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虛擬電廠架構下，微電網協調控制器如何實現 “分 - 合” 式優化？

來源：安科瑞電子商務（上海）有限公司 2025年07月23日 16:01

一、核心功能定位：各司其職，目標協同

要理解二者的搭配邏輯，需先明確各自的核心功能：

微電網協調控制器：是單個微電網（如工業園區、社區、偏遠地區的局部能源系統）的“大腦”，負責協調微電網內部的分布式電源（光伏、風電、儲能）、負荷（工業設備、居民用電）、儲能系統及可控負荷，實現微電網的獨立運行（孤島模式）或與主網并網運行，核心目標是保障微電網內部的功率平衡、電壓 / 頻率穩定、能源高效分配。

虛擬電廠（VPP）：是多個分布式能源資源（包括多個微電網、獨立儲能、分布式發電設備等）的“聚合者與優化者”，通過數字化平臺將地理分散的 DER 聚合，作為一個整體參與電力市場交易（如調峰、調頻、售電），同時為電網提供輔助服務，核心目標是實現 DER 的規模化價值、提升電網靈活性。

二、協同機制：從“局部協調” 到 “全局優化”

微電網協調控制器與 VPP 的搭配，本質是 “局部自治” 與 “全局調度” 的結合，通過數據交互和指令傳遞實現協同：

1. 數據交互：底層信息向上聚合

微電網協調控制器實時采集并處理自身微電網的運行數據，包括：

分布式電源出力（如光伏當前發電量、風電功率）；

負荷需求（實時用電負荷、可中斷負荷容量）；

儲能狀態（SOC 荷電狀態、充放電功率限制）；

微電網與主網的聯絡線功率（并網時）。

這些數據通過通信協議（如 IEC 61850、MQTT）上傳至 VPP 平臺，為 VPP 的全局優化提供 “底層數據支撐”。

2. 指令下達：全局目標分解為局部任務

VPP 根據電力市場需求（如電網調度中心的調峰指令、用戶購電需求）、外部環境（如電價、天氣預測），制定全局優化策略，明確各微電網的 “任務配額”，例如：

要求某微電網在 1 小時內增加 200kW 的上網功率（參與售電）；

要求某微電網降低 50kW 負荷（參與電網調峰）；

要求儲能系統在電價低谷時充電、高峰時放電（套利）。

這些配額指令下達到微電網協調控制器，由其將“全局目標” 轉化為 “局部操作”：

若需增加上網功率：協調光伏 / 風電滿發、儲能放電、削減可中斷負荷；

若需減少負荷：優先切斷非關鍵負荷（如路燈、備用設備），或調整生產計劃（工業微電網）。

3. 運行模式切換：VPP 主導下的靈活適配

并網模式：微電網與主網相連時，VPP 可通過協調控制器調節微電網與主網的功率交換，避免局部過載或電壓波動，同時參與市場交易；

孤島模式：當微電網因故障或需求脫離主網時，協調控制器優先保障內部穩定，VPP 則暫時將其從全局調度中 “隔離”，待恢復并網后重新納入。

三、關鍵技術支撐：通信與標準化

二者的高效搭配依賴兩大技術基礎：

通信網絡：需低延遲、高可靠的通信鏈路（如 5G、光纖），確保數據實時上傳和指令快速下達（尤其是對調頻等毫秒級響應需求的場景）；

標準化接口：微電網協調控制器與 VPP 平臺需遵循統一的數據格式和通信協議，避免 “信息孤島”（例如通過開放 API 實現跨平臺對接）。

四、典型應用場景：價值落地的具體表現

在實際運行中，二者的搭配可實現多重價值，以下為典型場景：

1. 電力市場參與：從“個體無力” 到 “聚合盈利”

單個微電網的容量較小（如社區微電網功率通常低于 10MW），難以獨立參與電力市場的調峰、調頻交易（市場通常要求最小響應容量）；

VPP 將多個微電網的可調資源（如儲能、可中斷負荷）聚合，形成 “虛擬電廠容量”（如 100MW），滿足市場準入門檻；

微電網協調控制器則根據 VPP 分配的交易配額，精準控制自身資源（如在電價高峰時，VPP 指令微電網多發電并上網，協調控制器調度光伏 + 儲能聯合出力）。

2. 電網應急支撐：提升系統韌性

待主網恢復后，VPP 再指令協調控制器執行 “平滑并網” 操作，避免沖擊主網。

3. 能源成本優化：分層級的經濟性調度

VPP 從全局角度優化購售電策略（如預測次日高電價時段，提前指令各微電網儲能充電）；

微電網協調控制器則在局部執行精細化控制（如優先使用本地光伏供電，不足時再從主網購電，降低購電成本）。

五、安科瑞ACCU微電網協調控制器

1. 產品介紹2. 產品特點

ACCU系列微電網協調控制器具備以下功能特點：

數據采集：支持串口、以太網等多通道實時運行，滿足各類風電與光伏逆變器、儲能等設備接入；

通訊管理：支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT等通信規約，可實現云邊協同（結合安科瑞智慧能源管理云平臺進行遠程運維）、OTA升級、就地/遠程切換、本地人機交互（選配）；

