【項(xiàng)目簡介】

面向“雙碳"和能耗“雙控"背景下，“提升能效"與“綠電替代"成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的必由之路。綠電直連作為一種創(chuàng)新的電力供應(yīng)模式應(yīng)運(yùn)而生。它是指風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電不通過公共電網(wǎng)，而是通過專用線路直接向單一用戶供電的模式。能量路由器被視為綠電直連關(guān)鍵的革命性技術(shù)。能量路由器本質(zhì)上是多端口的智能電力電子裝備，具備交直流無縫接入與靈活轉(zhuǎn)換的能力。能夠?qū)崿F(xiàn)光伏、儲能等直流源荷的高效整合與直流直供，有效提升系統(tǒng)穩(wěn)定性、輸送效率與安全性。?

某項(xiàng)目為了開展綠電直連研究采用能源路由器與現(xiàn)有配電裝置形成1個380V并網(wǎng)點(diǎn)并網(wǎng)方案，主要設(shè)備包括299.88Wp光伏組件476塊、1套125kW/261kWh儲能設(shè)備、2臺60kW雙槍充電樁和2臺7kW充電樁、能源路由器等。

【能量路由器配置】

能源路由器交流側(cè)端口分別園區(qū)的380V配電裝置，直流側(cè)端口分別接入屋頂光伏、停車棚光伏、充電樁以及園區(qū)路燈照明。實(shí)現(xiàn)交直流柔性互聯(lián)、減少中間設(shè)備降低損耗。系統(tǒng)示意圖如下：

能源路由器為各種類型的分布式電源、儲能設(shè)備和新型負(fù)載提供所需的電能接口形式，包括各種電壓、電流量的直流或交流形式等。同時對配電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的能量流方向和大小可按用戶所需精確地控制。功率轉(zhuǎn)換功能：不僅具有多個電壓等級交直流接口，實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲"不同電壓和制式的轉(zhuǎn)換。

上圖為多端口能量路由器的應(yīng)用，控制分布式能源、儲能出力，協(xié)調(diào)與電網(wǎng)/負(fù)荷間能量轉(zhuǎn)換、靈活控制的核心部件，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)中源-儲-網(wǎng)-荷的能量交換。

【EMS系統(tǒng)介紹】

雙向變換器：DC-DC雙向變換器是一種電力電子設(shè)備，能夠在直流電源的兩極間雙向轉(zhuǎn)換電能，可實(shí)現(xiàn)降壓（Buck）和升壓（Boost）功能。

EMS可視界面總信息展示主要輸入輸出參數(shù)，控制區(qū)域可手動啟停設(shè)備、控制高低壓運(yùn)行模式、調(diào)節(jié)輸出電流功率等參數(shù)，告警信息和狀態(tài)字部分隨時反應(yīng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

PCS能量路由器：PCS又稱雙向儲能逆變器，是儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)中間實(shí)現(xiàn)電能雙向流動的核心部件，用于控制電池的充電和放電過程，進(jìn)行交直流的變換。

EMS可視界面總信息展示主要電能參數(shù)，控制區(qū)域可手動啟停設(shè)備、控制并離網(wǎng)運(yùn)行模式（整流模式并網(wǎng)、逆變模式離網(wǎng)）、調(diào)節(jié)輸出有功無功功率參數(shù)，告警信息和狀態(tài)字部分隨時反應(yīng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

BMS儲能電池：BMS是電池與用戶之間的紐帶，主要對象是二次電池，其功能包括提高電池利用率、儲備用電、防止過度充電和過度放電等。

EMS可視界面總信息展示主要電能參數(shù)，告警信息和狀態(tài)字部分隨時反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

光伏控制器：光伏控制器是一種應(yīng)用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的自動控制設(shè)備，主要負(fù)責(zé)控制多路太陽能電池方陣對蓄電池的充電以及系統(tǒng)和其他負(fù)載設(shè)備的供電，是主要的用電來源。

EMS可視界面總信息展示光伏發(fā)電參數(shù)，控制區(qū)域可手動啟停設(shè)備、調(diào)節(jié)輸出功率參數(shù)。

【總結(jié)】

本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了能量路由器與綠電直連的研究，實(shí)現(xiàn)交直流柔性互聯(lián)、減少中間設(shè)備降低損耗；實(shí)現(xiàn)配電裝置的動態(tài)增容；獲得動態(tài)無功支撐，提高電壓穩(wěn)定性，通過技術(shù)創(chuàng)新破解新能源直接消納中的關(guān)鍵障礙，推動電力系統(tǒng)向更綠色、更靈活、更經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。