安科瑞 马香霞

在“双碳”战略深入推进的过程中，我国新能源产业发展势头强劲，装机规模已实现对传统火电的历史性超越，能源结构转型步入关键阶段。与此同时，高比例新能源接入也为系统消纳能力和国土空间资源统筹带来了新的挑战，亟待探索更高效、更协同的开发路径。国家能源局在《关于促进新能源集成融合发展的指导意见》中强调，到2030年，集成融合发展将成为新能源开发的主导模式，通过推动多能源协同、多产业联动、多场景融合，加快建设安全、经济、绿色的现代能源体系。在此趋势下，混合能源微电网作为集成融合的重要实现形式，正逐渐成为支撑能源系统变革、促进产业绿色升级的关键抓手

多场景应用及收益分析

1.1 钢铁/化工园区“绿电直供+余热回收”

场景描述：在钢铁、化工等高耗能园区部署光伏、风电与储能系统，通过“绿电直连”模式替代传统火电，同时回收生产过程中的余热用于发电或供暖。

案例：河北某钢铁企业建设“风光储一体化”微电网，年绿电供应量达3亿千瓦时，减少碳排放25万吨；余热回收系统年发电量超1亿千瓦时，能源成本降低18%。

政策支持：国家能源局《指导意见》明确支持高耗能产业与新能源融合发展，2025年前建成多个“零碳工业园区”。

1.2 数据中心“光储直柔+算力调度”

场景描述：在数据中心配套建设光伏发电、储能装置与直流配电系统，通过柔性控制技术动态调节用电功率，实现算力需求与绿电供应的智能匹配。

案例：某数据中心集群采用“风电+储能”供电，PUE值（能效比）降至1.15，年节约用电1.2亿千瓦时；数据中心通过“光伏+余热回收”系统，实现100%绿电供应与零碳运营。

技术亮点：直流微网架构减少电能转换损耗，柔性控制技术提升供电可靠性。

1.3 “光储直柔”建筑

场景描述：在建筑屋顶、立面集成光伏组件，配套储能系统与直流配电网络，通过智能能量管理系统（EMS）实现发电、储能、用电的动态平衡。

案例：某“光储直柔”办公楼采用直流微网架构，光伏发电优先自用，余电存储或售电，年节约电费20万元，获评零碳建筑示范项目；某商业综合体通过柔性控制技术，在用电高峰时段降低空调功率10%，获政府补贴50万元。

政策导向：国家能源局推动建筑光伏一体化（BIPV）标准制定，2025年新建公共建筑光伏覆盖率将达50%。

1.4 社区级能源互联网

场景描述：在居民社区构建“光伏+储能+充电桩+智能家居”微电网，通过技术实现用户间电能交易，形成“产消者”（Prosumer）模式。

案例：某社区部署光储充一体化系统，居民可通过APP出售富余光伏电，年交易电量超50万千瓦时，社区整体用电成本降低15%。

技术亮点：技术保障交易透明性，智能家居系统实现用电需求响应。

1.5 海岛“风光柴储”混合供电

场景描述：在海岛部署风力发电机、光伏组件、柴油发电机与储能系统，通过智能控制技术实现多种能源的优化调度。

案例：某海岛微电网采用“风电+柴油+储能”混合供电，年减少柴油消耗80吨，碳排放降低200吨；储能系统在台风期间保障关键负荷供电，供电可靠性达99.9%。

技术亮点：抗台风设计、多能源协调控制技术。

1.6 矿区“绿色转型+生态修复”

场景描述：在废弃矿区建设光伏电站，利用矿坑地形部署储能系统，结合土壤修复技术发展生态农业，形成“能源+生态”复合模式。

案例：某废弃煤矿建设光伏基地，年发电量超1亿千瓦时；矿坑改造成储能电站，调节区域电网负荷；周边种植耐旱作物，实现生态修复与经济效益双赢。

社会价值：解决矿区遗留问题，推动资源型城市转型。

1.7 农业大棚“光伏+农业+储能”

场景描述：在农业大棚顶部安装光伏组件，下方发展种植/养殖业，配套储能系统调节用电负荷，形成“一地多用”模式。

案例：浙江某光伏大棚项目年发电量超200万千瓦时，满足大棚照明、灌溉需求；余电供应周边村庄，年增收30万元；棚内种植的有机蔬菜因光照均匀品质提升，售价提高20%。

