一文读懂什么是源网荷储充一体化,如何实现能源高效利用,开启能源管理新未来!

    科创经济 朗峰江湖 2025-06-19 3614 次浏览

    一、能源变革新时代,“源网荷储充” 是什么?

    在 “双碳” 目标的引领下,能源行业正经历着一场深刻的变革 ,从传统能源向清洁能源转型、提升能源利用效率、构建新型电力系统成为了时代的主题。在这场变革中,“源网荷储充一体化” 的概念应运而生,成为了推动能源可持续发展的关键路径。

    “源网荷储充一体化” 是一种将电源、电网、负荷、储能和充电设施进行统筹规划和协同运行的能源综合解决方案。它旨在通过源源互补、源网协调、网荷互动、网储互动和源荷互动等多种交互形式,提高电力系统功率动态平衡能力,实现能源的高效利用和优化配置。

    “源” 即电源,是电力的供应端,包括传统的火电(如燃煤发电、燃气发电),水电(利用水力发电),以及新能源发电(如风力发电、光伏发电、生物质发电)等。不同的电源具有各自的特点,火电发电稳定但碳排放较高,新能源发电清洁环保但受自然条件影响较大 ,存在间歇性和波动性。在 “源网荷储充一体化” 系统中,多种电源相互配合,取长补短,共同为系统提供稳定可靠的电力供应。

    “网” 指电网,是电力传输和分配的载体,承担着将电源生产的电能输送到各个负荷中心的重任。电网如同人体的血管,将电力源源不断地输送到需要的地方。它不仅包括高压输电网络,还涵盖中低压配电网络,以及智能电网技术的应用,如电网的数字化、智能化改造,以实现对电力的实时监测、调度和控制,提高电网的运行效率和可靠性。

    “荷” 即负荷,是电力的消费端,包括工业负荷(各类工厂、制造业的用电设备)、商业负荷(商场、酒店、写字楼等商业场所的用电)、居民负荷(家庭日常生活中的用电)以及公共事业负荷(医院、学校、政府机构等的用电)等。不同类型的负荷具有不同的用电特性和需求,通过负荷管理技术,如需求响应、智能用电设备的应用,可以实现负荷的优化调整,降低高峰时段的用电需求,提高电力系统的稳定性和经济性。

    “储” 代表储能,是解决新能源发电间歇性和波动性问题的关键手段,主要包括电化学储能(如锂电池储能、铅酸电池储能)、物理储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能)和电磁储能(如超级电容器储能)等。储能系统可以在电力供应过剩时储存电能,在电力供应不足时释放电能,起到削峰填谷、调节电力供需平衡的作用,提高电力系统的灵活性和可靠性。

    “充” 则是充电设施,主要是为电动汽车等电动交通工具提供充电服务的设备,包括交流充电桩(慢充桩)、直流充电桩(快充桩)、换电站以及无线充电设施等。随着电动汽车的普及,充电设施的建设和布局成为了 “源网荷储充一体化” 系统中的重要环节,它不仅关系到电动汽车的使用便利性,还对电力系统的负荷特性和能源消费结构产生着深远影响。

    二、安科瑞智慧能源管理云平台:源网荷储充协调控制领域的先锋(采购/询价:安科瑞曹经理137/7441/3253)

    安科瑞微电网系统解决方案,通过在企业内部的源、网、荷、储、充的各个关键节点安装安科瑞自主研发的各类监测、分析、保护、治理装置;通过先进的控制、计量、通信等技术,将分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车、电能路由器聚合在一起;平台根据最新的电网价格、用电负荷、电网调度指令等情况,灵活调整微电网控制策略并下发给储能、充电桩、逆变器等系统与设备,保证企业微电网始终安全、可靠、节约、高效、经济、低碳的运行。

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    安科瑞方案核心技术与优势

    (一)灵活配置,适配多元场景

    安科瑞源网荷储充一体化解决方案的一大显著优势在于其灵活的配置能力,能够根据不同的应用场景和客户需求,提供定制化的能源解决方案。无论是小型的工商业园区,还是大规模的整村开发项目,安科瑞都能通过合理配置储能模块,满足其对储能容量和功率的要求。

    在小型工商业园区场景中,由于用电负荷相对较小,且新能源发电规模有限,可能只需配置几个储能模块,就能有效解决新能源消纳和电力质量问题。例如,某小型电子制造园区,安装了安科瑞的源网荷储充一体化系统,配置了 5 个储能模块,总容量为 500kWh。在光伏发电高峰期,储能系统将多余的电能储存起来;在用电高峰期或光伏发电不足时,储能系统释放电能,保障了园区的稳定用电,同时通过峰谷电价套利,降低了用电成本。

