要

隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和“碳達峰、碳中和”目標(biāo)的提出，新能源在現(xiàn)代配電系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛。新能源（如太陽能、風(fēng)能、儲能等）在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。同時，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展也為能源行業(yè)帶來了新的機遇。在現(xiàn)代能源物聯(lián)網(wǎng)域中，新能源技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，使得能源的生產(chǎn)、管理和消費更加有效、智能和可持續(xù)。本論文將探討新能源行業(yè)如何通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升能源管理的效率，并推動綠色低碳發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源、配電系統(tǒng)、微電網(wǎng)、分布式光伏、儲能系統(tǒng)、能源管理

1. 引言

新能源（如風(fēng)能、太陽能、儲能技術(shù)）在全球能源結(jié)構(gòu)中的比重逐漸上升，尤其是在減少碳排放和應(yīng)對氣候變化方面，新能源提供了重要的解決方案。然而，新能源具有間歇性和不穩(wěn)定性，這就需要監(jiān)控與管理，以確保能源供需的平衡和穩(wěn)定。此時，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮了重要作用，能夠通過智能傳感器、實時數(shù)據(jù)采集和遠程監(jiān)控等手段，幫助實現(xiàn)對新能源的管理和調(diào)度。

2.背景與需求

3. 新能源行業(yè)發(fā)展中的問題

3.1 新能源發(fā)展問題

現(xiàn)代新能源行業(yè)在發(fā)展過程中，面臨著多個挑戰(zhàn)，以下是一些主要問題：

技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)瓶頸

盡管新能源技術(shù)（如太陽能、風(fēng)能、儲能等）已有更新，但仍然存在一些技術(shù)瓶頸。例如，光伏發(fā)電的效率提升受限，風(fēng)力發(fā)電機組的噪音問題和使用壽命問題，以及儲能技術(shù)（如電池）面臨的能量密度和充放電效率問題。

能源存儲與調(diào)度問題

許多新能源如太陽能和風(fēng)能的發(fā)電具有間歇性和不穩(wěn)定性，這使得其并網(wǎng)運行存在較大難度。如何有效地進行大規(guī)模的能源存儲并確保電力的平穩(wěn)供應(yīng)，是當(dāng)?shù)囊粋€重要課題。

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后

盡管新能源發(fā)電能力在不斷提升，但相應(yīng)的電網(wǎng)、儲能設(shè)施和充電基礎(chǔ)設(shè)施等仍然滯后。智能電網(wǎng)技術(shù)、分布式電源的建設(shè)和靈活調(diào)度系統(tǒng)等需要更多投入和技術(shù)支持。

成本問題

盡管新能源的成本逐年降低，但與傳統(tǒng)化石能源相比，新能源的初期投入仍較高。尤其是在儲能設(shè)備和電網(wǎng)改造等域，較高的資金投入成為阻礙新能源大規(guī)模普及的重要因素。

產(chǎn)業(yè)鏈的不完善

新能源產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)（從原材料獲取到設(shè)備制造、安裝、運營和維護）尚不成熟，供應(yīng)鏈的波動可能影響整體行業(yè)的穩(wěn)定性和發(fā)展速度。

這些問題的解決需要政府、企業(yè)和社會各界的共同努力，同時也需要創(chuàng)新的技術(shù)突破、完善的政策支持以及全球范圍內(nèi)的合作與協(xié)調(diào)。

在新能源行業(yè)中，光伏發(fā)電、光伏儲能和新能源汽車充電三個方面在管理上都會面臨一系列復(fù)雜的問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.2 新能源行業(yè)細分問題

光伏發(fā)電管理上的問題

并網(wǎng)與電力調(diào)度

光伏發(fā)電具有間歇性和波動性，太陽能的生產(chǎn)量與天氣、季節(jié)等因素密切相關(guān)，導(dǎo)致發(fā)電量不穩(wěn)定。如何有效地將光伏發(fā)電與傳統(tǒng)電網(wǎng)相結(jié)合，進行有效的電力調(diào)度，是管理中的重要挑戰(zhàn)。