邊緣計算：靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數據合并計算、邏輯控制、斷點續傳、數據加密、4G路由；

策略管理：防逆流、計劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無功控制、光儲協調等，并支持策略定制；

系統安全：基于不可信模型設計的用戶權限，防止非法用戶侵入；基于數據加密與數據安全驗證技術，采用數據標定與防篡改機制，實現數據固證和可追溯；

運行安全：采集分析包括電池、溫控及消防在內的全站信號與測量數據，實現運行安全預警預測。

3. 產品參數

ACCU系列微電網協調控制器主要負責工商業光儲充新能源電站的數據采集、本地控制策略以及云端數據的交互。

圖3-1 ACCU系列產品示意圖

ACCU系列微電網控制器典型的硬件配置與附件參數如下表3-1所示。

表3-1典型配置參數表

項目	ACCU-100	ACCU-200
處理器	ARM Cortex-A7 主頻 528MHz	2* ARM Cortex-A7 主頻 1.2GHz
內存	256MB DDR3 + 256MB NAND Flash	512MB DDR3 + 8GB eMMC
頻率及功耗	50Hz（45～65Hz），功耗≤10W	50Hz（45～65Hz），功耗≤10W
電源電壓	AC/DC 220V（85-265V）	AC/DC 220V（85-265V）
RS485串口	8 路光耦隔離	8 路容隔離
RJ45網口	2 路10/100M自適應	4 路10/100/1000M自適應
其它接口	1RS232管理串口+1USB2.0+SD Card標準插槽+4G接口；（DI、DO選配）	2 路CAN2.0；1type-C管理串口+1USB2.0+SD Card標準插槽+4G接口+6DI+6DO+1*HDMI
協議支持	設備側：Modbus Rtu/TCP、DL/T 645-1997、DL/T 645等；主站側：Modbus TCP、104、SNMP、MQTT、Http協議等；
安全性	工頻耐壓：電源和通信端子間歷時1min：2kV（220V 設備）、1.5kV（24V 設備）
	絕緣電阻：一般試驗大氣條件下，輸入、輸出端對機殼>100MΩ
環境	工作溫度：-20℃～+55℃
	存儲運輸溫度：-25℃～+70℃
	相對濕度：≤95%（+25℃）
	海拔高度：≤2500m
電氣性能	GB/T 17626.2-2018 靜電放電抗擾度試驗 4 級
	GB/T 17626.3-2016 射頻電磁場輻射抗擾度試驗 3 級
	GB/T 17626.4-2018 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗 4 級
	GB/T 17626.5-2019 浪涌(沖擊)抗擾度試驗 4 級

4. 能量調度

表4-1典型能量調度功能表

運行模式	控制邏輯
手動策略	支持手動進行微電網并離網切換，分布式發電、儲能、可調設備指令下發等，進行遙控等動作。
計劃曲線	用戶依據當地分時電價自行配置電價模板，設定不同時段內儲能的充放功率，組成削峰填谷策略模版；提供按日、按周配置策略模版的功能。適應多地區、多電價環境下策略運行模式。
需量控制	通過在總進線的變壓器低壓側接入總表實時采集需量值，當需量值達到限制值（可設）時觸發需量控制，系統根據配置的參數進行對儲能做減小充電、放電、降低充電樁充電功率或者降低可調負荷用電功率等動作。
動態擴容	通過在總進線的變壓器低壓側接入總表實時采集變壓器負載率，當變壓器負載率達到限制值（可設）時觸發保護，系統根據配置的參數進行對儲能做減小充電、放電、降低充電樁充電功率或者降低可調負荷用電功率等動作。
新能源消納	通過在總進線的變壓器低壓側接入總表實時采集逆功率數據，當出現反向功率且達到限制值（可設），當系統檢測到逆流時，優先調度儲能系統吸收多余光伏能量；當儲能系統充滿后、再調節光伏逆變器輸出功率（如有防逆流要求）。
防逆流控制	通過在總進線的變壓器低壓側接入總表實時采集逆功率數據，當出現反向功率且達到限制值（可設），系統根據配置的參數進行對儲能做靜置、減小放電、充電或者光伏降功率等動作。系統的防逆流策略實現是軟件保護，若需要實現響應更快、更靠譜的保護，則需要加上相應的逆功率保護裝置，檢測到逆流立即跳閘保護。
備電功能	在系統運行過程中，EMS協調控制執行對儲能系統SOC保護，使儲能系統在設定的SOC范圍內運行，并將一定的電量區間預留用于備電容量，備電容量可進行自定義設置，能在電網斷電時給負載緊急供電。
其他	可以根據客戶需求進行不同策略定制

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