    而在大型的农村整村开发项目中,由于各村的用电特点和新能源发电情况存在差异,安科瑞可以根据实际情况,分布式地部署多个储能模块,实现能源的优化配置。以河南某整村开发项目为例,安科瑞为其配置了 1.2MW 的光伏和 600kW/1200kWh 的储能系统,并结合生物质能互补技术。该项目根据各个村庄的用电需求和光伏资源分布,在不同位置安装了多个储能模块,实现了绿电的自发自用和余电上网,自供电率达到了 82%,年节省电费 54 万元,碳减排量相当于种植 1.2 万棵树 ,成为了农村能源革命的典型案例。

    (二)高效集成,提升系统性能

    安科瑞源网荷储充一体化系统高度集成了电池管理系统(BMS)、能量转换系统(PCS)等核心部件,这种高效集成的设计,大大提高了储能系统的整体性能和可靠性。

    BMS 作为储能系统的关键组成部分,能够实时监测电池的状态,包括电压、电流、温度等参数,确保电池的安全稳定运行,延长电池使用寿命。安科瑞的 BMS 采用了先进的算法传感器技术,能够实现对电池状态的精确监测和管理。当电池电压或温度超出正常范围时,BMS 会及时采取措施,如调整充电电流或启动散热装置,以保障电池的安全。

    PCS 则负责实现电能的双向转换,在能源过剩时将电能存储到电池中,在能源不足时将电池中的电能释放到电网中。安科瑞的 PCS 具有高效的能量转换效率和快速的响应速度,能够在短时间内完成电能的转换和输出,满足不同场景下的用电需求。在电网电压波动或负荷突变时,PCS 能够迅速调整输出功率,保障电网的稳定运行。

    通过将 BMS 和 PCS 等核心部件高度集成,安科瑞源网荷储充一体化系统减少了系统组件之间的连接线路和接口,降低了能量损耗和故障发生的概率,提高了系统的整体性能和可靠性。这种高效集成的设计,使得系统的安装和调试更加简便,运维成本更低,为客户提供了更加便捷、可靠的能源解决方案。

    (三)智能控制,实现协同优化

    安科瑞的源网荷储充一体化系统配备了智能控制系统,能够与新能源发电设备、配电网以及用电负荷进行实时通信和协同控制,实现能源的优化配置和高效利用。

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    该智能控制系统通过对新能源发电预测、负荷预测以及电网运行状态的实时分析,自动调整储能系统的充放电策略。当预测到新能源发电即将大幅增加时,提前安排储能系统充电,避免电力过剩;当检测到电网电压波动或负荷突变时,及时调整储能系统的输出功率,保障电网的稳定运行。在山东某工业园区,安科瑞的源网荷储充一体化系统通过实时监测和分析,实现了光储充资源的协同调度,清洁能源占比提升了 40% ,有效降低了企业的用电成本和碳排放。

    此外,安科瑞的智能控制系统还具备多种控制策略,以满足不同客户的需求和应用场景。在峰谷电价套利方面,系统根据电价信号,在低谷电价时段充电,在高峰电价时段放电,为用户节省用电成本。在动态增容方面,当用电超载时,储能系统快速响应,提供额外的电力支持,避免设备损坏和生产中断。在某钢铁企业,通过安科瑞系统的动态增容控制,有效解决了生产过程中的短时容量不足问题,保障了生产的连续性。

    在需求侧响应方面,系统与电网调度中心实时通信,根据电网的需求,调整用户的用电负荷和储能系统的充放电状态,参与电网的调峰填谷,提高电网的稳定性和可靠性。在河南某地区,多个用户通过安科瑞的源网荷储充一体化系统参与需求侧响应,在电网高峰时段减少用电负荷,获得了相应的经济补偿,同时也为电网的稳定运行做出了贡献。

    三、配套硬件产品

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    四、多场景应用实例展示

    (一)工业企业:降本增效,绿色生产

    某大型钢铁企业,在生产过程中面临着巨大的用电成本压力和能源利用效率问题。随着钢铁行业的竞争日益激烈,降低生产成本、实现绿色生产成为了企业发展的关键。为了解决这些问题,该企业引入了安科瑞的源网荷储充一体化解决方案。

    安科瑞为该企业配置了一套大型的储能系统,容量达到了 5MW/10MWh ,并结合企业的屋顶资源,安装了分布式光伏发电系统,总装机容量为 3MW。通过智能控制系统,实现了对能源的实时监测和精准调控。在白天光伏发电充足时,储能系统将多余的电能储存起来;到了用电高峰期,储能系统释放电能,与光伏发电和市电一起,满足企业的生产用电需求。

    在实施安科瑞的源网荷储充一体化解决方案后,该企业取得了显著的成效。通过自发自用和储能削峰填谷,企业每年的用电成本降低了 300 万元 ,能源利用效率提高了 25%。同时,光伏发电的使用,减少了企业对传统火电的依赖,每年的二氧化碳排放量减少了 1.2 万吨,实现了降本增效和绿色生产的双重目标。

