中國儲能網(wǎng)訊：2月3日，農歷正月初六，15時，劉先生駕車來到位于京滬高速和常嘉高速附近的南星瀆綠能e站為車充電。他參與了正在開展的春運期間助力“返鄉(xiāng)潮”活動，領取了“新春悅享充電禮包”。
綠能e站流線型的光伏頂棚把冬日暖陽轉化為電能，站內充電樁發(fā)出輕微的聲響，儲能柜持續(xù)運轉……春節(jié)假期期間，依托微電網(wǎng)協(xié)同控制系統(tǒng)，綠能e站自主調整運行策略，各類電力要素靈活互通，高峰時段單日可額外支持超300臺車輛充電。
隨著新能源汽車市場蓬勃發(fā)展，充電基礎設施建設日趨完善?！秶野l(fā)展改革委等部門關于加強新能源汽車與電網(wǎng)融合互動的實施意見》等政策文件出臺，鼓勵充電運營商因地制宜建設光儲充一體化場站，促進交通與能源融合發(fā)展。昆山市供電公司以綠能e站為試驗田，應用協(xié)同控制技術，提高微電網(wǎng)的綠色能源利用率和運營效益，探索微電網(wǎng)建設的新路徑。
綠能e站建成微電網(wǎng)系統(tǒng)
在“雙碳”背景下，昆山市已經走上了綠色轉型之路，新能源汽車快速發(fā)展就是其中一項成果。2022年，昆山市新能源汽車保有量達3.26萬輛，同比增長196.4%，2023年、2024年分別為5.9萬輛和10.1萬輛，同比增長81%和71％。作為新能源汽車的配套設施，充電場站市場需求也逐年遞增。
為此，昆山市供電公司決定在昆山市南星瀆地區(qū)建設一座占地約5888平方米的綠能e站。
2022年12月14日，綠能e站一期工程竣工投運。站內配置了18臺快充樁、2臺車網(wǎng)互動充電樁、2臺公交充電樁，以及1套192千瓦的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)和1套100千瓦/215千瓦時的儲能裝置。此外，站內還引入了蔚來第三代換電站。綠能e站形成了一個集發(fā)電、儲能、充電、換電于一體的微電網(wǎng)系統(tǒng)。
昆山市供電公司成立了黨員攻堅團隊，創(chuàng)新研發(fā)微電網(wǎng)協(xié)同控制技術，提升光伏發(fā)電利用率。2023年9月14日，綠能e站首次應用微電網(wǎng)協(xié)同控制技術，實現(xiàn)站內各電力要素的實時監(jiān)測和協(xié)調控制。在這種運營策略下，電站分布式光伏每年發(fā)電量可達20.81萬千瓦時，自發(fā)自用、余電上網(wǎng)；儲能裝置充放電依據(jù)峰谷電價差獲利，也能為電站節(jié)省成本。電站光伏發(fā)電、儲能裝置的投資回報周期分別縮短至4.0年、4.3年。
而攻堅團隊發(fā)現(xiàn)，微電網(wǎng)運行策略還缺乏靈活性。于是，團隊深入研究，優(yōu)化控制策略，并引入更先進的技術，擴建電站二期工程。今年1月3日，二期工程竣工。電站新增兩組600千瓦的超級充電堆、總容量160千瓦的光伏板和一套250千瓦的柔性互聯(lián)裝置，并首次采用了基于大模型的微電網(wǎng)運行控制技術。
新技術研發(fā)促進微電網(wǎng)發(fā)展
基于大模型的微電網(wǎng)運行控制技術由昆山市供電公司聯(lián)合江蘇電力科學研究院共同研發(fā)。這項技術不僅能夠預測光伏發(fā)電出力和充電負荷數(shù)據(jù)，還能自動調節(jié)儲能裝置的充放電過程，確保微電網(wǎng)運行收益最大化。
