安科瑞 陳聰

摘要：近年來(lái)新能源裝機容量迅速增加，隨著(zhù)大規模分布式光伏和儲能裝機并網(wǎng)，10kV及以下配電網(wǎng)也經(jīng)歷著(zhù)越來(lái)越嚴峻的考驗。分布式光伏、工商業(yè)儲能和電動(dòng)汽車(chē)充電樁構成的新型電力系統正在不斷沖擊傳統配電網(wǎng)的運行方式。為了促進(jìn)新型電力系統下城鎮和農村配電網(wǎng)絡(luò )的健康可靠運行，2025年6月1日實(shí)施的GB/T 45418-2025《配電網(wǎng)通用技術(shù)導則》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)導則)為新型配電網(wǎng)建設提供了標準規范。

1 新型配電網(wǎng)對新能源建設的要求

10kV配電網(wǎng)屬于負荷側，主要用于為工商業(yè)用戶(hù)和大型公共設施供電。導則規定了10kV及以下交流配電網(wǎng)在規劃、網(wǎng)架結構與設備、建設與改造、運維檢修、新能源接入、二次系統等方面的技術(shù)要求，適用于城鎮、農村等地區配電網(wǎng)規劃、建設、改造和運維。此外，導則對配電網(wǎng)適應新型電力系統做了要求，核心目的保障配電網(wǎng)可靠供電、提升清潔能源接納能力、適應多元負荷需求，推動(dòng)配電網(wǎng)智能化、綠色化發(fā)展。

導則對分布式電源并網(wǎng)要求：“9.3.2 分布式電源并網(wǎng)功率控制、電壓和頻率的適應性、防孤島保護等應符合 GB/T33593的規定,通過(guò)三相接入配電網(wǎng)的分布式電源應具備功率控制和高、低電壓穿越能力。電化學(xué)儲能裝置接入配電網(wǎng)應符合 GB/T36547的規定。”

對新能源消納的要求：“9.3.4 分布式電源應就近接入配電網(wǎng)。當配電網(wǎng)承載力不足時(shí),宜采取必要的適應性改造措施,提高分布式電源就地消納能力。”

對電動(dòng)汽車(chē)充換電設施的要求：“9.4.6 電動(dòng)汽車(chē)充電設施宜具備有序充電功能,充換電設施宜具備雙向交換電能、車(chē)網(wǎng)互動(dòng)等支持配電網(wǎng)功率調節的功能。”

對二次系統的要求：“10.1.5 配電網(wǎng)二次系統建設應滿(mǎn)足分布式電源、儲能裝置以及電動(dòng)汽車(chē)充換電設施等接入和協(xié)調控制需求。”

圖1 GB/T 45418-2025《配電網(wǎng)通用技術(shù)導則》2025年6月1日實(shí)施

2 安科瑞新能源配套軟硬件一體化方案

安科瑞為新能源工程包括分布式光伏、儲能、充電站提供軟硬件一體化解決方案，圖2為一個(gè)包含分布式光伏、儲能、汽車(chē)充電站和傳統用電負荷組成的新型10kV配電網(wǎng)，由10kV開(kāi)閉所、10kV并網(wǎng)分布式光伏系統、10kV并網(wǎng)儲能系統、電動(dòng)汽車(chē)充電站以及其它負荷組成。安科瑞提供的解決方案包括：

l 10kV分布式光伏和儲能系統防孤島保護、電能質(zhì)量監測、防逆流控制以及新能源并網(wǎng)的數據安全和調度對接；

l 交直流充電樁以及有序充電解決方案；

l 10kV配電網(wǎng)繼電保護、箱變測控、故障診斷以及電氣監控；

l 通過(guò)“云-邊-端”協(xié)同為新能源站點(diǎn)提供新能源消納、防逆流控制等多種能源使用策略；

l 提供1+N運維管理方案：1套云平臺，N個(gè)新能源場(chǎng)站運維管理。

圖2  包含分布式光伏、儲能、充電樁的10kV配電系統

2.1 分布式光伏解決方案

10kV線(xiàn)路接入的光伏電站容量范圍通常在400kW~6MW，安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏發(fā)電監控系統，可兼容國產(chǎn)麒麟操作系統，采集現場(chǎng)逆變器、箱變測控裝置、防孤島保護、防逆流控制裝置、計量?jì)x表、電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置、直流屏等設備數據，本地實(shí)時(shí)顯示和報警，提供遠程遙控操作和調節，并具備光功率預測、有功/無(wú)功功率控制、頻率電壓緊急控制等功能，此外，系統配置網(wǎng)絡(luò )安全監測、橫向隔離、縱向加密認證裝置以滿(mǎn)足電網(wǎng)數據安全要求，數據上傳調度系統以滿(mǎn)足并網(wǎng)要求，為用戶(hù)提供分布式光伏監控和并網(wǎng)方案，保障光伏電站運行穩定可靠性。