    (二)高速公路服务区:绿色转型,便捷出行

    在 “双碳” 目标和绿色发展理念的推动下,交通行业作为能源消耗和碳排放的重要领域,正积极探索绿色低碳发展路径。河南省作为我国的交通大省,积极响应国家政策,推进源网荷储一体化在高速公路服务区的应用。河南某高速服务区位于连霍高速公路 K588 公里处,日均车流量大,能源需求较高。为实现绿色低碳目标,服务区新增 1 台 630kVA 低压变压器,并建设了包含光伏发电、储能系统和充电桩的微电网系统。其中,光伏发电系统装机容量 100kW,年均发电量约 12 万度;储能系统容量 125kW/261kWh,用于削峰填谷和应急备用;充电桩配置 5 台 120kW 直流快充桩,满足电动汽车充电需求。

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    由于该区所属电力公司要求不允许反向送电,安科瑞为其设计了一套基于智慧能源管理平台、智慧储能、智慧光伏、智慧充电的 “AI 智能 + 光储充 + N” 源网荷储一体化管理系统。该系统通过防逆流保护装置、电能质量在线监测装置、协调控制器和智慧能源管理平台,实现了微电网的优化控制。

    通过实施安科瑞的源网荷储充一体化解决方案,该服务区实现了能源的高效利用和经济运行。基于 AI 智能算法调度低成本电源供应新能源充电桩,获取电能差价和充电服务费;储能系统实现谷峰套利收益;基于需量调控,降低了电费支出;在满足自身用电需求后,还实现了光伏余电上网收益。该方案不仅提升了服务区的绿色形象,也为过往电动汽车用户提供了更加便捷、高效的充电服务,促进了新能源汽车在交通领域的普及和应用 。

    (三)园区:智慧能源管理,可持续发展

    某高新技术产业园区,入驻了众多科技企业,用电需求大且对供电稳定性要求高。同时,园区积极响应国家节能减排政策,致力于打造绿色低碳园区。安科瑞为该园区提供了源网荷储充一体化解决方案,构建了智慧能源管理体系。

    园区内安装了大规模的分布式光伏发电系统,总装机容量达到 10MW,同时配备了 2MW/4MWh 的储能系统。通过 Acrel-EMS 智慧能源管理平台,对园区内的能源生产、传输、分配和使用进行全面监测和管理。平台实时采集光伏、储能、充电桩和各类负荷的运行数据,通过智能算法进行分析和预测,实现能源的优化调度。

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    在实施安科瑞的解决方案后,园区的能源利用效率大幅提升,可再生能源占比达到了 40% ,每年减少碳排放 8000 吨。通过峰谷电价套利和需量控制,园区每年节省电费 200 万元。智慧能源管理体系的建立,还提升了园区的管理水平和服务质量,为园区内企业的发展提供了有力支持,吸引了更多优质企业入驻,实现了园区的可持续发展。

    五、未来展望与行业影响

    安科瑞源网荷储充一体化解决方案的出现,为能源行业的发展带来了新的契机和方向,对整个能源行业产生了深远的影响,在推动能源转型、助力双碳目标实现等方面发挥着重要作用。

    在能源转型方面,随着全球对气候变化问题的关注度不断提高,实现能源的清洁化、低碳化转型已成为当务之急。安科瑞的源网荷储充一体化解决方案,通过整合多种能源资源,实现了能源的高效利用和优化配置,为能源转型提供了有力的技术支持。该方案推动了新能源的大规模应用,有效解决了新能源发电的间歇性和波动性问题,提高了新能源在能源结构中的占比。随着越来越多的企业和地区采用安科瑞的解决方案,新能源将逐步取代传统化石能源,成为能源供应的主体,从而加速全球能源转型的进程。

    在助力双碳目标实现方面,“双碳” 目标是我国对全球气候变化作出的庄严承诺,也是我国实现可持续发展的必然选择。安科瑞源网荷储充一体化解决方案在减少碳排放、提高能源利用效率等方面具有显著优势,为实现双碳目标提供了切实可行的路径。通过提高能源利用效率,该方案减少了能源的浪费和损耗,降低了能源生产和消费过程中的碳排放。通过促进新能源的消纳和利用,减少了对传统化石能源的依赖,进一步降低了碳排放。在某工业园区实施安科瑞的解决方案后,能源利用效率提高了 30%,可再生能源占比达到了 50%,每年减少碳排放 1.5 万吨,为实现双碳目标做出了积极贡献。

    展望未来,随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,安科瑞源网荷储充一体化解决方案将在能源行业发挥更加重要的作用。在技术创新方面,安科瑞将继续加大研发投入,不断提升储能技术、智能控制技术和能源管理技术水平,提高解决方案的性能和可靠性。研发更高能量密度、更长寿命、更安全的储能电池,开发更加智能化、精准化的能源预测和调度算法,为能源的高效利用和优化配置提供更强大的技术支持。

    审核编辑 黄宇