昆山市供電公司電力調度中心副主任吳凡與江蘇電科院專家易文飛牽頭組建了研發(fā)團隊?！耙朐谀茉垂芾眍I域取得突破，必須掌握先進的預測技術和優(yōu)化策略?！眳欠舱f。
研發(fā)團隊在構建預測模型時遇到挑戰(zhàn)：多個變量間關系復雜，傳統(tǒng)方法難以準確捕捉它們的相互關聯(lián)和影響，導致預測結果與實際有較大偏差。研發(fā)團隊采用大模型技術簡化模型構建，從而提高預測的效率和精度。2024年7月，團隊成功應用了一個能處理多變量時間序列數(shù)據(jù)的大模型，能更準確地捕捉變量間的關聯(lián)，實現(xiàn)更精準的預測。
微電網(wǎng)的運行需求多樣且復雜，如何建立一個通用的最優(yōu)運行策略模型也是一個難題。經過多次試驗，團隊建立了一種混合整數(shù)線性規(guī)劃數(shù)學模型。這個模型在目標函數(shù)中考慮了微電網(wǎng)運營成本最優(yōu)和光伏發(fā)電最大化消納目標，同時在約束條件中考慮了配電變壓器不重過載、儲能不過充過放等安全需求。
基于大模型的微電網(wǎng)運行控制技術使綠能e站日前光伏發(fā)電預測準確率達到93.8%，日內光伏發(fā)電超短期預測準確率達到98.4%。應用該技術后，綠能e站光伏發(fā)電量消納率從96.0%增加到99.7%，儲能裝置每天多釋放48.12千瓦時電量。據(jù)測算，綠能e站年用電成本可進一步節(jié)約1.95萬元，光伏回報周期縮短至3.9年，儲能投資回報周期縮短至3.4年。
為更多微電網(wǎng)場景提供建設經驗
充電基礎設施快速發(fā)展給電網(wǎng)帶來新的挑戰(zhàn)，推進電網(wǎng)基礎設施智能化改造和智能微電網(wǎng)建設刻不容緩。而綠能e站的建設，為光儲充一體化充電站建設提供了新的模式，也為不同場景下的微電網(wǎng)建設提供了新的思路。
基于大模型的微電網(wǎng)運行控制技術可嵌入用戶側微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)，操作簡單，可復制性強。從綠能e站應用微電網(wǎng)協(xié)同控制技術以來，中國石油化工集團有限公司章基路充電站項目負責人董磊一直關注著綠能e站的建設進展。章基路充電站位于昆山市昆嘉路和章基路交叉口，規(guī)劃安裝11臺120千瓦的雙槍直流快充樁、50千瓦光伏發(fā)電系統(tǒng)和100千瓦/200千瓦時儲能裝置。據(jù)董磊介紹，該項目的微電網(wǎng)建設完全采用綠能e站的標準模式。項目預計于3月投入運行。
“未來，基于大模型的微電網(wǎng)運行控制技術有望在蘇州全面推廣。屆時，全市公共充電站在節(jié)省運營成本的同時，清潔能源利用效率也會進一步提高。”蘇州供電公司市場營銷部專職趙猛說。
微電網(wǎng)也在工業(yè)、農業(yè)等基礎產業(yè)嶄露頭角，而綠能e站的微電網(wǎng)模式也適用于這些場景?！按竽Ｐ图夹g為微電網(wǎng)的高效運營提供了一種新的解決方案。它可以指導充電站內的光儲充換資源協(xié)同運行，還可以推廣應用到工業(yè)園區(qū)、農場魚塘等新型微電網(wǎng)場景?！币孜娘w介紹。
在人工智能時代，微電網(wǎng)協(xié)同控制技術已經邁入新的發(fā)展階段。它能夠顯著縮短儲能投資回報周期，促進光伏電量本地消納，為區(qū)域微電網(wǎng)建設提供新思路，推動電網(wǎng)基礎設施智能化升級和智能微電網(wǎng)建設，讓新能源不僅能發(fā)得出，還能用得好。
