夜雨聆风
观点 / 李文慧 主笔 / 李文慧 编辑 /敏君 版面 / 敏君这是文慧的科技江湖公众号的第180篇原创文章 微电网核心平台 PRD 需求文档
文档概述
1.1 文档目的
本文档明确微电网核心平台产品需求，包含产品目标、功能范围、用户角色、核心模块、非功能需求、接口及验收标准等，作为微电网平台设计、开发、测试、交付、运维的唯一依据，统一各方认知，保障平台贴合园区 / 工商业 / 离网微电网实际业务与并网合规要求。
1.2 文档范围
覆盖微电网全业务链路：分布式源储荷接入、实时监控、能量优化调度、离 / 并网模式切换、运维管理、能耗分析、就地自治控制等；不包含光伏、储能逆变器、配电柜等硬件设备结构设计与生产，仅定义平台与终端的通信对接、数据交互及控制指令规范。
1.3 术语定义
微电网 MG（Micro Grid）：由分布式光伏 / 风电、储能系统、可控负荷、充电桩、配电设备及能量管理平台组成，可并网运行也可离网自治的小型电力系统。
源储荷：分布式电源（光伏 / 风电）、储能系统（锂电 / 液流储能）、可控负荷（工商业空调、生产设备、充电桩）统称。
并离网切换：微电网根据电网故障、电价策略、运维需求，自动 / 手动切换并网运行与孤网自治运行模式。
EMS 能量管理系统：微电网核心调度中枢，负责数据采集、负荷预测、功率优化、指令下发、安全约束管控。
就地自治：微电网断网脱离大电网后，边缘网关本地维持功率平衡、稳压调频，保障重要负荷不间断供电。
需求响应：微电网聚合内部可调负荷，参与电网削峰填谷、错峰用电，获取政策补贴与电价收益。
1.4 参考文档
《微电网接入配电网技术规范》
《分布式储能微电网运行控制导则》
电力监控系统安全防护规定（等保三级）
电力通信协议标准：DL/T 645、IEC 60870-5-104、Modbus、MQTT、OPC UA
园区 / 工商业微电网建设及并网验收规范
产品概述
2.1 产品目标
合规目标：满足微电网并网、调度、安全运行规范，符合网络安全等保三级，适配地方微电网备案与验收要求。
功能目标：实现源储荷可观、可测、可调、可控，支持并离网无缝切换、智能调度、能耗分析、运维全流程管理。
性能目标：系统高可靠低时延，实时数据精准同步，系统全年可用率≥99.9%，保障重要负荷不间断供电。
商业目标：平抑峰谷电价差、降低用电成本、消纳分布式新能源、参与需求响应增收，缩短微电网投资回收期。
2.2 产品定位
本产品是园区 / 工商业 / 村落离网微电网的能量管理核心平台，面向微电网业主、运维人员、园区物业、电网运维人员、系统管理员，提供源储荷聚合监控、优化调度、并离网控制、能耗统计、运维工单一体化解决方案，打通 “分布式资源 - 微电网平台 - 配网 - 用户负荷” 全链路。
2.3 用户角色及核心需求
用户角色 核心职责 核心需求 微电网业主 成本管控、收益查看、运行状态监控 1. 实时查看光伏、储能、负荷运行数据；2. 统计用电成本、新能源消纳率、节电收益；3. 查看告警故障、整体运行报表。 运维管理人员 设备巡检、故障处理、调度操作、台账管理 1. 全量设备实时监控与告警处置；2. 手动 / 自动调度策略配置；3. 设备台账、运维工单、巡检计划管理；4. 导出运维及能耗报表。 电网运维人员 微电网并网状态监测、安全校核、调度协同 1. 查看微电网并网点功率、电压、并网状态；2. 监测反向送电、负荷冲击等安全指标；3. 接收微电网故障告警与运行上报数据。 园区物业 负荷管控、有序用电、园区能耗统计 1. 分区监控园区用电负荷；2. 执行错峰限电、有序用电策略；3. 按楼栋 / 区域统计能耗、节能分析。 系统管理员 系统配置、权限管控、接口运维、数据备份 1. 协议、参数、接口配置；2. 用户角色与权限分配；3. 系统运维、日志审计、数据备份恢复。
