中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2月3日，農(nóng)歷正月初六，15時(shí)，劉先生駕車來(lái)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(kāi)展的春運(yùn)期間助力“返鄉(xiāng)潮”活動(dòng)，領(lǐng)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(yáng)轉(zhuǎn)化為電能，站內(nèi)充電樁發(fā)出輕微的聲響，儲(chǔ)能柜持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)……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(diào)整運(yùn)行策略，各類電力要素靈活互通，高峰時(shí)段單日可額外支持超300臺(tái)車輛充電。
隨著新能源汽車市場(chǎng)蓬勃發(fā)展，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日趨完善。《國(guó)家發(fā)展改革委等部門關(guān)于加強(qiáng)新能源汽車與電網(wǎng)融合互動(dòng)的實(shí)施意見(jiàn)》等政策文件出臺(tái)，鼓勵(lì)充電運(yùn)營(yíng)商因地制宜建設(shè)光儲(chǔ)充一體化場(chǎng)站，促進(jìn)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(yàn)田，應(yīng)用協(xié)同控制技術(shù)，提高微電網(wǎng)的綠色能源利用率和運(yùn)營(yíng)效益，探索微電網(wǎng)建設(shè)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(jīng)走上了綠色轉(zhuǎn)型之路，新能源汽車快速發(fā)展就是其中一項(xiàng)成果。2022年，昆山市新能源汽車保有量達(dá)3.26萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)196.4%，2023年、2024年分別為5.9萬(wàn)輛和10.1萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)81%和71％。作為新能源汽車的配套設(shè)施，充電場(chǎng)站市場(chǎng)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(shè)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(yùn)。站內(nèi)配置了18臺(tái)快充樁、2臺(tái)車網(wǎng)互動(dòng)充電樁、2臺(tái)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(shí)的儲(chǔ)能裝置。此外，站內(nèi)還引入了蔚來(lái)第三代換電站。綠能e站形成了一個(gè)集發(fā)電、儲(chǔ)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(jiān)團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新研發(fā)微電網(wǎng)協(xié)同控制技術(shù)，提升光伏發(fā)電利用率。2023年9月14日，綠能e站首次應(yīng)用微電網(wǎng)協(xié)同控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)各電力要素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和協(xié)調(diào)控制。在這種運(yùn)營(yíng)策略下，電站分布式光伏每年發(fā)電量可達(dá)20.81萬(wàn)千瓦時(shí)，自發(fā)自用、余電上網(wǎng)；儲(chǔ)能裝置充放電依據(jù)峰谷電價(jià)差獲利，也能為電站節(jié)省成本。電站光伏發(fā)電、儲(chǔ)能裝置的投資回報(bào)周期分別縮短至4.0年、4.3年。
而攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，微電網(wǎng)運(yùn)行策略還缺乏靈活性。于是，團(tuán)隊(duì)深入研究，優(yōu)化控制策略，并引入更先進(jìn)的技術(shù)，擴(kuò)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(jí)充電堆、總?cè)萘?60千瓦的光伏板和一套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(yùn)行控制技術(shù)。
新技術(shù)研發(fā)促進(jìn)微電網(wǎng)發(fā)展
基于大模型的微電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)由昆山市供電公司聯(lián)合江蘇電力科學(xué)研究院共同研發(fā)。這項(xiàng)技術(shù)不僅能夠預(yù)測(cè)光伏發(fā)電出力和充電負(fù)荷數(shù)據(jù)，還能自動(dòng)調(diào)節(jié)儲(chǔ)能裝置的充放電過(guò)程，確保微電網(wǎng)運(yùn)行收益最大化。
