微电网管理系统

1. 相关概念简介

基本概念及分析意义：

微电网基本概念：微电网（MG）由分布式电源、用电负荷、能量管理系统等组成，是一个能够基本实现内部电力电量平衡的供用电系统。

通过整合分布式电源、储能、负荷等，形成小型的自给自足电力系统。

微电网技术：

分布式电源：集成各类分布式电源，如光伏、风电等，实现能源的高效利用。

微电网控制器：集成微电网中各类设备的监控、控制和保护功能。

储能系统：在微电网中集成储能，以实现能量的调度和优化。

能量管理系统：通过集成微电网中各类设备，实现能量的协调优化调度

微电网类型：按照运行模式的不同，微电网可以分为离网型和并网型。

并网型微电网在正常条件下与主网并网进行能量的双向交流，一旦电网的品质或者质量不符合规定，就能及时切断主网，实现自给自足。

而离网型微电网是完全独立的，不需要与主网进行任何的连接，一般建设在偏远的边境或者海上的孤岛，满足当地基础的供电的需求。

当前国内的微电网主要是并网型的，建设在小规模的一定区域内，根据实际的用电负荷水平，周边的新能源开发条件和电网条件通过新建的分布式新能源、新型储能、电力电子设备等装置形成一个稳定可靠的区域性综合智慧能源管理系统。

2. 业务需求

业务目标及预期效果：

1）业务目标

需求对象：设备使用方、设备技术专家、电气工程师、维修/维护工程师

使用场景：可再生能源发电。

使用目的：缓解主网建设和运行压力，助力提升新能源消纳能力，优化非电网主体盈利模式。

2）客户痛点

3）预期效果

通过微电网管理系统可以提高能源使用效率、降低能源成本、增强能源供应的可靠性和稳定性，以及促进新能源参与电力市场。

3. 竞品分析

①安科瑞：微电网能源管理系统

安科瑞的微网能源管理系统具有以下几大功能：

1. 实时监控：系统能够实时采集微电网中各种设备的运行数据，包括电压、电流、功率等参数，以及环境温度、湿度等信息。 通过可视化界面，运维人员可以清晰地了解整个微电网的运行状态。

2. 智能分析：系统内置了多种算法模型，能够对采集到的数据进行深入分析和挖掘。 例如，通过负荷预测模型，系统可以预测未来一段时间内的用电需求；通过故障诊断模型，系统可以快速定位潜在的故障点。 这些智能分析结果为运维人员提供了科学的决策依据。

3. 自动调整：根据智能分析的结果，系统能够自动调整微电网中的设备运行状态，以达到最优的能源利用效率。 例如，当某个设备的负载过高时，系统会主动降低其输出功率；当某个设备的负载过低时，系统会主动提高其输出功率。 这种自适应调整机制确保了微电网的稳定运行。

4. 安全保障：系统还具备完善的安全保障措施。 例如，当检测到异常情况时，系统会自动触发报警机制，提醒运维人员及时处理；同时，系统还会对关键数据进行备份和恢复，确保数据的完整性和可靠性。

链接：揭秘：微电网能源管理系统，如何高效管理您的能源？_运行_支持_功能

光储充统一协调控制解决方案：储能EMS微电网能量管理系统_能源_充电_平台

②etap：

③相关软著及专利

4. 产品需求设计

1）效果示例

①安科瑞EMS 智慧能源管理平台：

主界面：

35kV配电系统一次系统图：

管理驾驶舱：

电力综合看板：

电能质量综合看板：

用电统计：

能源流向图：

能耗分析：

预付费看板：

光伏综合看板：

运行报告：

智能预测：

有序充电：

2）原型图（产品经理设计）

待设计

1. 预期效果

分析界面和分析报告根据用户需求设计开发。

5. 业务逻辑梳理

实现流程：

①数据收集与监测：

​实时收集微电网内的所有分布式电源（如光伏、风力、燃料电池）、储能系统、负荷以及外部电网的状态信息。

监测天气预报、电价信号、电网要求等外部因素。

②预测分析：

​利用历史数据和当前趋势预测可再生能源的发电量。

预测负荷需求，可能基于时间、季节、用户行为等因素。

预估外部电网的电价波动和可用性。

③优化算法应用：

​应用数学模型和算法（如线性规划、动态规划、遗传算法、粒子群优化等）来确定最优的发电、储能和负荷管理策略。

考虑成本最小化、碳排放最低、电网稳定性最高等多个目标函数。

④决策制定：

根据优化结果，为分布式电源设定功率输出目标，例如调整光伏逆变器的输出或启动/停止柴油发电机。

决定何时充电或放电储能系统，以平衡供需或利用低电价时段。

实施需求响应计划，激励用户在高峰时段减少负荷或在非高峰时段增加负荷。

⑤控制执行：

​发送指令到各分布式能源资源和负荷控制单元，实施决策。

进行频率和电压控制，确保微电网的稳定运行。

⑥监控与反馈：

​监控执行效果，收集实际数据与预测数据进行对比。

分析偏差原因，如天气变化、设备故障等，并调整模型和策略。

⑦应急响应：

​在电网故障或异常情况下，自动切换至孤岛运行模式，优先保障重要负荷供电。

采取措施恢复系统稳定，如启动备用电源或减少非关键负荷。

⑧持续优化：

​基于实时反馈和学习机制，不断调整和优化控制策略。

定期评估系统性能，考虑技术进步和市场变化，更新EMS软件和硬件。

6. 参考文献

【1】智能配电网、微电网、分布式综合能源系统解析；
https://zhuanlan.zhihu.com/p/715653749

【2】光储充微电网能量管理系统控制策略研究及并网分析；
百度安全验证

【3】电力行业的智能电网管理与大数据分析； 电力行业的智能电网管理与大数据分析.docx-原创力文档

【4】微电网能量管理系统策略控制怎么实现；微电网能量管理系统策略控制怎么实现-电子发烧友网

【5】智能电网的大数据分析；智能电网的大数据分析.docx - 人人文库

【6】安科瑞EMS3.0智慧能源管理平台；
全球视野下的微电网发展：趋势、挑战与机遇_管理_电力_系统

【7】园区微电网和智慧能源管理系统；
园区微电网和智慧能源管理系统 - 哔哩哔哩