核心功能需求
3.1 源储荷资源聚合接入模块
3.1.1 资源档案管理
功能描述：统一管理光伏、风电、储能、充电桩、工商业负荷、配电柜等全类型微电网资源，建立标准化台账。
核心需求：
录入字段：资源名称、设备类型、装机容量、额定功率、安装位置、并网点编号、设备型号、调节特性、通信协议、投运时间、权属信息。
支持按园区 / 楼栋 / 支路分组管理，树形结构层级展示。
唯一标识查重，避免重复接入；支持 Excel 批量导入导出档案。
权限分级：运维可编辑，业主仅查看，管理员全局管控。
验收标准：档案信息完整、分组清晰、批量导入导出正常、权限隔离有效。
3.1.2 设备协议接入对接
功能描述：适配微电网各类终端设备，实现协议转换、数据透传与控制指令互通。
核心需求：
协议兼容：Modbus、MQTT、IEC 104、DL/T645、OPC UA，支持自定义协议配置。
接入方式：5G/4G 无线、光纤专网，支持主备双链路冗余。
适配储能 BMS、光伏逆变器、充电桩、智能电表、边缘网关、配电柜。
支持边缘网关对接，实现现场协议转换、本地缓存、断网就地自治。
内置接入自测工具，一键校验通信连通性、数据准确性。
验收标准：全类型设备稳定接入，协议解析无误，双链路切换正常，断网本地自治可用。
3.2 数据采集与 SCADA 可视化监控模块
3.2.1 实时数据采集
功能描述：全量采集微电网源、储、荷、并网点实时运行数据及告警事件，入库时序数据库。
核心需求：
采集内容：发电功率、负荷功率、储能 SOC/SOH、电压 / 电流 / 频率、并网点潮流、设备运行状态、故障告警。
采集频率：实时功率 / 电参量≤5s，SOC / 设备状态≤15min，支持自定义周期配置。
数据指标：数据完整率≥99.9%，传输时延≤200ms，精度 ±0.2%，自动识别数据跳变、缺失并触发告警。
存储要求：时序数据存储≥3 年，告警及操作日志存储≥5 年，支持历史回溯导出。
验收标准：采集实时准确、异常识别灵敏，历史数据可查询、可导出、存储周期达标。
3.2.2 可视化全景监控
功能描述：以组态画面、GIS 地图、数据看板、趋势曲线直观展示微电网整体运行态势。
核心需求：
电气一次组态：模拟微电网配电拓扑图，实时刷新功率、开关状态、潮流方向。
GIS 地理分布：标注所有设备位置，红黄绿区分故障 / 离线 / 正常状态，点击查看详情。
总览看板：展示总发电量、总负荷、储能 SOC、自发自用率、峰谷节电收益、告警总数核心指标。
趋势曲线：日 / 周 / 月 / 年功率、负荷、储能曲线，支持多设备对比、缩放、截图导出。
告警中心：按紧急 / 重要 / 一般分级，支持筛选、确认、派单、闭环留痕。
验收标准：组态动态刷新、GIS 定位准确、看板指标实时、曲线清晰、告警闭环流程完整。
3.3 负荷预测与能量优化调度模块
3.3.1 源荷功率预测
功能描述：基于气象、历史负荷、节假日规律，预测光伏出力、园区用电负荷，为调度提供依据。
核心需求：
预测类型：分布式光伏出力预测、园区综合负荷预测、充电桩集群负荷预测。
预测周期：超短期 15min\4h、短期 1\7 天，支持周期自定义。
预测精度：负荷及新能源预测误差＜5%，支持人工修正、模型自动迭代优化。
对接第三方气象数据：光照、温度、风速，提升预测准确率。
验收标准：预测结果合理、误差达标、支持人工修正，气象数据对接稳定。
3.3.2 智能优化调度
功能描述：基于电价、负荷、新能源出力、储能状态，自动制定最优运行策略，降本增收、平抑波动。
核心需求：
调度目标：峰谷套利最大化、新能源就地消纳最大化、电网冲击最小化、运维成本最小化，支持优先级自定义。
