上(shàng)一期，我們的主題是“嵌入式EMS：流水(shuǐ)線生(shēng)産微電(diàn)網”，我們可(kě)以看到，嵌入式EMS成功打造了一個(gè)微電(diàn)網“流水(shuǐ)線”生(shēng)産工廠。

那(nà)麽當大(dà)批量微電(diàn)網被“生(shēng)産”出來(lái)後，我們又應該如何對微電(diàn)網“們”進行(xíng)協調控制(zhì)呢？

嵌入式EMS也已經有(yǒu)了實踐答(dá)案。

極簡物控應用嵌入式EMS在杭州某區(qū)域打造了集化工、印染、輕加工等在內(nèi)的8類用能企業、52家(jiā)用戶的智慧協同微網群示範。

我們了解到，區(qū)域超90%能源依賴于外部輸入，具有(yǒu)典型大(dà)受端城市工業園區(qū)特征，以化纖紡織業、化學原料和(hé)化學制(zhì)品制(zhì)造業、化學纖維制(zhì)造業、金屬制(zhì)品業、通(tōng)用設備制(zhì)造業、汽車(chē)制(zhì)造業六大(dà)行(xíng)業為(wèi)主，屬于高(gāo)負荷密度區(qū)域，未來(lái)區(qū)域也仍以工業負荷為(wèi)主，負荷發展相對穩定。

我們選擇其中1個(gè)供電(diàn)單元為(wèi)微電(diàn)網群示範建設區(qū)域，該供電(diàn)單元由4個(gè)10kV标準單環網組成，因此我們劃分為(wèi)4個(gè)微電(diàn)網群，示範區(qū)的電(diàn)壓等級在10千伏及以下，單個(gè)微電(diàn)網群容量小(xiǎo)于12兆瓦。

微電(diàn)網群區(qū)域已建光伏12戶（6649kWp）、儲能1戶（300kW/600kWh）。未來(lái)拟新建光伏14戶（15110kWp）、儲能7戶（3000kW/6000kWh）、可(kě)調節負荷21戶（9950kW），在3個(gè)企業中拟新建一體(tǐ)化充電(diàn)設施，每套設備可(kě)同時(shí)服務停車(chē)場(chǎng)內(nèi)40輛(liàng)新能源車(chē)。

傳統微電(diàn)網群協同控制(zhì)通(tōng)常采用集中式架構，但(dàn)是随着微電(diàn)網數(shù)量不斷增多(duō)，系統計(jì)算(suàn)負擔增大(dà)、處理(lǐ)效力降低(dī)，同時(shí)，由于集中式系統過于龐大(dà)，存在某一節點失靈可(kě)能影(yǐng)響全局的風險，系統可(kě)靠性較差，擴展靈活性不足。

在這樣的場(chǎng)景下，分布式控制(zhì)架構或許是更優的選擇！

然而，哪怕采用分布式控制(zhì)架構，每一層級的微電(diàn)網分布式協同控制(zhì)都需要服務器(qì)、控制(zhì)器(qì)、物聯網關等多(duō)個(gè)硬件支撐，結構笨重，而且需要針對不同應用場(chǎng)景逐一開(kāi)發系統平台，通(tōng)用性較差。

嵌入式EMS讓微電(diàn)網的分層分區(qū)（分布式）協同控制(zhì)更加簡單！

極簡物控的嵌入式EMS是目前市面上(shàng)核心的微電(diàn)網能量管理(lǐ)産品化方案之一。嵌入式EMS軟硬件高(gāo)度集成，相當于１個(gè)嵌入式EMS＝數(shù)據網關＋微網控制(zhì)器(qì)＋能量管理(lǐ)服務器(qì)，即１個(gè)用戶僅需安裝１個(gè)嵌入式EMS即可(kě)打造微網智能控制(zhì)平台。

分層分區(qū)協同控制(zhì)可(kě)分為(wèi)“微電(diàn)網層”、“協同控制(zhì)層”、“系統平台層”。

在微電(diàn)網層中，通(tōng)過1個(gè)嵌入式EMS實現對1個(gè)微電(diàn)網優化調控，包括內(nèi)部源網荷的直接控制(zhì)、微電(diàn)網運行(xíng)模式切換、微網穩定運行(xíng)以及與外部電(diàn)網的能量交互，滿足微網自治優化運行(xíng)需求。一方面，微電(diàn)網層上(shàng)送關鍵的基礎數(shù)據，包括設備的狀态、需求響應潛力評估和(hé)策略執行(xíng)反饋等，共協同控制(zhì)層決策參考。另一方面，微電(diàn)網層接受上(shàng)級下發的分解指令，包括調度策略、響應順序和(hé)設備狀态調節指令等，根據微電(diàn)網自身狀态，管理(lǐ)微電(diàn)網內(nèi)部源荷儲資源，保障微網內(nèi)部的功率平衡，有(yǒu)效保障系統的穩定性和(hé)經濟性。

