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安科瑞劉鴻鵬172一6972一5322
摘要
在“雙碳”戰(zhàn)略推動和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的背景下，越來越多的數(shù)據(jù)中心企業(yè)通過部署光儲一體化系統(tǒng)，實現(xiàn)綠色能源應(yīng)用。然而，隨著分布式光伏發(fā)電容量的提升，逆流對電網(wǎng)安全的影響日益突出。如何有效控制光伏系統(tǒng)逆流，保障電網(wǎng)穩(wěn)定，同時優(yōu)化企業(yè)能源利用效率，成為數(shù)據(jù)中心能源管理的核心問題。本文結(jié)合某數(shù)據(jù)中心光儲系統(tǒng)項目實踐，深入探討防逆流控制方案的設(shè)計思路、技術(shù)路徑及應(yīng)用成效，分析企業(yè)級數(shù)據(jù)中心如何通過智能能量管理系統(tǒng)實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型與能源價值提升。
1. 建設(shè)背景與需求分析
近年來，數(shù)據(jù)中心作為高能耗行業(yè)，正面臨能耗“雙控”、綠色認(rèn)證等政策壓力。通過建設(shè)光儲系統(tǒng)，提升可再生能源使用比例，已成為數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)低碳發(fā)展的重要手段。
在當(dāng)前背景下，分布式光伏裝機(jī)越來越多，某些地方出現(xiàn)紅區(qū)，當(dāng)?shù)仉娏疽笮陆ǚ植际焦夥园l(fā)自用，進(jìn)行做防逆流措施。光伏防逆流已成為部分客戶迫切的需求，主要原因有以下幾點：
（1）政策強制要求驅(qū)動
“430” 節(jié)點前并網(wǎng)的分布式光伏項目可沿用舊政策，“531” 節(jié)點后并網(wǎng)項目需執(zhí)行新規(guī)，如工商業(yè)項目需 100% 自發(fā)自用等，迫使企業(yè)通過防逆流技術(shù)確保合規(guī)。
（2）技術(shù)必要性：保障電網(wǎng)安全與穩(wěn)定
光伏發(fā)電間歇性易致功率波動，逆流可能引發(fā)電壓升高、頻率異常等，威脅設(shè)備安全。防逆流裝置可在檢測到逆流時短時間內(nèi)切斷電路或調(diào)節(jié)逆變器功率。防逆流技術(shù)結(jié)合智能電表可解決傳統(tǒng)電表計量矛盾，滿足計量要求。
（3）經(jīng)濟(jì)性提升與能源效率優(yōu)化
柔性調(diào)節(jié)方案可減少棄光損失，結(jié)合峰谷套利降低用戶電費成本。相關(guān)能量管理系統(tǒng)通過算法優(yōu)化光儲協(xié)同，提升自發(fā)自用率，縮短投資回收期。“531” 后新能源項目需通過電力市場交易定價，防逆流技術(shù)幫助企業(yè)調(diào)節(jié)出力，提升收益穩(wěn)定性。
（4）技術(shù)方案多樣化適配場景需求
速斷方案成本低、改造快，適用于小型戶用場景；柔性調(diào)節(jié)方案可實現(xiàn)毫秒級功率調(diào)節(jié)，適配工商業(yè)多并網(wǎng)點復(fù)雜場景。智慧能源平臺整合數(shù)據(jù)，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲協(xié)同優(yōu)化，提升資產(chǎn)增值空間。
然而，當(dāng)前部分地區(qū)電網(wǎng)對于光伏上網(wǎng)存在管控，尤其是在局部電網(wǎng)負(fù)荷不足、紅區(qū)限制區(qū)域，要求光伏發(fā)電“自發(fā)自用、嚴(yán)禁逆流”，否則會對上級電網(wǎng)造成電能質(zhì)量風(fēng)險，甚至引發(fā)設(shè)備保護(hù)動作。
以某大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中衛(wèi)數(shù)據(jù)中心為例，園區(qū)光伏系統(tǒng)需接入0.4kV低壓系統(tǒng)，僅供本地負(fù)荷使用，禁止上送至10kV電網(wǎng)。同時，由于數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)連續(xù)性要求高，需保障供電穩(wěn)定性、逆流控制實時性、系統(tǒng)安全性，實現(xiàn)全天候無人值守。
2. 項目情況
亞馬遜中衛(wèi)數(shù)據(jù)中心項目共計存在三個站點，50、52站點的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?1FOC機(jī)房主機(jī)統(tǒng)一管理控制。
50站點Admin：1個并網(wǎng)點，配有4臺逆變器、1臺儲能柜。51站點Admin：1個并網(wǎng)點，配有4臺逆變器、1臺儲能柜。51站點CCU：3個并網(wǎng)點，配有3臺逆變器。52站點Admin：1個并網(wǎng)點，配有4臺逆變器、1臺儲能柜。52站點CCU：3個并網(wǎng)點，配有3臺逆變器。
項目中光伏在0.4kV接入低壓系統(tǒng)并網(wǎng)，客戶要求光伏發(fā)電僅用于低壓部分，嚴(yán)禁上送到10kV電網(wǎng)影響上級電網(wǎng)的電能質(zhì)量。
以下為該項目的圖紙：
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根據(jù)客戶的要求，本分布式光伏項目，只能就地消納，禁止上送10kV電網(wǎng)。
3. 防逆流方案設(shè)計