调度策略：储能充放电策略、负荷错峰有序用电、光伏就地消纳、无功功率优化。
多时间尺度：日前调度计划、日内滚动修正、实时秒级微调。
安全约束：限定电压、频率、功率、储能 SOC 上下限，越限自动约束调度指令。
验收标准：调度策略逻辑合理，可自动执行，满足安全约束，有效降低用电成本。
3.4 并离网控制与安全约束模块
3.4.1 并离网无缝切换
功能描述：支持微电网并网运行、孤网离网运行自动 / 手动切换，保障重要负荷不间断供电。
核心需求：
切换触发条件：电网故障、电压越限、计划检修、人工手动触发。
无缝切换：切换过程无断电冲击，稳压调频，保障重要负荷持续供电。
孤网控制：离网后储能为主电源，联动光伏、可控负荷做功率平衡。
模式锁定：支持锁定运行模式，防止误切换；切换全程日志记录、事件告警。
验收标准：并离网切换平滑无断电，孤网功率平衡稳定，事件记录完整。
3.4.2 安全约束与防误操作
功能描述：实时监控设备及电网参数，设置安全阈值，规避超限运行、误操作及设备损坏。
核心需求：
阈值管控：电压、频率、功率、储能充放电功率、SOC 高低限阈值自定义，越限自动限流、停机告警。
操作防护：关键调度、模式切换指令双重确认，权限校验防误操作。
应急处置：支持紧急停机、重要负荷保电、非重要负荷快速切除一键操作。
验收标准：阈值触发动作可靠，防误操作机制有效，应急处置响应及时。
3.5 能耗分析与成本收益模块
3.5.1 能耗统计分析
功能描述：按区域、设备、时段多维度统计用电量、发电量、消纳率，做节能分析。
核心需求：
维度统计：按园区、楼栋、支路、单设备统计日 / 月 / 年能耗。
指标计算：新能源自发自用率、余电上网量、峰谷用电量占比、线损统计。
同比环比分析：同期能耗对比、节能率分析，图表可视化展示。
验收标准：能耗统计准确，多维度拆分清晰，同比环比分析直观。
3.5.2 成本与收益核算
功能描述：自动计算购电成本、光伏节电收益、需求响应补贴、峰谷套利收益。
核心需求：
电价配置：支持峰谷平电价、分时电价、并网售电电价自定义。
自动核算：月度用电成本、储能套利收益、新能源节电收益汇总。
报表导出：成本收益月报、年报，支持 Excel/PDF 导出。
验收标准：成本收益计算逻辑准确，报表数据无误、可直接用于经营分析。
3.6 运维管理与系统配置模块
3.6.1 用户权限与系统管理
多角色预设 + 自定义角色，精细化功能权限、数据权限隔离。
账号安全：密码复杂度、登录失败锁定、操作日志全留存可审计。
3.6.2 设备运维工单
设备全生命周期台账、定期巡检计划配置、故障告警自动生成工单、指派运维人员、闭环处理留痕。
3.6.3 自定义报表
预置运行报表、能耗报表、收益报表、运维报表；支持自定义报表模板、自选指标与时间维度。
非功能需求
4.1 性能需求
页面加载≤2s，数据查询≤3s，调度计划生成≤3min。
系统可用率≥99.9%，单故障修复时间≤4h。
支持接入微电网设备≥500 台，同时在线用户≥50 人。
指令下发时延≤30s，执行反馈时延≤10s。
4.2 安全需求
符合等保三级，网络分区隔离、防 DDoS、漏洞定期扫描。
传输采用 TLS1.3 / 国密加密，敏感数据存储加密。
自动每日多备份，备份留存≥3 份，系统恢复时间≤1h。
所有操作、指令、修改日志留存≥5 年，可追溯审计。
4.3 兼容性需求
兼容 Chrome、Edge、Firefox 最新版浏览器。
服务端适配 Linux CentOS、Windows Server；兼容 MySQL、TDengine、InfluxDB。
可适配对接配网 EMS、园区能耗系统、充电桩平台、第三方气象平台。