社会价值：促进农民增收，推动乡村能源独立。

1.8 乡村“微电网+分布式能源”

场景描述：在无电网覆盖的乡村地区部署小型风力发电机、光伏组件与储能系统，构建独立微电网，为村民提供稳定电力。

案例：云南某偏远村庄建设“风光储”微电网，光伏年发电量超50万千瓦时，储能系统保障夜间用电，村民告别“柴油发电”时代，年减少柴油消耗20吨。

政策导向：国家能源局指导意见鼓励在乡村地区推广多能互补微电网，2025年前实现“村村通绿电”。

1.9 城市“虚拟电厂”聚合调控

场景描述：将分布式光伏、储能、充电桩等资源聚合为“虚拟电厂”，通过云平台实现需求响应与调峰调频。

案例：某区域虚拟电厂项目聚合了500个分布式光伏站点与1000个充电桩，在用电高峰时段可削减负荷5万千瓦，获政府补贴200万元。

技术亮点：大数据分析、物联网（IoT）技术实现资源精准调度。

1.10 地下管廊“综合能源廊道”

场景描述：在城市地下管廊中集成光伏电缆、储能装置与智能传感设备，为周边建筑提供绿色电力与热能。

案例：某地下管廊项目部署光伏电缆年发电量超300万千瓦时，储能系统调节管廊内设备用电，余热用于周边社区供暖，年减少碳排放2000吨。

创新点：空间复合利用，提升城市能源韧性。

解决方案介绍

2.1 微电网方案组网构架

微电网能源调控以“源网荷储充”为核心要素，通过物联网、大数据、人工智能等技术，实现全环节智能化协同：

“端”层：部署智能电表、直流表计、环保网关、弧光保护装置等终端设备，实时采集光伏发电、储能充放电、负荷用电、充电桩运行等全量数据，精度达毫秒级。

“边”层：配置微电网协调控制器，作为本地“智慧大脑”，支持Modbus/104/101等协议，实现分布式电源、储能、负荷的实时就地协同优化。例如，在电网故障时，控制器可快速切换至孤岛运行模式，保障关键负荷供电。

“管”层：通过通信网络，实现终端与云端平台的高效数据交互，确保指令下发与状态反馈的实时性。

“云”层：搭建智慧能源管理平台，集成全景监测、功率预测、优化调度、碳资产管理等功能，形成全局决策中枢。

2.2 解决方案核心价值

经济价值：降本增效与收益多元化

成本优化：通过峰谷套利、需求响应及全生命周期管理，降低用电成本30%以上（如工业园区年省电费超千万元）。

收益拓展：构建“政策补贴+电力市场交易+碳资产增值”三维盈利模型，项目综合收益率提升至15%-20%。

效率跃升：AI算法实现能源调度自动化，减少人工干预，系统响应速度提升90%。

技术价值：创新驱动与可靠性升级

智能协同：光储充一体化+构网型技术，解决分布式能源波动性问题，新能源消纳率超85%。

数据赋能：物联网与技术实现设备状态实时监测与供应链透明化，故障预测准确率达95%。

标准引领：参与制定3项国际标准，抢占技术话语权（如中国主导的IEC微电网控制协议）。

社会价值：绿色转型与普惠共享

“双碳”加速：单项目年均减排二氧化碳2万吨，助力企业ESG评级提升至A级以上。

能源普惠：为偏远地区提供稳定电力，覆盖超500万无电人口（如青海光伏牧场项目）。

产业生态：聚合2000+分布式节点形成虚拟电厂，年参与电力市场交易电量突破10亿千瓦时。

2.3 解决方案相关产品推荐

微电网系统软件部分特色界面展示

3.1 实时监测

微电网能量管理系统的监控系统界面包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电桩及总体负荷组成情况，包括收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同的需求，也可将充电，储能及光伏系统信息进行显示。

3.2 光伏界面

展示对光伏系统信息，主要包括逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。

3.3 储能界面

展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。PCS、BMS的数据展示及控制。

3.4 风电界面

展示对风电系统信息，主要包括逆变控制一体机直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。