針對數(shù)據(jù)中心復(fù)雜用能需求，該項目采用Acrel2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)+AM3防逆流保護(hù)裝置+電能質(zhì)量在線監(jiān)測APView500的多層次控制策略，打造柔性調(diào)控、剛性保護(hù)協(xié)同的防逆流解決方案，主要設(shè)計思路如下：
分布式監(jiān)控：在每個并網(wǎng)點配置AM3防逆流保護(hù)裝置，實時監(jiān)測0.4kV線路功率，接近設(shè)定閾值（15kW）時，系統(tǒng)即時響應(yīng)，動態(tài)控制光伏出力。
柔性功率調(diào)節(jié)：Acrel2000MG系統(tǒng)實時采集負(fù)荷、光伏發(fā)電、電網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，智能下發(fā)逆變器調(diào)節(jié)指令，實現(xiàn)毫秒級動態(tài)調(diào)控，避免觸發(fā)剛性斷路器跳閘。
電能質(zhì)量保障：每臺逆變器配置APView500監(jiān)測裝置，確保光伏輸出符合電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)數(shù)據(jù)中心敏感負(fù)載。
冗余保護(hù)機(jī)制：當(dāng)柔性調(diào)節(jié)失效或突發(fā)異常時，AM3裝置可自動切斷部分光伏回路，保障供電系統(tǒng)安全。
智能組網(wǎng)：通過ANet系列通信管理機(jī)，實現(xiàn)站點間數(shù)據(jù)聯(lián)動，形成統(tǒng)一的能源管理平臺，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控與無人值守運維。
3.2 項目實施與成效
該項目覆蓋50、51、52號站點，分布接入約20臺逆變器與儲能系統(tǒng)，構(gòu)建了統(tǒng)一的微電網(wǎng)管理平臺。
實際運行表明：
公共連接點功率維持在15kW設(shè)定閾值以內(nèi)，消除逆流風(fēng)險；
光伏發(fā)電自發(fā)自用率大幅提升，系統(tǒng)棄光率降低10%以上；
防逆流綜保動作頻次下降，系統(tǒng)整體運行穩(wěn)定性增強，未影響數(shù)據(jù)中心主負(fù)載運行；
借助可視化人機(jī)交互界面，運維人員可直觀掌握光伏出力、電網(wǎng)功率、電能質(zhì)量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，提升運維效率。
3.3 方案效果
某數(shù)據(jù)中心光伏防逆流項目應(yīng)用 Acrel-2000MG 能量管理系統(tǒng)，通過集成分布式能源構(gòu)建統(tǒng)一監(jiān)測管理體系。系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)中心實時負(fù)荷需求，動態(tài)調(diào)控各光伏單元輸出功率，在防逆流綜保動作前，以逆變器功率調(diào)節(jié)指令實現(xiàn)柔性控制，確保光伏電力零逆流并網(wǎng)。實際運行顯示，公共連接點功率維持在 15kW 設(shè)定閾值，消除逆流風(fēng)險，避免影響上級電網(wǎng)正常供電，影響上級電網(wǎng)電能質(zhì)量。該方案同步提升微電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，為高算力密度的數(shù)據(jù)機(jī)房打造了合規(guī)、經(jīng)濟(jì)的綠色能源范式，實現(xiàn)供電可靠性與低碳運營的雙重價值升級。
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該系統(tǒng)搭載的人機(jī)交互界面采用電氣一次圖可視化設(shè)計，管理人員可直觀查看各電氣回路運行狀態(tài)，實時監(jiān)測光伏回路電壓、電流、功率因數(shù)等電參數(shù)。通過分布式電源發(fā)電管理模塊，既能實時掌握發(fā)電單元出力曲線、收益數(shù)據(jù)，又可動態(tài)調(diào)整發(fā)電功率設(shè)置，為數(shù)據(jù)中心構(gòu)建起 “可視化監(jiān)測 - 智能化調(diào)控 - 數(shù)字化管理” 的全流程能源管控體系，助力高算力場景下的綠色電力精細(xì)化運營。
4. 應(yīng)用價值分析
政策合規(guī)
滿足地區(qū)電網(wǎng)防逆流政策要求，保障光伏系統(tǒng)穩(wěn)定并網(wǎng)。
提升能源利用效率
優(yōu)化光儲協(xié)同運行策略，提升自發(fā)自用率，降低電費成本。
保障供電可靠性
通過柔性+剛性雙機(jī)制設(shè)計，保障數(shù)據(jù)中心7×24小時連續(xù)供電。
推動綠色低碳發(fā)展
支持綠色數(shù)據(jù)中心認(rèn)證、企業(yè)碳管理目標(biāo)實現(xiàn)，提升品牌競爭力。
5. 結(jié)語
防逆流控制技術(shù)作為企業(yè)級數(shù)據(jù)中心綠色能源管理的關(guān)鍵組成，已從單一的硬件保護(hù)演進(jìn)至軟硬件結(jié)合、智能協(xié)同的綜合方案。通過Acrel2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，配合AM3系列防逆流裝置，企業(yè)數(shù)據(jù)中心不僅實現(xiàn)了光儲系統(tǒng)安全合規(guī)運行，更助力綠色低碳轉(zhuǎn)型，推動能源管理智能化升級。
未來，隨著AI算法優(yōu)化、能源交易市場化推進(jìn)，企業(yè)數(shù)據(jù)中心光儲防逆流方案將持續(xù)演進(jìn)，釋放更大綠色能源價值空間。
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