4.4 可扩展性需求
可快速新增氢能、虚拟负荷、光储充一体化等资源类型。
集群横向扩容，支持微电网集群多站点统一管控。
标准化接口，新增第三方对接周期≤15 天。
4.5 易用性需求
电力行业风格组态界面，操作流程简化，关键操作有提示指引。
支持批量导入、批量指令下发、一键导出报表。
接口需求
5.1 内部接口
各模块数据互通接口、数据库读写接口，响应时延≤1s，传输成功率≥99.9%。
5.2 外部接口
配网调度 EMS 接口：IEC104 协议，实现运行数据上报、调度指令接收。
终端设备接口：Modbus/MQTT/DL/T645，适配逆变器、储能、电表、充电桩。
第三方接口：气象数据、园区物业系统、需求响应平台对接。
5.3 接口规范
统一数据格式、字段定义，接口加密认证、调用日志监控、异常告警。
交互与原型需求
6.1 交互原则
界面风格统一、操作实时反馈、关键操作可撤销、面包屑导航清晰。
6.2 核心页面
登录页、微电网总览看板、电气组态监控、资源档案管理、调度策略配置、并离网控制、能耗分析、成本收益、告警工单、系统权限配置。
实施与验收
7.1 实施周期
需求调研设计 1-2 个月→开发 3-4 个月→联调测试 1 个月→现场试运行 1 个月→正式上线 1 周→长期迭代优化。
7.2 验收标准
功能全覆盖无缺失、性能指标达标、通过等保三级、内外接口对接稳定、全套技术文档 / 用户手册齐全。
风险与应对
风险类型 风险描述 应对措施 技术风险 设备协议繁杂、接入适配难；孤网切换功率波动 提前协议调研、标准化适配；仿真测试 + 现场分步调试，优化控制算法 合规风险 微电网并网验收、备案不达标 前期对接电网，按规范设计功能，提前合规评审 数据风险 数据缺失、延时影响调度决策 多链路冗余、数据异常校验、自动补全与告警 运营风险 运维人员操作不熟练 配套操作手册、视频培训、界面简化、关键操作弹窗指引
附则
文档随政策、需求、技术迭代更新，更新后同步各方；作为开发验收法定依据，自发布之日生效。
微电网 MG（Micro Grid）：由分布式光伏 / 风电、储能系统、可控负荷、充电桩、配电设备及能量管理平台组成，可并网运行也可离网自治的小型电力系统。
源储荷：分布式电源（光伏 / 风电）、储能系统（锂电 / 液流储能）、可控负荷（工商业空调、生产设备、充电桩）统称。
并离网切换：微电网根据电网故障、电价策略、运维需求，自动 / 手动切换并网运行与孤网自治运行模式。
EMS 能量管理系统：微电网核心调度中枢，负责数据采集、负荷预测、功率优化、指令下发、安全约束管控。
就地自治：微电网断网脱离大电网后，边缘网关本地维持功率平衡、稳压调频，保障重要负荷不间断供电。
需求响应：微电网聚合内部可调负荷，参与电网削峰填谷、错峰用电，获取政策补贴与电价收益。
《微电网接入配电网技术规范》
《分布式储能微电网运行控制导则》
电力监控系统安全防护规定（等保三级）
电力通信协议标准：DL/T 645、IEC 60870-5-104、Modbus、MQTT、OPC UA
园区 / 工商业微电网建设及并网验收规范
合规目标：满足微电网并网、调度、安全运行规范，符合网络安全等保三级，适配地方微电网备案与验收要求。
功能目标：实现源储荷可观、可测、可调、可控，支持并离网无缝切换、智能调度、能耗分析、运维全流程管理。
性能目标：系统高可靠低时延，实时数据精准同步，系统全年可用率≥99.9%，保障重要负荷不间断供电。
商业目标：平抑峰谷电价差、降低用电成本、消纳分布式新能源、参与需求响应增收，缩短微电网投资回收期。
| 用户角色 | 核心职责 | 核心需求 |
|---|---|---|