設(shè)備維護與監(jiān)控

光伏電站的管理需要實時監(jiān)控光伏板的運行狀態(tài)、發(fā)電效率以及可能出現(xiàn)的故障。管理人員需要通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)問題，降低維護成本，同時確保發(fā)電效率。

資源分配與規(guī)劃

光伏發(fā)電項目需要合理的選址、布局和資源優(yōu)化。管理者需要分析不同地區(qū)的光照條件、土地資源和建設(shè)成本，制定長遠的建設(shè)和運營計劃。此外，面對激烈的市場競爭，還需要合理配置資源以提升盈利能力。

3.3 光伏儲能管理上的問題

儲能系統(tǒng)的成本與投入回報

光伏儲能系統(tǒng)的投入通常較高，尤其是在電池設(shè)備和儲能設(shè)施的建設(shè)上。如何評估投入回報期、優(yōu)化成本和確保盈利是管理中的核心問題。高昂的初期成本可能會阻礙一些中小型企業(yè)的進入。

電池性能與生命周期管理

儲能電池的使用壽命、充放電循環(huán)次數(shù)和性能退化是管理中的重要問題。有效地管理電池的生命周期，減少不必要的維護和更換，可以提高儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟性和運營效率。

安全性與環(huán)境管理

儲能系統(tǒng)，尤其是鋰電池類儲能，存在一定的安全風(fēng)險，如過熱、火災(zāi)和漏電等問題。管理者需要建立嚴(yán)格的安全規(guī)范和應(yīng)急預(yù)案，定期檢查設(shè)備的安全性和性能，同時確保設(shè)備運行時的環(huán)境符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 新能源汽車充電管理上的問題

充電設(shè)施的建設(shè)與布局

隨著新能源汽車的普及，充電設(shè)施的建設(shè)和布局成為管理中的一大難題。充電站的建設(shè)需要考慮到城市的交通流量、居民區(qū)和商業(yè)區(qū)的分布，以及充電需求的預(yù)測。同時，還要面臨土地資源的爭奪和審批程序的復(fù)雜性。

充電網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通與標(biāo)準(zhǔn)化

目，新能源汽車的充電站分布存在較大差異，不同廠商的充電設(shè)施可能不兼容，充電接口和支付方式也不統(tǒng)一。如何實現(xiàn)充電網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通和標(biāo)準(zhǔn)化，保障車主在不同充電站的便利性，是管理中的一大挑戰(zhàn)。

充電樁的維護與管理

隨著充電樁數(shù)量的增加，充電樁的日常維護和故障排除成為管理中的一項重要任務(wù)。如何確保充電樁的正常運行、及時修復(fù)故障并提供有效的服務(wù)，是提升充電體驗的關(guān)鍵。并且，管理者還需要處理充電樁的運營數(shù)據(jù)，進行智能調(diào)度和遠程監(jiān)控。

綜合管理上的共性問題：

數(shù)據(jù)管理與智能化監(jiān)控

光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)和充電設(shè)施都依賴大量的數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和管理。如何通過智能化管理平臺收集、分析和處理這些數(shù)據(jù)，以提高運營效率和降低成本，是一個普遍面臨的問題。數(shù)據(jù)安全性和隱私保護也是必須考慮的重要因素。

政策與法規(guī)的適應(yīng)性

新能源行業(yè)的管理往往受到政策和法規(guī)的影響。隨著政策的不斷變化，如何靈活應(yīng)對政策調(diào)整，確保合規(guī)經(jīng)營，尤其是在補貼政策、稅收優(yōu)惠和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)等方面，是管理中不可忽視的問題。

資金管理與投入回報

由于新能源項目通常涉及大量的資本投入，如何合理配置資金、確保現(xiàn)金流的穩(wěn)定并實現(xiàn)良好的投入回報率，是所有域管理者面臨的共性問題。有效的資金管理策略和財務(wù)規(guī)劃對于行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。

