易允恒 安科瑞電氣股份有限公司

摘要

微電網作為新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，其技術集成與協(xié)同優(yōu)化能力直接影響能源轉型效率。本文以安科瑞EMS3.0微電網智慧能源平臺為研究對象，針對江蘇省常州市高比例可再生能源滲透場景，提出“云-邊-端協(xié)同架構+多目標動態(tài)優(yōu)化算法”的解決方案。通過實證分析工業(yè)園區(qū)與城市交通微電網案例，驗證平臺在能效提升（綜合成本降低28%）、碳排管理（年減碳12萬噸）及碳資產金融化（質押融資1.2億元）等方面的技術優(yōu)勢，為綠色低碳產業(yè)鏈構建提供理論支撐與實踐范式。

關鍵詞：微電網；源網荷儲一體化；動態(tài)優(yōu)化算法；碳資產金融化；安科瑞EMS3.0

1. 引言

1.1 研究背景

全球能源轉型背景下，微電網因其靈活性與低碳性成為新型電力系統(tǒng)的核心單元。江蘇省作為中國能源消費大?。?022年能源消費總量占全國6.8%），提出2025年可再生能源裝機占比超40%的目標（《江蘇省“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃》），亟需解決高比例可再生能源并網帶來的波動性與經濟性矛盾。常州市憑借光伏、儲能產業(yè)集聚優(yōu)勢（2023年產值突破2000億元），成為江蘇省微電網技術試點與產業(yè)鏈協(xié)同的先行區(qū)。

1.2 研究現(xiàn)狀與問題

現(xiàn)有研究多聚焦于微電網局部優(yōu)化（如光伏預測、儲能調度），但缺乏系統(tǒng)性技術集成與產業(yè)鏈協(xié)同視角。主要問題包括：

數據異構性：多源設備協(xié)議差異導致協(xié)同控制困難（Zhou et al., 2022）；

動態(tài)響應不足：傳統(tǒng)EMS依賴固定策略，難以適應實時電價與負荷變化（Li et al., 2021）；

碳資產價值缺失：企業(yè)碳排數據顆粒度粗，無法對接碳交易市場（IPCC, 2023）。

1.3 研究貢獻

本文提出安科瑞EMS3.0平臺的技術架構與算法模型，并通過常州市實證驗證其三大創(chuàng)新：

多協(xié)議兼容的邊緣控制器設計；

基于強化學習的多目標動態(tài)優(yōu)化算法；

碳排核算與金融化服務集成。

2. 技術架構與核心算法

2.1 系統(tǒng)架構設計

EMS3.0采用“云-邊-端”三級架構（圖1）：

終端層：兼容Modbus、IEC 61850等12類工業(yè)協(xié)議，實現(xiàn)光伏逆變器（華為、陽光電源）、儲能系統(tǒng)（寧德時代、比亞迪）等設備數據毫秒級采集；

邊緣層：部署ACCU-100協(xié)調控制器，支持斷網自治與本地策略執(zhí)行（控制周期≤100ms）；

平臺層：基于Kubernetes容器化技術構建，支持千節(jié)點并發(fā)數據處理與AI模型動態(tài)部署。

2.2 多目標動態(tài)優(yōu)化算法

2.3 碳排精準核算引擎

基于生命周期評價（LCA）方法，構建符合ISO 14067標準的碳排模型：

實時采集設備級能耗數據（誤差<1%）；

嵌入江蘇省重點行業(yè)排放因子庫（涵蓋電力、制造、交通等8大類）；

生成MRV報告并自動對接江蘇碳交中心API接口。

3. 實證分析與應用成效

3.1 案例1：常州千億級光伏產業(yè)園

場景特點：裝機容量50MW光伏、20MWh儲能、200臺充電樁，年用電量10.2億kWh。

實施效果（2022-2023年）：

3.2 案例2：常州光儲充一體化公交樞紐

技術亮點：

V2G雙向互動：150臺公交車日均調峰電量1.2萬kWh，年收益218萬元；

碳普惠機制：通過平臺生成減排憑證，累計兌換碳積分35萬分（1積分=1元）。

對比分析：與傳統(tǒng)充電站相比，單位電量碳強度下降62%（圖2）。

4. 討論與啟示

4.1 技術優(yōu)勢驗證

動態(tài)響應能力：EMS3.0較傳統(tǒng)EMS策略優(yōu)化周期縮短80%（從1小時至15分鐘）；

經濟性突破：投資回收期從8.5年降至5.2年（基于常州項目IRR測算）；

政策適配性：100%滿足江蘇省《源網荷儲一體化實施細則》技術要求。

4.2 產業(yè)鏈協(xié)同效應

制造端：帶動本地儲能PCS、智能電表等設備銷售額增長37%（2023年數據）；

服務端：催生碳咨詢、綠色認證等新興業(yè)態(tài)，常州新增相關企業(yè)56家；

金融端：碳配額質押融資規(guī)模突破5億元，平均融資成本下降1.2%。

5. 結論與展望

安科瑞EMS3.0平臺通過技術創(chuàng)新與場景化應用，驗證了微電網在能源轉型中的核心價值。未來研究方向包括：

氫能耦合：探索“光伏制氫-燃料電池”多能互補模式；

區(qū)塊鏈賦能：構建去中心化碳資產交易平臺；

跨區(qū)域協(xié)同：參與長三角虛擬電廠聯(lián)盟，實現(xiàn)更大范圍資源優(yōu)化配置。

審核編輯 黃宇