功能描述：统一管理光伏、风电、储能、充电桩、工商业负荷、配电柜等全类型微电网资源，建立标准化台账。
核心需求：
录入字段：资源名称、设备类型、装机容量、额定功率、安装位置、并网点编号、设备型号、调节特性、通信协议、投运时间、权属信息。
支持按园区 / 楼栋 / 支路分组管理，树形结构层级展示。
唯一标识查重，避免重复接入；支持 Excel 批量导入导出档案。
权限分级：运维可编辑，业主仅查看，管理员全局管控。
验收标准：档案信息完整、分组清晰、批量导入导出正常、权限隔离有效。
功能描述：适配微电网各类终端设备，实现协议转换、数据透传与控制指令互通。
核心需求：
协议兼容：Modbus、MQTT、IEC 104、DL/T645、OPC UA，支持自定义协议配置。
接入方式：5G/4G 无线、光纤专网，支持主备双链路冗余。
适配储能 BMS、光伏逆变器、充电桩、智能电表、边缘网关、配电柜。
支持边缘网关对接，实现现场协议转换、本地缓存、断网就地自治。
内置接入自测工具，一键校验通信连通性、数据准确性。
验收标准：全类型设备稳定接入，协议解析无误，双链路切换正常，断网本地自治可用。
功能描述：全量采集微电网源、储、荷、并网点实时运行数据及告警事件，入库时序数据库。
核心需求：
采集内容：发电功率、负荷功率、储能 SOC/SOH、电压 / 电流 / 频率、并网点潮流、设备运行状态、故障告警。
采集频率：实时功率 / 电参量≤5s，SOC / 设备状态≤15min，支持自定义周期配置。
数据指标：数据完整率≥99.9%，传输时延≤200ms，精度 ±0.2%，自动识别数据跳变、缺失并触发告警。
存储要求：时序数据存储≥3 年，告警及操作日志存储≥5 年，支持历史回溯导出。
验收标准：采集实时准确、异常识别灵敏，历史数据可查询、可导出、存储周期达标。
功能描述：以组态画面、GIS 地图、数据看板、趋势曲线直观展示微电网整体运行态势。
核心需求：
电气一次组态：模拟微电网配电拓扑图，实时刷新功率、开关状态、潮流方向。
GIS 地理分布：标注所有设备位置，红黄绿区分故障 / 离线 / 正常状态，点击查看详情。
总览看板：展示总发电量、总负荷、储能 SOC、自发自用率、峰谷节电收益、告警总数核心指标。
趋势曲线：日 / 周 / 月 / 年功率、负荷、储能曲线，支持多设备对比、缩放、截图导出。
告警中心：按紧急 / 重要 / 一般分级，支持筛选、确认、派单、闭环留痕。
验收标准：组态动态刷新、GIS 定位准确、看板指标实时、曲线清晰、告警闭环流程完整。
功能描述：基于气象、历史负荷、节假日规律，预测光伏出力、园区用电负荷，为调度提供依据。
核心需求：
预测类型：分布式光伏出力预测、园区综合负荷预测、充电桩集群负荷预测。
预测周期：超短期 15min\4h、短期 1\7 天，支持周期自定义。
预测精度：负荷及新能源预测误差＜5%，支持人工修正、模型自动迭代优化。
对接第三方气象数据：光照、温度、风速，提升预测准确率。
验收标准：预测结果合理、误差达标、支持人工修正，气象数据对接稳定。
功能描述：基于电价、负荷、新能源出力、储能状态，自动制定最优运行策略，降本增收、平抑波动。
核心需求：
调度目标：峰谷套利最大化、新能源就地消纳最大化、电网冲击最小化、运维成本最小化，支持优先级自定义。
调度策略：储能充放电策略、负荷错峰有序用电、光伏就地消纳、无功功率优化。
多时间尺度：日前调度计划、日内滚动修正、实时秒级微调。
安全约束：限定电压、频率、功率、储能 SOC 上下限，越限自动约束调度指令。
验收标准：调度策略逻辑合理，可自动执行，满足安全约束，有效降低用电成本。
功能描述：支持微电网并网运行、孤网离网运行自动 / 手动切换，保障重要负荷不间断供电。
核心需求：
