小型微电网打造“能源方舟”

发布时间: 来源：科技日报

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在厦门大学翔安校区能源学院楼内，一台台基于先进电源、负载构成的小型微电网系统悄然运转。没有隆隆作响的机房，也没有纵横交错的电缆，整个实验室的供电系统正通过一套精密的“智慧大脑”实现无缝协同。

这是厦门大学能源学院教授郑志锋团队与厦门科华数能科技有限公司联合打造的先进储能技术集成设施创新平台。运行一年来，这座以智能管理系统为核心的“能源方舟”，以多项突破性技术重新定义分布式智能电力系统的安全与效率。

小型微电网系统由接入楼顶的50千瓦光伏平台，功率为200千瓦、储能容量为430千瓦时的储能系统，以及自主设计的智能管理系统构成。“如果说光伏平台是‘主奏’，储能系统是‘蓄能池’与‘稳定器’，那我们自主设计的智能管理系统则是最关键的‘核心大脑’。”郑志锋介绍，该平台实时优化分配光伏产生的每一度绿电，优先满足用户日常需求，并将富余能量和夜间低价谷电智能存入储能系统。在光伏出力不足或市电异常时，系统可自动切换供电模式，改为由储能单元或柴油发电工作，形成无缝衔接的能源保障。

该平台不仅可实现光伏、市电、电化学储能、柴油发电四源协同，还具备高度兼容性，可接入燃料电池、液流电池甚至超级电容器等新的能源模块，降低对传统电网的依赖。在极端场景测试中，平台还展现出惊人的稳定性。当模拟市电中断且无光照时，系统会迅速切换至离网模式，通过储能、柴油发电机和V2G充电桩构建的微型电网，可独立支撑实验室关键设备运行超8小时。

郑志锋介绍，该平台不仅是一个用能单元，还是一个可调度、可响应的虚拟电厂节点。在并网时，它可参与校内能源需求响应，实现应急电能调度；在离网时，它又能迅速重组微电网系统，维持楼宇和平台供电稳定。“这种自主运行及调控能力，大幅提升了用户的能源安全感，也为构建新型电力系统中广泛接入、灵活互动的分布式智慧能源体系提供了关键技术与实践支撑。”郑志锋说。

考虑到当前多元化的充电需求，该平台设计的充电区不仅支持新能源轿车和电动自行车，还预留了可接入新能源货车或无人机的接口。未来，平台还可结合电力市场交易，实现按需充电；通过配合V2G充电桩，还可实现按需放电。充电过程中，系统通过实时采集各项参数，生成个性化电池诊断报告，同时为优化电池管理算法积累海量数据，有利于提升电池安全寿命和效率管理水平。

传统设备充放电产生的热量和电能往往被直接耗散，造成巨大浪费。该平台团队自主设计的高效逆变回馈装置，能将电池簇释放的电能精准回收至储能系统，实现“放电即充电”的闭环。在这一过程中，智能算法充当系统的实时优化与调度中心，精准计算并平衡多方需求，并智能分配可调功率，显著提升整体能效。

郑志锋说，该平台为清洁能源高效利用、电池全生命周期管理、多源智慧接入、高压直流系统安全等提供了集研发、验证、示范于一体的高水平平台，打造出可复制、可推广的“校园方舟”范式。