綜上所述，新能源行業(yè)在光伏發(fā)電、光伏儲能和新能源汽車充電三個域的管理中，面臨著技術(shù)、經(jīng)濟、安全和政策等多方面的挑戰(zhàn)，需要在智能化、數(shù)據(jù)化和創(chuàng)新管理模式上不斷探索和改進。

3.新能源行業(yè)解決方案概述

新能源企業(yè)微電網(wǎng)提供能效管理和用電安全方案，涵蓋電力、新能源、環(huán)保、消防等多個域。其解決方案廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、智慧醫(yī)院、智能樓宇、智慧校園、智慧工廠、智慧交通等多個行業(yè)，為用戶提供安全、可靠、有序的用能解決方案。

3.1分布式光伏系統(tǒng)

通過Acrel-1000DP分布式  光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺即可對用 戶光伏發(fā)電、用電進行集中 監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運維 ,  滿足用戶可靠、安全、節(jié) 約、有序用電的要求。對用戶提供運維服務(wù)，實 現(xiàn)能源互聯(lián) ，信息互通 ，打破信息孤島； 根據(jù)用電設(shè)備負荷重要性分管理 ，錯峰有序用電。

10kV/35kV使用場景

分布式光伏系統(tǒng)是新能源解決方案中的重要組成部分。根據(jù)國家電網(wǎng)的技術(shù)規(guī)定，分布式電源并網(wǎng)電壓等可根據(jù)各并網(wǎng)點裝機容量進行選擇。Acrel-1000 DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺能夠?qū)τ脩艄夥l(fā)電、用電進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度和統(tǒng)一運維，滿足用戶可靠、安全、節(jié)約、有序用電的需求。該系統(tǒng)通過監(jiān)測站內(nèi)電能質(zhì)量檢測儀所采集的數(shù)據(jù)，如電壓有效值、諧波畸變率、電流有效值等，實現(xiàn)對光伏發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。

380V并網(wǎng)場景

3.2光伏儲能監(jiān)測

3.3戶儲

儲能系統(tǒng)在新能源配電系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在智慧城市、工業(yè)園區(qū)、社區(qū)商圈等大型工商業(yè)高耗能單位。工商業(yè)儲能和戶用儲能解決方案，通過雙向變流器將多余的電能儲存在蓄電池中，等光伏功率下降或負載功率增大時再放出，不僅能夠作為應(yīng)急電源，還能為家庭節(jié)省電力開支。儲能系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效緩解電網(wǎng)壓力，實現(xiàn)能源的智慧化管理。

智能家庭儲能系統(tǒng)采用一體化家電設(shè)   計 、精致美觀 、便于安裝， 可以為住宅 、 公共設(shè)施場所 、 小型廠所等供應(yīng)電力 。 家 庭儲能系統(tǒng)， 利用屋頂?shù)奶柲馨l(fā)電裝置 、 家庭用風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生能源， 以及社會 供電系統(tǒng)的低價電力來源把富裕電力存入 儲能系統(tǒng)， 以備高峰時使用， 不僅可作應(yīng) 急電源， 更能為家庭節(jié)省電力開支。

在并網(wǎng)點安裝電表或者電流傳感器， 當(dāng)檢測到有電流流向電網(wǎng)時， 逆變器輸出功率不變， 啟動 雙向變流器， 把多出的電能儲存在蓄電池中， 等光伏功率下降或者負載功率增大時再放出。

3.4商業(yè)儲能

隨著能源轉(zhuǎn)型的不斷加劇， 能源互聯(lián) 網(wǎng)已成為各國能源系統(tǒng)發(fā)展的共同方 向 。 作為支撐能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) ,  儲能已廣泛應(yīng)用在智慧城市 、 工業(yè) 園區(qū) 、社區(qū)商圈 、 商業(yè)寫字樓等大型 工商業(yè)高耗能單位， 實現(xiàn)了能源智慧化管理

