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技术文章

安科瑞协调控制器面向制造业光伏消纳与配网安全协调控制的应用案例

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在全球能源结构向低碳化转型的背景下,分布式光伏发电凭借其灵活性与清洁性,成为推动制造业绿色转型的重要途径。然而,随着光伏装机规模持续扩大,午间发电高峰时段光伏出力远超负荷需求,余电上网不仅收益递减,部分地区甚至面临负电价风险;与此同时,大量光伏功率注入配电网,可能导致电压越限、变压器反向过载等安全问题。如何在提升新能源自用率的同时保障配电系统安全稳定运行,已成为工商业光储项目面临的核心挑战。

协调控制器作为光储协同系统的核心调度单元,上接电网并网点与变压器实时状态,下连光伏逆变器与储能变流器,基于全局功率监测与动态优化算法,在多变工况下实时决策储能充放电功率及光伏有功输出,是实现多目标协同控制的关键设备。安科瑞ACCU-800协调控制器针对工商业光储场景研发,支持防逆流、防超需、光伏余电消纳、计划曲线等多种控制模式,为光储系统的安全、稳定运行提供核心技术支撑。

一、项目概况

西安某制造类企业积极响应绿色能源转型号召,利用厂区屋顶资源建设了总装机容量4MW的分布式光伏。随着光伏出力持续变大,午间高峰时段光伏发电功率远超厂区负荷,富余电量无法就地消纳。根据企业并网协议要求,余电不允许上网,因此需对光伏发电进行限功率运行,直接造成了清洁能源的浪费与投资收益的折损。为提升新能源自用率,企业决定在H2和H3厂房分别新增1.04MWh和0.52MWh储能系统,配套两台安科瑞协调控制器ACCU-800,构建光储协同系统。电气一次系统图如图1所示。

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该厂区现有两路10kV市电进线(148线和149线),分列运行。全厂共设4处厂房,均铺设有光伏。其中H1厂房由149线供电,H2、H4厂房由148线供电,H3厂房由两路进线共同供电,母联保持常开。储能分别部署于H2厂房(1.04MWh)和H3厂房(0.52MWh),两台ACCU-800分别对应148线和149线实施独立的光储协调控制,并在两路10kV进线分别做防逆流,对H2、H3厂房储能并网柜变压器做防过载保护。

项目投运后需同时满足以下控制目标:一是利用储能就地消纳光伏余电;二是在设定时段内储能跟踪负荷放电,降低市电取用;三是实现防逆流控制,避免余电上网产生电网考核费用;四是各厂房变压器实时防过载保护,避免储能充电与负荷叠加导致变压器超限运行;五是逆变器、储能柜等设备运行状态云端可查,实现远程监控。

二、解决方案

本项目以两台安科瑞协调控制器ACCU-800为核心,分别对应148线和149线两路10kV进线,各自独立采集本路电气量、计算控制策略并下发充放电指令,两套控制系统物理隔离、逻辑独立,互不干扰(H3母联常开)。两套系统分别将运行数据上传至AcrelEMS 3.0智慧能源管理平台,实现云端数据汇总与统一监控。

项目主要设备配置如下表所示:

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系统整体架构由设备层、控制层和应用层三级构成:设备层通过多功能电表、光伏逆变器及储能EMS等设备实时采集电气量与运行状态;控制层由ACCU-800协调控制器承担核心调度职能,基于实时数据动态计算储能充放电策略;应用层通过AcrelEMS 3.0智慧能源管理平台实现远程监控。系统组网如图2所示,现场设备安装如图3所示。

系统组网图

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现场设备图

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三、运行效果与系统展示

ACCU-800协调控制器作为边缘控制核心部署在现场,独立完成数据采集、策略计算与指令下发全流程。云端部署AcrelEMS 3.0智慧能源管理平台,实现逆变器、储能柜等设备运行状态的实时监控。本项目云端配置为“只监不控"模式,运行策略由协调控制器本地执行,云端不参与策略下发。

基于上述控制策略,系统在实际运行中实现了以下效果:

1)光伏余电消纳。午间光伏发电高峰时段,协调控制器实时监测并网点功率与储能SOC状态,当光伏出力大于负荷时,自动将富余功率优先用于储能充电,确保清洁能源提高就地利用。H2厂房1.04MWh与H3厂房0.52MWh储能系统协同动作,有效吸纳光伏余电,运行效果如图4所示。

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2)定时段跟踪负荷放电。在设定的高峰电价时段,储能系统按计划放电,补充光伏出力不足部分的负荷缺额,降低市电取用,有效节约电费支出。

3)防逆流控制。两路10kV进线分别由各自的ACCU-800独立监测与控制,实时追踪并网点功率流向。当检测到逆流趋势时,动态调节储能充放电功率,必要时限制光伏出力,确保全工况下不向电网反送电能。

4)变压器防过载保护。控制器实时监测H2、H3厂房储能并网柜变压器负载率,当负载率接近预警阈值时自动降低充电功率或转为放电,确保变压器运行在安全区间内。

运维人员可通过Web网页或手机APP随时查看系统运行情况,包括实时功率、储能SOC、充放电状态等关键参数,平台同时提供系统中运行策略的界面展示,便于运维人员直观了解当前执行策略与设备状态,策略界面如图5所示。

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四、结语

随着新能源装机规模持续扩大,光伏消纳与电网安全的矛盾日益凸显,光储协同已成为工商业用能转型升级的必然选择。本文介绍的西安某制造类企业项目,通过安科瑞协调控制器ACCU-800对4MW光伏及1.56MWh储能的统一调度,实现了光伏余电消纳、定时段负荷跟踪、双路防逆流及变压器过载保护等多目标协同控制,有效解决了分布式光伏大容量接入下的配网安全与经济性难题。

现场设备通过云平台实现状态云端可查,运维便捷。整套方案控制逻辑清晰、响应迅速、运行稳定,既缓解了电网侧新能源消纳压力,又为用户侧提升了绿电自用率与供电可靠性。安科瑞光储微电网解决方案涵盖从设备层到应用层的完整产品体系,为制造业绿色用能转型提供了可靠的全链支撑。

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