大力發展可再生能源已成為全球性的能源戰略，微電網技術是提高可再生能源發電靈活性和可控性的有效途徑，但微電網的技術復雜性和經濟性一直制約其規模化推廣使用。并且隨著可再生能源的規模化發展，我國大電網存在著越來越嚴重的安全性和可靠性問題，目前微電網技術應用主要還是國家相關示范工程，技術商業應用尚未清晰，行業還處于系統關鍵技術研究階段。

1園區光儲充微電網的必要性

隨著近幾年光伏及充電樁迅速發展，城市電氣化的不斷深入，規模化的光伏電站及充電站對城市電網的沖擊尤為突出[9]。利用光儲充微電網進行功率調整對區域性配電網顯得越來越重要，本文針對工業園區光儲充微電網進行分析，具體如下。

1）光伏電站角度。當前很多公司建設光伏電站，卻并未考慮到光伏電站對電網產生的影響，并且自給率很低。大規模應用對電網的穩定性產生較大沖擊，使得國網公司對光伏并入電網進行一定的限制。

2）充電站角度。充電站易出現集中性額定功率充電，產生用電高峰，對電網造成一定的波動，可通過增配儲能來進行有效地。

3）配電網角度。由于城市初期配電線路的容量規劃并未考慮大規模充電樁的建設，充電樁對電網產生的負荷壓力，使得變壓器及配網線路不得不進行改造。故可增加儲能及光伏使得充電站在用電高峰從電網側需求功率大大減少，實現線路上的負荷平移，符合電網初期建設投入及穩定性。而且對于計劃或非計劃（包括突發災害）而導致的停電，儲能也可提供一定的后備保障，提高電網的健壯性。

4）經濟角度。園區用電和充電站的峰谷用電量及峰谷電價差距大。可通過園區加入儲能，建設園區光儲微電網來實現峰谷填移。投資者只需幾年便可收回成本，取得收益。而且隨著國家對儲能補貼的制定及光伏平價上網，建設園區光儲微電網的經濟性更為明顯。

5）綜合需求角度。隨著近幾年光伏、新能源汽車和儲能的迅猛發展，各工業園都會選擇在本園區投資建設光伏、充電樁亦或儲能。但建設光伏、充電樁和儲能的廠家大都是孤立的，沒有進行各系統功率的協調。本系統解決的就是綜合各系統功能，可自由組合，充分發揮光伏電站、充電站和儲能的功能，能取得良好的經濟效益和社會效益。

2園區光儲充微電網系統

由于工業園區和充電站的占地面積比較大，無須考慮占地問題，是建設光儲充微電網系統的良好條件。

本系統接入示意圖如圖1所示。采用三相交流母線的方式，將各光伏子系統、儲能子系統及充電樁通過交流母線聯絡在一起，并于電網側并網接入。微電網監控裝置可對微電網進行實時的監測與控制，主要包括監測配電網功率和電能質量，對光伏電站數據采集和必要時的功率限制，通過對儲能電站充放電控制進行峰谷填移，實現良好的經濟效益，對充電站的數據采集并進行功率分配。而云平臺管理則可通過微電網監控裝置獲取的信息進行數據存儲、預測分析和優化調度，并且可對微電網監控裝置的下發命令，實時控制各子系統。園區光儲充微電網接入示意圖如圖1所示。

圖1園區光儲充微電網接入示意圖

3相關控制策略

.       削峰填谷：配合儲能設備、低充高放

.       需量控制：能量儲存、充放電功率跟蹤

.       備用電源

.       柔性擴容：短期用電功率大于變壓器容量時，儲能放電，滿足負載用能要求

4核心功能

1）多種協議

支持多種規約協議，包括：ModbusTCP/RTU、DL/T645-07/97、IEC60870-5-101/103/104、MQTT、CDT、第三方協議定制等。

2）多種通訊方式

支持多種通信方式：串口、網口、WIFI、4G。

3）通信管理

提供通信通道配置、通信參數設定、通信運行監視和管理等。提供規約調試的工具，可監視收發原碼、報文解析、通道狀態等。

4）智能策略

系統支持自定義控制策略，如削峰填谷、需量控制、動態擴容、后備電源、平抑波動、有序充電、逆功率保護等策略，保障用戶的經濟性與安全性。

5）全量監控

覆蓋傳統EMS盲區，可接入多種協議和不同廠家設備實現統一監制，實現環境、安防、消防、視頻監控、電能質量、計量、繼電保護等多系統和設備的全量接入。

5系統功能

系統主界面，包含微電網光伏、風電、儲能、充電樁及總體負荷情況，體現系統主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電樁信息、告警信息、收益、環境等。

.       儲能監控

系統綜合數據：電參量數據、充放電量數據、節能減排數據；

運行模式：峰谷模式、計劃曲線、需量控制等；

統計電量、收益等數據；

儲能系統功率曲線、充放電量對比圖，實時掌握儲能系統的整體運行水平。

.       光伏監控

光伏系統總出力情況

逆變器直流側、交流側運行狀態監測及報警

逆變器及電站發電量統計及分析

并網柜電力監測及發電量統計

電站發電量年有效利用小時數統計，識別低效發電電站；

發電收益統計(補貼收益、并網收益)

輻照度/風力/環境溫濕度監測

并網電能質量監測及分析

.       光伏預測

以海量發電和環境數據為根源，以高精度數值氣象預報為基礎，采用多維度同構異質BP、LSTM神經網絡光功率預測方法。

時間分辨率：15min

超短期未來4h預測精度＞90%

短期未來72h預測精度＞80%

短期光伏功率預測

超短期光伏功率預測

數值天氣預報管理

誤差統計計算

實時數據管理

歷史數據管理

光伏功率預測數據人機界面

.       風電監控

風力發電系統總出力情況

逆變器直流側、交流側運行狀態監測及報警

逆變器及電站發電量統計及分析

并網柜電力監測及發電量統計

電站發電量年有效利用小時數統計，識別低效發電電站；

發電收益統計(補貼收益、并網收益)

風力/風速/氣壓/環境溫濕度監測

并網電能質量監測及分析

.       充電樁系統

實時監測充電系統的充電電壓、電流、功率及各充電樁運行狀態；

統計各充電樁充電量、電費等；

針對異常信息進行故障告警；

根據用電負荷柔性調節充電功率。

.       電能質量

對整個系統范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續性的監測。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩態數據和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態數據進行監測分析及錄波展示，并對電壓、電流瞬變進行監測。

6設備選型

6結束語

本文針對園區光儲充微電網系統進行研究，分析了其必要性，研究了園區光儲充微電網系統架構，通信技術，提出了一種并離網模式及切換的方案，基于此方案提出了順序控制策略。*后分析園區光儲充微電網的經濟性，為將來園區光儲充微電網商業化發展提供技術基礎。