圖3 分布式光伏電站綜合自動(dòng)化系統結構

光伏監控系統需要使用相關(guān)保護、測控、穩控、分析及數據安全和通訊設備，典型的分布式光伏電站并網(wǎng)系統需要用到的二次設備如下表所示。

2.2 儲能系統解決方案

根據GB/T 36547《電化學(xué)儲能系統接入電網(wǎng)技術(shù)規定》要求，10kV并網(wǎng)的儲能系統容量在500kW~5MW范圍內，儲能系統的微機保護配置要求：儲能電站并網(wǎng)點(diǎn)配置AM5-IS防孤島保護，非計劃孤島時(shí)應在2s動(dòng)作，將儲能電站與電網(wǎng)斷開(kāi)。

儲能系統應具備直流絕緣監測功能，如果BMS或者PCS不具備絕緣監測功能需單獨配置直流絕緣監測裝置。

通過(guò)10kV接入公用電網(wǎng)的儲能系統電能質(zhì)量宜滿(mǎn)足GB/T19862要求的電能質(zhì)量監測裝置，并網(wǎng)點(diǎn)配置電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置。

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統具有完善的電池管理功能和豐富的外部通信接口，可實(shí)現對儲能系統、充電系統、光伏系統等智能設備的運行信息實(shí)時(shí)監控，包括對儲能系統內電壓、電流、溫度、壓力、流量等信息采集、實(shí)時(shí)監視、優(yōu)化管理、智能維護及信息查詢(xún)功能。具備新能源消納、峰谷套利、防逆流、需量控制、柔性擴容、限電模式等多種控制策略，保障儲能系統安全穩定、智能運行。

2.2 有序充電解決方案

安科瑞APSMS充電運營(yíng)管理平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)和大數據技術(shù)的有序充電管理系統，可以實(shí)現對企業(yè)變壓器負荷率、負荷需求結合充電樁的監控、調度和管理，通過(guò)能源策略控制和峰谷價(jià)格引導機制實(shí)現有序充電，提高充電樁的利用率和充電效率。

3 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺

AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺采用B/S架構，滿(mǎn)足分布式電源、儲能裝置以及電動(dòng)汽車(chē)充換電設施等接入和協(xié)調控制需求。平臺采用“1+N”設計，可以接入數量眾多的新能源場(chǎng)站數據，將分布式電源、儲能系統、可控負荷、電動(dòng)汽車(chē)充電樁聚合在一起，結合發(fā)電預測、負荷預測、電價(jià)波動(dòng)、電網(wǎng)調度指令等情況，靈活調整微電網(wǎng)控制策略并下發(fā)給儲能、可調負荷等系統，采用“云-邊-端”協(xié)同策略控制，保障配電網(wǎng)穩定運行。

圖4 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺云邊端策略協(xié)同

終端設備控制策略是現場(chǎng)設備在并網(wǎng)、離網(wǎng)狀態(tài)下的運行策略，包括有功功率/無(wú)功功率控制、電壓/頻率控制、至大功率追蹤、虛擬同步發(fā)電機慣量模擬等多種策略，由儲能變流器、光伏逆變器、充電樁等設備提供；

邊端協(xié)調控制策略是本地ACCU-100協(xié)調控制器或Acrel-2000MG能量管理系統執行的能源策略，包括新能源消納、防逆流控制、峰谷套利、柔性擴容、需量控制、限電模式等等，這些策略可以在本地執行；

云端優(yōu)化控制策略是AcrelEMS3.0平臺基于發(fā)電預測、負荷預測、電價(jià)波動(dòng)以及虛擬電廠(chǎng)平臺的調度指令而做出的策略?xún)?yōu)化，這些策略下發(fā)給本地協(xié)調控制器或能量管理系統來(lái)執行。

AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺主要包含以下功能：

圖5 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺功能界面

l 綜合監控：實(shí)現配電網(wǎng)配電室、光伏系統、儲能系統、負荷、充電樁、環(huán)境數據的采集、監測、可視化展示、異常告警、事件查詢(xún)、報表統計等功能；

l 智能控制：協(xié)同光伏、儲能、負載等多種能源主體，動(dòng)態(tài)規劃智能策略，實(shí)現儲能、光伏協(xié)調控制，比如計劃曲線(xiàn)、削峰填谷、防逆流、新能源消納、需量控制等；

l 能源分析：具備微電網(wǎng)能耗及效益分析、微電網(wǎng)經(jīng)濟運行分析、多維度電量分析，并進(jìn)行日、月、年能源報表統計；

l 功率預測：以歷史光伏輸出功率和歷史數值天氣數據為基礎，結合數值天氣預報數據和光伏發(fā)電單元的地理位置，采用深度學(xué)習算法建立預測模型庫，實(shí)現光伏發(fā)電的短時(shí)和超短時(shí)功率預測，并經(jīng)進(jìn)行誤差分析；同時(shí)對微電網(wǎng)內所有負荷，基于歷史負荷數據，通過(guò)大數據分析算法，預測負荷功率曲線(xiàn)。

l 優(yōu)化調度：根據分布式能源發(fā)電預測、負荷預測結果，并結合分時(shí)電價(jià)、電網(wǎng)交互功率及儲能約束條件等因素，以用電成本低或碳排放低為目標，建立優(yōu)化模型，采用深度學(xué)習算法解析微電網(wǎng)運行功率計劃，系統通過(guò)將功率計劃進(jìn)行分解，實(shí)現對光伏、儲能、充電樁的優(yōu)化控制。