安科瑞ACCU-100协调控制器:光伏风电多能源协同控制解决方案

2025-06-23 浏览次数:59
一、光伏风电并网核心痛点


1. 波动性与间歇性


- 光伏发电受光照强度影响,功率波动范围可达±30%;


- 风电受风速变化影响,低风速时段出力不足,高风速时段存在弃风风险。


2. 并网稳定性挑战


- 高渗透率场景下,电压/频率波动**标概率增加(如德国电网要求风电场低电压穿越能力达**);


- 无功补偿不足导致线路损耗增加15%-20%。


3. 多能源协同效率低


- 光伏、风电、储能、柴油机等设备独立控制,缺乏统一调度策略;


- 典型场景:光伏午间出力高峰与风电夜间出力低谷互补性未被充分利用。


4. 运维成本高


- 人工巡检效率低,故障定位时间平均达4小时;


- 缺乏预测性维护,设备寿命缩短20%-30%。


二、ACCU-100协调控制器解决方案


(一)核心功能模块


功能维度 | 技术特性 |


----------------|--------------------------------------------------------------------------|


多源协调控制 | 支持光伏逆变器、风机变流器、储能BMS、柴油机的协议转换与协同调度 |


智能预测算法 | 集成LSTM神经网络,预测光伏/风电出力(误差<5%),优化储能充放电策略 |


并网稳定性 | 动态无功补偿(SVG)、虚拟同步机(VSG)技术,满足IEEE 1547并网标准 |


数据驱动运维 | 设备健康度评估(SOH)、故障模式识别(如IGBT过温/风机轴承磨损预警) |


碳资产管理 | 生成符合ISO 14064标准的绿电证书,支持碳交易数据接口 |




(二)技术架构


(1)ACCU-100微电网协调控制器


通过监测市电总进线处防逆流信号,将市电取电信号上传至ACCU-100微电网协调控制器。该控制器会对逆流数据展开精确的逻辑计算,进而据此对逆变器的输出功率进行调整,最终实现无逆流运行。


ACCU-100 与智慧能源管理云平台紧密配合,构建高效系统架构。控制器精准调控分布式能源,并与云端平台实时交互,响应云端策略配置,实现跨站点、跨区域海量数据接入与分析,为各站点提供精准管控与最佳控制方案,远程监控运维功能进一步提升管理效率。


(2)防逆流保护装置


为确保系统的可靠性,配置的防逆流保护装置,在控制器出现故障或通讯中断等异常情况下,能够迅速切断或者轮切并网柜断路器,**电网安全。防逆流保护装置目前有2款,可以根据应用场景来选择。


1)并网点与逆流检测点距离较近(建议200m以内)


可选用AM5SE-IS防逆流保护装置,具有:逆功率跳闸、逆功率恢复合闸;低功率跳闸、低功率恢复合闸。


2)并网点与逆流检测点距离较远(**过200m)


可选用AM5SE-PV系列主从机防逆流保护装置。具有:主从机方案四段低功率/低功率恢复合闸;主从机方案逆功率/逆功率恢复合闸;主机防孤岛保护、从机防孤岛保护。


3)智慧能源管理平台


借助 AcrelEMS 3.0智慧能源管理平台,可对用户微电网的光伏发电系统以及用电负荷展开实时监测。结合先进的光伏预测技术,该平台能够优化运行策略,实现源荷之间的有序互动。不仅可以灵活调节逆变器出力,有效避免逆流现象,还能充分满足企业微电网在能效管理数字化、安全分析智能化等方面的需求,显著提高微电网的运行效率和能源利用率。


3.方案接线


(1)单进线单并网点防逆流保护装置接线示意




(2)单进线多并网点,且防逆流点与并网点距离**过200米的防逆流保护装置接线示意


若一路市电进线下带多个并网点,主机选用AM5SE-PVM、从机选用AM5SE-PVS(*最多支持1主5从)。




(3)多进线单/多并网点,且防逆流点与并网点距离**过200米的防逆流保护装置接线示意


当市电进线为多路电源进线带1或多个并网点,主机选用AM5SE-PVM、从机选用AM5SE-PVS2(1个主机*多支持5个从机、1个从机*多接受4个主机),如图4所示。




4.方案组网


通过在市电进线处安装防逆流装置(针对多进线多并网点的,可以采用主从机防逆流装置),实时监测光伏上网情况,将监测信号上传给协调控制器。通过对逆流数据的逻辑计算对逆变器的输出功率进行调整,实现无逆流情况。




