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本方案构建小型园区风光储一体化电力自动化集控体系，实现源储荷协同调控、配电自动化监视保护与并离网无缝切换，保障园区安全、经济、可靠供能。
一、方案概述
本方案面向小型工业园区/产业园区（0.4kV/10kV侧，总风光装机一般≤2MW，储能≤1MWh），建设一套风光储一体化电力自动化集控系统（EMS能量管理+微网协调控制器+配电自动化），实现风机、光伏、储能PCS/BMS、配电开关柜、保护装置、园区负荷的统一监视、自动协同控制、故障保护、并离网切换、防逆流、峰谷套利、需求响应，满足园区自发自用、绿电消纳、重要负荷保供、降低电费、提升供电可靠性目标，支持本地站控+远程集控，可无人值班、少人值守。
适用场景：厂房屋顶光伏+小型分布式风机+电化学储能，园区含普通负荷+一级/二级重要负荷，市电作为主备用电源。
二、总体设计原则
1.安全优先：并网保护、孤岛保护、过压/低频/过流保护完备；支持并网/离网平滑切换，故障快速隔离。
2.分层自治：设备层就地保护、协调层实时功率控制、决策层日前/日内优化调度，本地优先，云端为辅，断网时本地控制不失效。
3.电网友好：防逆流、有功平滑、无功电压调节，满足配网并网技术要求，避免反向送电考核。
4.经济运行：最大化风光就地消纳，储能峰谷充放电套利，可调节负荷联动，降低需量电费。
5.标准开放：Modbus TCP、IEC61850、IEC104、MQTT等标准协议，方便后期扩容与对接上级配电调度。
三、系统总体架构（三层架构）
1）设备感知执行层（底层）
采集所有一次设备实时量测，接收上层控制指令执行动作：
发电单元：小型风机控制器、光伏逆变器、汇流箱智能监测装置；
储能单元：PCS储能变流器、BMS电池管理系统、消防监测；
配电自动化：0.4kV智能断路器、10kV环网柜/FTU、综保装置、电压电流互感器、电能表；
负荷侧：智能负荷开关、可调负荷（空压机、中央空调、充电桩）、重要负荷UPS；
通信：工业网关、光电转换、4G/5G冗余通信，就地IO采集。
2）协调控制层（集控核心，就地控制柜）
微网协调控制器（MGCC）+通信管理机，是电力自动化核心，秒级实时闭环控制：
实时采集全网功率、电压、电流、SOC、开关位置、保护信号；
有功/无功协同调节、孤岛检测、并离网切换、防逆流、故障快速隔离；
本地保护逻辑独立运行，网络中断不影响就地安全控制；
与EMS能量管理平台交互，执行EMS下发的功率计划。
3）决策集控层（监控+能量优化）
EMS能量管理系统（集控主机），部署在园区中控室，支持本地画面+WEB远程集控：
全景SCADA监控：一次主接线图、遥测遥信遥控、告警、事件录波；
功率预测：光伏、风机短期功率预测、园区负荷预测；
日前优化调度：生成储能充放电计划、可调负荷策略；
日内滚动优化：按实时风光、负荷修正计划，平抑功率波动；
统计分析：发电量、消纳率、电费、碳排放、设备健康诊断；
对外接口：向上对接园区运维平台、配网调度（IEC104）。
四、一次主系统方案（交流耦合方案，小型园区首选）
交流母线架构：风机、光伏逆变器、储能PCS均接入园区0.4kV交流母线，通过10kV/0.4kV配电变压器接入公共电网；母线分出重要负荷回路与普通负荷回路。
1.光伏阵列：屋顶/车棚分布式光伏，组串式逆变器；
2.小型风机：水平轴分布式风机，并网变流器；
3.电化学储能：磷酸铁锂储能舱，PCS双向变流器+BMS，配套消防、温控；
4.配电系统：进线开关柜、母联柜、出线智能开关、微机保护装置；
5.负荷分区：重要负荷（服务器、自控、消防）、可中断可调负荷、基础负荷。
可选升级：构网型PCS，提升离网模式下电压频率支撑能力，适合对保供要求高的园区。
五、电力自动化集控核心功能
5.1 SCADA全景监控