切换触发条件：电网故障、电压越限、计划检修、人工手动触发。
无缝切换：切换过程无断电冲击，稳压调频，保障重要负荷持续供电。
孤网控制：离网后储能为主电源，联动光伏、可控负荷做功率平衡。
模式锁定：支持锁定运行模式，防止误切换；切换全程日志记录、事件告警。
验收标准：并离网切换平滑无断电，孤网功率平衡稳定，事件记录完整。
功能描述：实时监控设备及电网参数，设置安全阈值，规避超限运行、误操作及设备损坏。
核心需求：
阈值管控：电压、频率、功率、储能充放电功率、SOC 高低限阈值自定义，越限自动限流、停机告警。
操作防护：关键调度、模式切换指令双重确认，权限校验防误操作。
应急处置：支持紧急停机、重要负荷保电、非重要负荷快速切除一键操作。
验收标准：阈值触发动作可靠，防误操作机制有效，应急处置响应及时。
功能描述：按区域、设备、时段多维度统计用电量、发电量、消纳率，做节能分析。
核心需求：
维度统计：按园区、楼栋、支路、单设备统计日 / 月 / 年能耗。
指标计算：新能源自发自用率、余电上网量、峰谷用电量占比、线损统计。
同比环比分析：同期能耗对比、节能率分析，图表可视化展示。
验收标准：能耗统计准确，多维度拆分清晰，同比环比分析直观。
功能描述：自动计算购电成本、光伏节电收益、需求响应补贴、峰谷套利收益。
核心需求：
电价配置：支持峰谷平电价、分时电价、并网售电电价自定义。
自动核算：月度用电成本、储能套利收益、新能源节电收益汇总。
报表导出：成本收益月报、年报，支持 Excel/PDF 导出。
验收标准：成本收益计算逻辑准确，报表数据无误、可直接用于经营分析。
多角色预设 + 自定义角色，精细化功能权限、数据权限隔离。
账号安全：密码复杂度、登录失败锁定、操作日志全留存可审计。
设备全生命周期台账、定期巡检计划配置、故障告警自动生成工单、指派运维人员、闭环处理留痕。
预置运行报表、能耗报表、收益报表、运维报表；支持自定义报表模板、自选指标与时间维度。
页面加载≤2s，数据查询≤3s，调度计划生成≤3min。
系统可用率≥99.9%，单故障修复时间≤4h。
支持接入微电网设备≥500 台，同时在线用户≥50 人。
指令下发时延≤30s，执行反馈时延≤10s。
符合等保三级，网络分区隔离、防 DDoS、漏洞定期扫描。
传输采用 TLS1.3 / 国密加密，敏感数据存储加密。
自动每日多备份，备份留存≥3 份，系统恢复时间≤1h。
所有操作、指令、修改日志留存≥5 年，可追溯审计。
兼容 Chrome、Edge、Firefox 最新版浏览器。
服务端适配 Linux CentOS、Windows Server；兼容 MySQL、TDengine、InfluxDB。
可适配对接配网 EMS、园区能耗系统、充电桩平台、第三方气象平台。
可快速新增氢能、虚拟负荷、光储充一体化等资源类型。
集群横向扩容，支持微电网集群多站点统一管控。
标准化接口，新增第三方对接周期≤15 天。
电力行业风格组态界面，操作流程简化，关键操作有提示指引。
支持批量导入、批量指令下发、一键导出报表。
各模块数据互通接口、数据库读写接口，响应时延≤1s，传输成功率≥99.9%。
配网调度 EMS 接口：IEC104 协议，实现运行数据上报、调度指令接收。
终端设备接口：Modbus/MQTT/DL/T645，适配逆变器、储能、电表、充电桩。
第三方接口：气象数据、园区物业系统、需求响应平台对接。
统一数据格式、字段定义，接口加密认证、调用日志监控、异常告警。
| 风险类型 | 风险描述 | 应对措施 |
|---|---|---|
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