在廈門(mén)大學(xué)翔安校區(qū)能源學(xué)院樓內(nèi)，一臺(tái)臺(tái)基于先進(jìn)電源、負(fù)載構(gòu)成的小型微電網(wǎng)系統(tǒng)悄然運(yùn)轉(zhuǎn)。沒(méi)有隆隆作響的機(jī)房，也沒(méi)有縱橫交錯(cuò)的電纜，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的供電系統(tǒng)正通過(guò)一套精密的“智慧大腦”實(shí)現(xiàn)無(wú)縫協(xié)同。
這是廈門(mén)大學(xué)能源學(xué)院教授鄭志鋒團(tuán)隊(duì)與廈門(mén)科華數(shù)能科技有限公司聯(lián)合打造的先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)集成設(shè)施創(chuàng)新平臺(tái)。運(yùn)行一年來(lái)，這座以智能管理系統(tǒng)為核心的“能源方舟”，以多項(xiàng)突破性技術(shù)重新定義分布式智能電力系統(tǒng)的安全與效率。
小型微電網(wǎng)系統(tǒng)由接入樓頂?shù)?0千瓦光伏平臺(tái)，功率為200千瓦、儲(chǔ)能容量為430千瓦時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，以及自主設(shè)計(jì)的智能管理系統(tǒng)構(gòu)成?！叭绻f(shuō)光伏平臺(tái)是‘主奏’，儲(chǔ)能系統(tǒng)是‘蓄能池’與‘穩(wěn)定器’，那我們自主設(shè)計(jì)的智能管理系統(tǒng)則是最關(guān)鍵的‘核心大腦’。”鄭志鋒介紹，該平臺(tái)實(shí)時(shí)優(yōu)化分配光伏產(chǎn)生的每一度綠電，優(yōu)先滿足用戶日常需求，并將富余能量和夜間低價(jià)谷電智能存入儲(chǔ)能系統(tǒng)。在光伏出力不足或市電異常時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)切換供電模式，改為由儲(chǔ)能單元或柴油發(fā)電工作，形成無(wú)縫銜接的能源保障。
該平臺(tái)不僅可實(shí)現(xiàn)光伏、市電、電化學(xué)儲(chǔ)能、柴油發(fā)電四源協(xié)同，還具備高度兼容性，可接入燃料電池、液流電池甚至超級(jí)電容器等新的能源模塊，降低對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴。在極端場(chǎng)景測(cè)試中，平臺(tái)還展現(xiàn)出驚人的穩(wěn)定性。當(dāng)模擬市電中斷且無(wú)光照時(shí)，系統(tǒng)會(huì)迅速切換至離網(wǎng)模式，通過(guò)儲(chǔ)能、柴油發(fā)電機(jī)和V2G充電樁構(gòu)建的微型電網(wǎng)，可獨(dú)立支撐實(shí)驗(yàn)室關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行超8小時(shí)。
鄭志鋒介紹，該平臺(tái)不僅是一個(gè)用能單元，還是一個(gè)可調(diào)度、可響應(yīng)的虛擬電廠節(jié)點(diǎn)。在并網(wǎng)時(shí)，它可參與校內(nèi)能源需求響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急電能調(diào)度；在離網(wǎng)時(shí)，它又能迅速重組微電網(wǎng)系統(tǒng)，維持樓宇和平臺(tái)供電穩(wěn)定。“這種自主運(yùn)行及調(diào)控能力，大幅提升了用戶的能源安全感，也為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中廣泛接入、靈活互動(dòng)的分布式智慧能源體系提供了關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)踐支撐?！编嵵句h說(shuō)。
考慮到當(dāng)前多元化的充電需求，該平臺(tái)設(shè)計(jì)的充電區(qū)不僅支持新能源轎車(chē)和電動(dòng)自行車(chē)，還預(yù)留了可接入新能源貨車(chē)或無(wú)人機(jī)的接口。未來(lái)，平臺(tái)還可結(jié)合電力市場(chǎng)交易，實(shí)現(xiàn)按需充電；通過(guò)配合V2G充電樁，還可實(shí)現(xiàn)按需放電。充電過(guò)程中，系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集各項(xiàng)參數(shù)，生成個(gè)性化電池診斷報(bào)告，同時(shí)為優(yōu)化電池管理算法積累海量數(shù)據(jù)，有利于提升電池安全壽命和效率管理水平。
傳統(tǒng)設(shè)備充放電產(chǎn)生的熱量和電能往往被直接耗散，造成巨大浪費(fèi)。該平臺(tái)團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)的高效逆變回饋裝置，能將電池簇釋放的電能精準(zhǔn)回收至儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“放電即充電”的閉環(huán)。在這一過(guò)程中，智能算法充當(dāng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)優(yōu)化與調(diào)度中心，精準(zhǔn)計(jì)算并平衡多方需求，并智能分配可調(diào)功率，顯著提升整體能效。
鄭志鋒說(shuō)，該平臺(tái)為清潔能源高效利用、電池全生命周期管理、多源智慧接入、高壓直流系統(tǒng)安全等提供了集研發(fā)、驗(yàn)證、示范于一體的高水平平臺(tái)，打造出可復(fù)制、可推廣的“校園方舟”范式。