遥测：电压、电流、有功/无功、功率因数、SOC、电池温度、风机转速、辐照、环境温湿度；
遥信：开关位置、保护动作信号、设备故障告警、储能故障、风机故障；
遥控：远程分合断路器、调节PCS有功/无功功率、启停风机/光伏；
画面：主接线图、各单元分画面、告警窗口、历史曲线、事件顺序记录SOE、故障录波。
5.2 多源协同控制策略（核心）
1.并网运行模式（常态）
优先风光就地供负荷；富余电量优先充储能；
防逆流控制：实时监测并网点功率，一旦出现反向送电趋势，立即降低光伏/风机出力或提升储能充电功率，杜绝向电网倒送；
风光功率平滑：储能吸收风光短时波动，减小并网点功率波动；
AVC无功电压控制：PCS动态调节无功，稳定母线电压，降低电压越限风险；
峰谷策略：谷段储能充电，峰段储能放电，削减园区尖峰需量。
2.离网孤岛模式（市电失电）
孤岛检测：被动+主动孤岛检测，毫秒级判定；
并离网无缝切换：电网故障时，快速断开并网开关，系统切换为孤岛微网；
构网型PCS建立孤岛母线电压、频率基准；风机、光伏工作在电流源跟随模式；
负荷分级管理：自动切除非重要负荷，保障一级重要负荷持续供电；
孤岛内功率平衡，SOC低限保护，防止储能过放。
3.故障保护与自愈
故障类型：短路、过流、过压、欠压、过频、低频、电池过温；
分级保护：设备级保护优先动作；集控层检测系统性故障，联动开关隔离故障区域；
故障自愈：局部故障隔离后，在允许条件下自动恢复非故障区域供电；
告警分级：预警、一般告警、紧急跳闸告警，声光+短信推送。
5.3 能量优化与运维
风光+负荷预测（短期15min~24h）；
日前优化：以用电成本最低、绿电消纳最大为目标，输出储能计划；
需求响应：接收电网需求响应指令，调节储能充放电、削减可调负荷；
设备健康管理：BMS电芯监测、逆变器/风机状态诊断、预防性告警；
电能量统计、绿电占比、碳减排统计、报表自动导出。
六、通信与网络安全设计
1.控制网与管理网物理隔离；集控控制柜、MGCC、保护装置采用工业以太网；
2.关键链路双路由冗余（有线+4G）；
3.安全措施：防火墙、访问权限分级、操作日志、报文加密，禁止外网直接访问就地控制核心；
4.协议：就地设备Modbus TCP；对接上级调度采用IEC 104；云端运维MQTT。
七、保护配置清单（电力自动化必备）
1.并网侧：防孤岛保护、过压/欠压、过频/低频、逆功率保护；
2.储能系统：BMS电池保护、PCS交流侧保护、直流短路保护；
3.配电回路：过流、速断、零序接地保护；
4.风机/光伏逆变器自带并网保护，集控系统作为后备协同保护。
八、运行模式切换逻辑
1.正常并网运行；
2.计划孤岛：手动指令，提前切负荷，再断开并网开关，转入离网；
3.故障孤岛：电网失电，自动孤岛检测→跳并网开关→孤岛运行；
4.电网恢复：满足电压频率条件，同期校验，自动/手动同期并网，恢复并网模式。
九、方案亮点（小型园区轻量化）
1.集控一体化：一套平台同时完成配电自动化+微网控制+能量管理，不拆分多套独立系统，降低投资；
2.本地硬兜底：MGCC独立就地控制，断网、EMS停机，保护与功率调节依然可用；
3.部署灵活：机柜式集控屏，中控室占地面积小；支持后期扩容新增风机、光伏、储能、充电桩；
4.满足电网接入验收：具备防逆流、孤岛保护、遥信遥测，可配合供电公司并网验收。
十、风险与边界说明
1.孤岛运行容量受限，需按重要负荷容量校核储能与风光容量；
2.离网模式下电能质量取决于PCS选型，高精密负荷建议配套UPS；
3.控制策略参数需结合园区负荷曲线、装机容量做仿真整定；
4.并网前方案、保护定值需报送属地供电部门审核。
十一、可交付成果清单（可研/初步设计可用）
总体方案说明书；
一次主接线图；
集控系统架构图、网络拓扑图；
I/O测点清单、遥信遥测遥控清单；
控制策略逻辑说明；
保护定值方案；
平面布置图、控制柜配置清单；
投资估算、收益测算（自发自用、峰谷套利、需量节省）。