5.数据采集


根据现场环境,对光伏防逆流所需设备进行数据采集。


1)市电连接点


主要功能:监测市电实时交互功率。


相关设备:关口表或防逆流保护装置。


2)光伏并网柜


主要功能:监测光伏设备的实时功率、通信状态、运行状态等。


相关设备:光伏并网电表、断路器状态。


设备关系:光伏节点下可能包含多个光伏单元。


3)光伏单元


主要功能:执行光伏功率调控命令。


相关设备:光伏逆变器、SmartLogger(华为数据采集器,可批量控制光伏逆变器)。


6.控制说明


(1)防逆流保护装置保护部分


根据现场实际情况对防逆流保护装置进行参数的分段式整定,当柔性调节失效或者响应不及时发生时,防逆流保护装置将进行跳闸保护,避免考核与罚款。在监测逆流消失后会重新合闸。


其中保护装置的整定参考如下:


1)《光伏发电接入配电网设计规范》GB/T 50865-2013,6.3.2 当光伏发电系统设计为不可逆并网方式时,应配置逆向功率保护设备。当检测到逆向电流**过额定输出的5%时,光伏发电系统应在2s内自动降低出力或停止向电网线路送电。


2)《建筑光伏系统应用技术标准[附条文说明]》GB/T 51368-2019 8.9.3 建筑光伏系统并网自动化系统应符合下列规定:建筑光伏系统设计为不可逆并网方式时,应配置逆向功率保护设备。逆功率保护应具有当检测到逆向电流**过额定输出的5%时,建筑光伏系统应在2s内自动降低出力或停止向电网线路送电。


(2)柔性调节部分


当进线侧出现逆功率时,在满足允许逆流存在的最长时间内,ACCU-100控制器通过监测防逆流装置的运行数据,逐步调整光伏逆变器的出力,然后根据防逆流装置反馈的逆流数据检测当前进线侧的逆流情况,来判断是否继续进行逆变器的出力调节,直至检测到逆流完全消失;在其他情况下,比如负荷突然消失,也可采用通过防逆流装置直接跳闸断开并网柜总开关的方式。负荷增大后,再重新合上并网柜开关或者调整逆变器的逆变功率,最大程度上提高光伏发电的利用率。


三、典型应用案例:XX海岛微电网项目


1. 项目背景


- 痛点:


- 岛上柴油机年耗油量1200吨,碳排放强度达0.8kgCO₂/kWh


- 光伏/风电出力波动导致电网频率频繁越限(日均15次)


2. 实施方案


- 硬件部署:


- 安装ACCU-100控制器,接入:


- 1.5MW光伏阵列(组串式逆变器)


- 2MW风电机组(双馈式变流器)


- 1MWh磷酸铁锂电池储能系统


- 部署气象站(辐照度/风速/温度传感器)


- 软件配置:


- 预设"纯可再生能源模式"(柴油机停机)与"混合模式"动态切换策略


- 设置频率死区±0.2Hz,电压波动范围±1.5%


3. 实施效果


指标 | 改造前 | 改造后 | 改善幅度 |


---------------------|-------------|-------------|----------|


柴油机年耗油量 | 1200吨 | 300吨 | -75% |


碳排放强度 | 0.8kgCO₂/kWh| 0.2kgCO₂/k| 电网频率越限次数 | 15次/日 | 0次/日 | -** |


储能系统利用率 | 40% | 85% | +112.5% |


---


四、系统价值总结


1. 经济价值


- 年度柴油成本节约600万元(油价5000元/吨)


- 通过绿电交易获利120万元/年


2. 技术价值


- 实现95%以上可再生能源渗透率,满足IEC 61400-25标准


- 设备故障预警准确率提升至92%,运维成本降低40%


3. 战略价值


- 获得国家可再生能源补贴资格


- 通过ISO 50001能源管理体系认证




五、行业扩展性


1. 工业园区:通过ACCU-100实现"光伏+风电+储能+充电桩"协同控制


2. 离网矿区:支持柴油机/燃气轮机与可再生能源混合供电


3. 海上风电场:集成波浪能/潮汐能多源协调控制


> 结语:安科瑞ACCU-100协调控制器不仅是硬件设备,更是能源互联网的"智能大脑"。通过多源协同、智能预测、数据驱动三大核心能力,助力企业实现从"被动响应"到"主动优化"的转型,为**能源转型提供关键技术支撑。

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