在協同控制(zhì)層中，由嵌入式EMS和(hé)可(kě)視(shì)化平台構成，是架構中的中間(jiān)層，是上(shàng)下層數(shù)據和(hé)指令交互媒介，具備邊緣計(jì)算(suàn)、邊緣互聯、雲邊協同能力。一方面，協同控制(zhì)層接收系統平台層下發的調控指令和(hé)下層微網群上(shàng)發數(shù)據信息，制(zhì)定考慮多(duō)目标約束的微網群優化調控策略，并下發控制(zhì)指令下發給微電(diàn)網層，實現微網群互聯互濟、協同運行(xíng)。另一方面，将微網群執行(xíng)情況，響應能力等信息反饋至系統平台層，輔助電(diàn)網調度策略制(zhì)定。

在系統平台層中，主要是電(diàn)網調度中心與能源大(dà)數(shù)據中心，是區(qū)域的能源智能大(dà)腦(nǎo)。一方面，根據所轄區(qū)域內(nèi)的能源消費特征以及微電(diàn)網群的狀态，制(zhì)定區(qū)域調度策略，并下發至協同控制(zhì)層。另一方面，接受系統控制(zhì)層上(shàng)報的執行(xíng)情況、響應能力等數(shù)據，以此為(wèi)重要的數(shù)據參考制(zhì)定下階段的調度策略。

在這樣的系統架構下，單個(gè)微電(diàn)網能夠實現“最大(dà)功率輸出模式、可(kě)調度模式、孤島運行(xíng)模式”及其他控制(zhì)模式之間(jiān)的切換，并且根據用戶計(jì)劃調度以及故障場(chǎng)景可(kě)以在并網和(hé)離網狀态之間(jiān)進行(xíng)無縫切換，在孤島模式下實現微電(diàn)網自供電(diàn)，依靠分布式電(diàn)源和(hé)儲能為(wèi)電(diàn)網用戶供電(diàn)。同時(shí)，微電(diàn)網與微電(diàn)網群之間(jiān)進行(xíng)能源、信息的交互互動，微電(diàn)網與大(dà)電(diàn)網實現電(diàn)能的靈活互濟，實現“企業收益最大(dà)、電(diàn)網穩定運行(xíng)、碳排總量最小(xiǎo)”等多(duō)方面平衡，滿足政府、用戶、電(diàn)網多(duō)方利益訴求，實現共建共享共赢。

在經濟效益方面，微電(diàn)網控制(zhì)系統的建設成本下降超60%以上(shàng)，系統運維由需要2個(gè)及以上(shàng)專業編程人(rén)員降至1個(gè)兼職巡檢人(rén)員。随着微電(diàn)網數(shù)量地不斷增多(duō)，系統建設邊際成本将會(huì)進一步下降。在系統運營期間(jiān)，光伏預期發電(diàn)量（現有(yǒu)+新建）2700萬度電(diàn)/年，按照“80%自發自用，20%餘量上(shàng)網”的原則，預計(jì)可(kě)節約電(diàn)費約2000萬元／年，儲能（現有(yǒu)+新建）通(tōng)過“低(dī)充高(gāo)放”等方式盈利約420萬元／年，通(tōng)過參與電(diàn)網日前削峰響應獲得(de)補貼約380萬元／年（按浙江省需求響應按照4元/千瓦時(shí)的上(shàng)限标準進行(xíng)補償）。

在安全運行(xíng)方面，微電(diàn)網具備自平衡、自管理(lǐ)、自調節能力，獨立運行(xíng)時(shí)能保障內(nèi)部負荷連續供電(diàn)不低(dī)于2小(xiǎo)時(shí)，微電(diàn)網群的電(diàn)量交換率接近50%，外部電(diàn)網輸入功率峰谷差下降比例超過25%，幫助實現日前削峰填谷20MW/次，每次大(dà)約為(wèi)1.8小(xiǎo)時(shí)，幫助電(diàn)網穩定運行(xíng)，極端事故條件下，配合需求響應和(hé)儲能，內(nèi)部非可(kě)調負荷可(kě)短(duǎn)時(shí)孤島運行(xíng)。此外，采取分層分區(qū)協同控制(zhì)架構後，有(yǒu)效提高(gāo)了系統的運行(xíng)可(kě)靠性，不僅降低(dī)電(diàn)網調度中心的調節負擔。

在低(dī)碳發展方面，光伏發電(diàn)占總用電(diàn)比例高(gāo)于100%的有(yǒu)9家(jiā)，50%-100%之間(jiān)7家(jiā)，微電(diàn)網群的光伏發電(diàn)占總用電(diàn)整體(tǐ)比例超過50%，新能源消納率達100%，平均每年減少(shǎo)二氧化碳13500噸。

受益于嵌入式EMS是産品化的解決方案，微電(diàn)網群的建設邊際成本會(huì)進一步降低(dī)，并為(wèi)微電(diàn)網群提供了一個(gè)“交流溝通(tōng)”的平台，邀請(qǐng)微電(diàn)網們“加入群聊”，實現微電(diàn)網群分層分區(qū)的協調控制(zhì)。