上一期，我们的主题是“嵌入式EMS：流水线生产微电网”，我们可以看到，嵌入式EMS成功打造了一个微电网“流水线”生产工厂。

那么当大批量微电网被“生产”出来后，我们又应该如何对微电网“们”进行协调控制呢？

嵌入式EMS也已经有了实践答案。

极简物控应用嵌入式EMS在杭州某区域打造了集化工、印染、轻加工等在内的8类用能企业、52家用户的智慧协同微网群示范。

我们了解到，区域超90%能源依赖于外部输入，具有典型大受端城市工业园区特征，以化纤纺织业、化学原料和化学制品制造业、化学纤维制造业、金属制品业、通用设备制造业、汽车制造业六大行业为主，属于高负荷密度区域，未来区域也仍以工业负荷为主，负荷发展相对稳定。

我们选择其中1个供电单元为微电网群示范建设区域，该供电单元由4个10kV标准单环网组成，因此我们划分为4个微电网群，示范区的电压等级在10千伏及以下，单个微电网群容量小于12兆瓦。

微电网群区域已建光伏12户（6649kWp）、储能1户（300kW/600kWh）。未来拟新建光伏14户（15110kWp）、储能7户（3000kW/6000kWh）、可调节负荷21户（9950kW），在3个企业中拟新建一体化充电设施，每套设备可同时服务停车场内40辆新能源车。

传统微电网群协同控制通常采用集中式架构，但是随着微电网数量不断增多，系统计算负担增大、处理效力降低，同时，由于集中式系统过于庞大，存在某一节点失灵可能影响全局的风险，系统可靠性较差，扩展灵活性不足。

在这样的场景下，分布式控制架构或许是更优的选择！

然而，哪怕采用分布式控制架构，每一层级的微电网分布式协同控制都需要服务器、控制器、物联网关等多个硬件支撑，结构笨重，而且需要针对不同应用场景逐一开发系统平台，通用性较差。

嵌入式EMS让微电网的分层分区（分布式）协同控制更加简单！

极简物控的嵌入式EMS是目前市面上核心的微电网能量管理产品化方案之一。嵌入式EMS软硬件高度集成，相当于１个嵌入式EMS＝数据网关＋微网控制器＋能量管理服务器，即１个用户仅需安装１个嵌入式EMS即可打造微网智能控制平台。

分层分区协同控制可分为“微电网层”、“协同控制层”、“系统平台层”。

在微电网层中，通过1个嵌入式EMS实现对1个微电网优化调控，包括内部源网荷的直接控制、微电网运行模式切换、微网稳定运行以及与外部电网的能量交互，满足微网自治优化运行需求。一方面，微电网层上送关键的基础数据，包括设备的状态、需求响应潜力评估和策略执行反馈等，共协同控制层决策参考。另一方面，微电网层接受上级下发的分解指令，包括调度策略、响应顺序和设备状态调节指令等，根据微电网自身状态，管理微电网内部源荷储资源，保障微网内部的功率平衡，有效保障系统的稳定性和经济性。

在协同控制层中，由嵌入式EMS和可视化平台构成，是架构中的中间层，是上下层数据和指令交互媒介，具备边缘计算、边缘互联、云边协同能力。一方面，协同控制层接收系统平台层下发的调控指令和下层微网群上发数据信息，制定考虑多目标约束的微网群优化调控策略，并下发控制指令下发给微电网层，实现微网群互联互济、协同运行。另一方面，将微网群执行情况，响应能力等信息反馈至系统平台层，辅助电网调度策略制定。

在系统平台层中，主要是电网调度中心与能源大数据中心，是区域的能源智能大脑。一方面，根据所辖区域内的能源消费特征以及微电网群的状态，制定区域调度策略，并下发至协同控制层。另一方面，接受系统控制层上报的执行情况、响应能力等数据，以此为重要的数据参考制定下阶段的调度策略。

在这样的系统架构下，单个微电网能够实现“最大功率输出模式、可调度模式、孤岛运行模式”及其他控制模式之间的切换，并且根据用户计划调度以及故障场景可以在并网和离网状态之间进行无缝切换，在孤岛模式下实现微电网自供电，依靠分布式电源和储能为电网用户供电。同时，微电网与微电网群之间进行能源、信息的交互互动，微电网与大电网实现电能的灵活互济，实现“企业收益最大、电网稳定运行、碳排总量最小”等多方面平衡，满足政府、用户、电网多方利益诉求，实现共建共享共赢。

在经济效益方面，微电网控制系统的建设成本下降超60%以上，系统运维由需要2个及以上专业编程人员降至1个兼职巡检人员。随着微电网数量地不断增多，系统建设边际成本将会进一步下降。在系统运营期间，光伏预期发电量（现有+新建）2700万度电/年，按照“80%自发自用，20%余量上网”的原则，预计可节约电费约2000万元／年，储能（现有+新建）通过“低充高放”等方式盈利约420万元／年，通过参与电网日前削峰响应获得补贴约380万元／年（按浙江省需求响应按照4元/千瓦时的上限标准进行补偿）。

在安全运行方面，微电网具备自平衡、自管理、自调节能力，独立运行时能保障内部负荷连续供电不低于2小时，微电网群的电量交换率接近50%，外部电网输入功率峰谷差下降比例超过25%，帮助实现日前削峰填谷20MW/次，每次大约为1.8小时，帮助电网稳定运行，极端事故条件下，配合需求响应和储能，内部非可调负荷可短时孤岛运行。此外，采取分层分区协同控制架构后，有效提高了系统的运行可靠性，不仅降低电网调度中心的调节负担。

在低碳发展方面，光伏发电占总用电比例高于100%的有9家，50%-100%之间7家，微电网群的光伏发电占总用电整体比例超过50%，新能源消纳率达100%，平均每年减少二氧化碳13500吨。

受益于嵌入式EMS是产品化的解决方案，微电网群的建设边际成本会进一步降低，并为微电网群提供了一个“交流沟通”的平台，邀请微电网们“加入群聊”，实现微电网群分层分区的协调控制。