電網(wǎng)角度 ： 用戶側(cè)能源管理可實現(xiàn)就地消納，緩解電網(wǎng)壓力。

企業(yè)角度 ：確保電力供應(yīng)為要任務(wù)，經(jīng)濟性提升加強配儲意愿。

3.5工業(yè)儲能測溫

測溫傳感器

傳感器參數(shù)

3.6 新能源充電

隨著汽車智能化、電動化的發(fā)展趨勢，以及《巴黎協(xié)定》的簽訂等原因，各國逐漸推進禁售燃油車的進程，目已有多國給出時間表，因此電動汽車將成為未來汽車的主流，由此帶來電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，其中重要的即是充電樁。

直流充電樁

4. 新能源能量調(diào)配管理系統(tǒng)

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)是針對企業(yè)微電網(wǎng)門研發(fā)的一款能量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)ξ㈦娋W(wǎng)的源、網(wǎng)、荷、儲能系統(tǒng)、新能源汽車充電負荷進行實時監(jiān)控、診斷告警、全景分析和有序管理，滿足微電網(wǎng)運行監(jiān)視安全分析智能化、調(diào)整控制瞻化、全景分析動態(tài)化的需求。通過多種策略控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)新能源利用、資源合理分配以及微電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定，減少電網(wǎng)建設(shè)投入，提升企業(yè)的能源利用率，降低運行成本。

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)是安科瑞針對企業(yè)微電網(wǎng)門研發(fā)的一款能量管理系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠?qū)ξ㈦娋W(wǎng)的源、網(wǎng)、荷、儲能系 統(tǒng)、新能源汽車充電負荷進行實時監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理控制，滿足 微電網(wǎng)運行監(jiān)視安全分析智能化、調(diào) 整控制瞻化、全景分析動態(tài)化的需求，實現(xiàn)不同目標(biāo)下源網(wǎng)荷儲資源之間的靈活互動，在多種策略控制下，有利于新能源利用、資 源合理分配以及微電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定，減少電 網(wǎng)建設(shè)投入，提升企業(yè)的能源利用率，降低運行成本，達到節(jié)能降耗的目的。

系統(tǒng)介紹

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)包括系統(tǒng)主界面 ，包含市電、 光伏、 儲能、 充電樁及總體負荷情況 ，體現(xiàn)系統(tǒng)主接線圖、 光伏信息、 儲能信息、 充電樁信息、 告警信息、 收益、 環(huán)境等。

5. 新能源解決方案的技術(shù)優(yōu)勢

5.1 有效能源管理

新能源解決方案通過分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的有機結(jié)合，實現(xiàn)了對能源的管理。系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測光伏發(fā)電、儲能充放電、用電負荷等數(shù)據(jù)，通過智能分析和優(yōu)化控制，大限度地提高能源利用效率。

5.2 用電安全保障

新能源解決方案通過電能質(zhì)量監(jiān)測、防孤島保護裝置等技術(shù)手段，保障了用電安全。系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測電壓、電流、諧波等電參量，及時發(fā)現(xiàn)和處理電能質(zhì)量問題，確保用電設(shè)備的安全運行。

5.3 節(jié)能減排

新能源解決方案通過優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率，有效減少了碳排放。分布式光伏系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅能夠減少對傳統(tǒng)能源的依賴，還能通過峰谷電價差實現(xiàn)經(jīng)濟效益，進一步推動節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)。

6. 結(jié)論

新能源行業(yè)解決方案在現(xiàn)代配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅能夠提高能源利用效率、保障用電安全，還能有效推動節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)。通過其產(chǎn)品生態(tài)體系和豐富的行業(yè)經(jīng)驗，為新能源在現(xiàn)代配電系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了強有力的支持。未來，隨著新能源技術(shù)的不斷更新和應(yīng)用場景的拓展，新能源解決方案將在現(xiàn)代配電系統(tǒng)中發(fā)揮更加重要的作用。