2月3日，農(nóng)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(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轉(zhuǎn)化為電能，站內(nèi)充電樁發(fā)出輕微的聲響，儲能柜持續(xù)運轉(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(chǔ)設施建設日趨完善。《國家發(fā)展改革委等部門關(guān)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(shù)，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(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(nèi)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(nèi)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(shù)，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(shù)，實現(xiàn)站內(nèi)各電力要素的實時監(jiān)測和協(xié)調(diào)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(shù)，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?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)運行控制技術(shù)。

新技術(shù)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(shù)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(shù)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(diào)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(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)團隊。“要想在能源管理領(lǐng)域取得突破，必須掌握先進的預測技術(shù)和優(yōu)化策略。”吳凡說。

研發(fā)團隊在構(gòu)建預測模型時遇到挑戰(zhàn)：多個變量間關(guān)系復雜，傳統(tǒng)方法難以準確捕捉它們的相互關(guān)聯(lián)和影響，導致預測結(jié)果與實際有較大偏差。研發(fā)團隊采用大模型技術(shù)簡化模型構(gòu)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(guān)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(jīng)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(shù)使綠能e站日前光伏發(fā)電預測準確率達到93.8%，日內(nèi)光伏發(fā)電超短期預測準確率達到98.4%。應用該技術(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(jīng)驗

充電基礎(chǔ)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(chǔ)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(shù)可嵌入用戶側(cè)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(shù)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(guān)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(shù)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(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景。“大模型技術(shù)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(nèi)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(nóng)場魚塘等新型微電網(wǎng)場景。”易文飛介紹。

在人工智能時代，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(chǔ)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。