昆山市供電公司電力調(diào)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(tuán)隊(duì)?！耙朐谀茉垂芾眍I(lǐng)域取得突破，必須掌握先進(jìn)的預(yù)測(cè)技術(shù)和優(yōu)化策略?！眳欠舱f(shuō)。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)在構(gòu)建預(yù)測(cè)模型時(shí)遇到挑戰(zhàn)：多個(gè)變量間關(guān)系復(fù)雜，傳統(tǒng)方法難以準(zhǔn)確捕捉它們的相互關(guān)聯(lián)和影響，導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際有較大偏差。研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用大模型技術(shù)簡(jiǎn)化模型構(gòu)建，從而提高預(yù)測(cè)的效率和精度。2024年7月，團(tuán)隊(duì)成功應(yīng)用了一個(gè)能處理多變量時(shí)間序列數(shù)據(jù)的大模型，能更準(zhǔn)確地捕捉變量間的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)。
微電網(wǎng)的運(yùn)行需求多樣且復(fù)雜，如何建立一個(gè)通用的最優(yōu)運(yùn)行策略模型也是一個(gè)難題。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)建立了一種混合整數(shù)線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型。這個(gè)模型在目標(biāo)函數(shù)中考慮了微電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成本最優(yōu)和光伏發(fā)電最大化消納目標(biāo)，同時(shí)在約束條件中考慮了配電變壓器不重過(guò)載、儲(chǔ)能不過(guò)充過(guò)放等安全需求。
基于大模型的微電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)使綠能e站日前光伏發(fā)電預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到93.8%，日內(nèi)光伏發(fā)電超短期預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到98.4%。應(yīng)用該技術(shù)后，綠能e站光伏發(fā)電量消納率從96.0%增加到99.7%，儲(chǔ)能裝置每天多釋放48.12千瓦時(shí)電量。據(jù)測(cè)算，綠能e站年用電成本可進(jìn)一步節(jié)約1.95萬(wàn)元，光伏回報(bào)周期縮短至3.9年，儲(chǔ)能投資回報(bào)周期縮短至3.4年。
為更多微電網(wǎng)場(chǎng)景提供建設(shè)經(jīng)驗(yàn)
充電基礎(chǔ)設(shè)施快速發(fā)展給電網(wǎng)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，推進(jìn)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施智能化改造和智能微電網(wǎng)建設(shè)刻不容緩。而綠能e站的建設(shè)，為光儲(chǔ)充一體化充電站建設(shè)提供了新的模式，也為不同場(chǎng)景下的微電網(wǎng)建設(shè)提供了新的思路。
基于大模型的微電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)可嵌入用戶側(cè)微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，可復(fù)制性強(qiáng)。從綠能e站應(yīng)用微電網(wǎng)協(xié)同控制技術(shù)以來(lái)，中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司章基路充電站項(xiàng)目負(fù)責(zé)人董磊一直關(guān)注著綠能e站的建設(shè)進(jìn)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(tái)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(shí)儲(chǔ)能裝置。據(jù)董磊介紹，該項(xiàng)目的微電網(wǎng)建設(shè)完全采用綠能e站的標(biāo)準(zhǔn)模式。項(xiàng)目預(yù)計(jì)于3月投入運(yùn)行。
“未來(lái)，基于大模型的微電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)有望在蘇州全面推廣。屆時(shí)，全市公共充電站在節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本的同時(shí)，清潔能源利用效率也會(huì)進(jìn)一步提高。”蘇州供電公司市場(chǎng)營(yíng)銷部專職趙猛說(shuō)。
微電網(wǎng)也在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等基礎(chǔ)產(chǎn)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(chǎng)景。“大模型技術(shù)為微電網(wǎng)的高效運(yùn)營(yíng)提供了一種新的解決方案。它可以指導(dǎo)充電站內(nèi)的光儲(chǔ)充換資源協(xié)同運(yùn)行，還可以推廣應(yīng)用到工業(yè)園區(qū)、農(nóng)場(chǎng)魚塘等新型微電網(wǎng)場(chǎng)景?！币孜娘w介紹。
在人工智能時(shí)代，微電網(wǎng)協(xié)同控制技術(shù)已經(jīng)邁入新的發(fā)展階段。它能夠顯著縮短儲(chǔ)能投資回報(bào)周期，促進(jìn)光伏電量本地消納，為區(qū)域微電網(wǎng)建設(shè)提供新思路，推動(dòng)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施智能化升級(jí)和智能微電網(wǎng)建設(shè)，讓新能源不僅能發(fā)得出，還能用得好。
