產(chǎn)品分類(lèi)
Products摘要:為全面落實(shí)我國能源革命戰略,實(shí)現可持續發(fā)展,現加大對可再生能源和新能源研發(fā)力度,實(shí)現其全面發(fā)展,以此來(lái)達到碳達峰、碳中和的戰略目標。所以,在此背景下,光伏發(fā)電的重要性日益凸顯,但是針對電網(wǎng)內部高效調度缺失以及管理力度不強等問(wèn)題需要著(zhù)重關(guān)注,并制定高效控制措施,只有這樣才能有效解決電力調峰錯谷、系統穩定性問(wèn)題。為了有針對性的緩解大規模光伏發(fā)電在接入電網(wǎng)時(shí)所造成的各種問(wèn)題,可以嘗試科學(xué)使用儲能技術(shù),減少新能源并網(wǎng)造成的負面影響以及運行壓力,從而強化控制系統經(jīng)濟性,實(shí)現質(zhì)量和效率的全面提高。本文主要針對光伏儲能系統控制策略及并網(wǎng)思考展開(kāi)研究分析。
關(guān)鍵詞:光伏儲能系統;控制措施;并網(wǎng)思考
引言
近幾年,我國對于分布式能源以及微電網(wǎng)發(fā)展的重視程度越來(lái)越高,而其中占據主要地位的就是光伏系統、儲能技術(shù)應用,這也逐漸成為保障現代電力能源供應可靠性、促進(jìn)新能源消納、減少環(huán)境污染的有效措施之一。而針對當代社會(huì )對光伏儲能控制系統重視程度的提高,我國新能源領(lǐng)域專(zhuān)業(yè)學(xué)者對其發(fā)展前景、應用價(jià)值、系統性能等多層面都進(jìn)行了詳細的研究分析。同時(shí)也著(zhù)重凸顯出了光伏、儲能應用價(jià)值以及商業(yè)模式的實(shí)際應用效果,這對于后期實(shí)現項目科學(xué)規劃建設,保障其經(jīng)濟性發(fā)展以及光伏儲能控制系統質(zhì)量的提高都有著(zhù)非常大的戰略意義。
而對于當前開(kāi)展的各項研究可以看出,對于聯(lián)合發(fā)電系統出力特性的調研工作,應該結合其不同功率波動(dòng)進(jìn)行平抑措施,這樣可以更好的實(shí)現對新能源儲能量的完善與優(yōu)化;然后就是要根據新能源出力典型場(chǎng)景進(jìn)行綜合考慮,根據其概率分布做好能源系統中儲能控制體系的科學(xué)合理配置。除此之外,要明確儲能系統配置和規劃問(wèn)題有直接關(guān)聯(lián),同時(shí)還與短期運行有著(zhù)密不可分的關(guān)系,因此如果是站在短期運行角度進(jìn)行分析研究的話(huà),就需要對儲能、新能源進(jìn)行綜合建模,掌握其對儲能規劃都有哪些影響,然后構建出高效解決措施來(lái)科學(xué)配置儲能。
1、光伏儲能系統控制策略分析
針對光伏發(fā)電系統的能量?jì)Υ婀芾砉ぷ鞣治?,其中主要工作重點(diǎn)的就是儲能設備的充電、放電控制、逆變器處并網(wǎng)功率控制幾個(gè)節點(diǎn),而以下措施主要針對上述工作重心展開(kāi)針對性討論研究。結合儲能系統控制效益可以看出,此體系的存在可以充分且全面的解決電網(wǎng)消納問(wèn)題,期間還能借助輸出和輸入兩側的功率平衡來(lái)實(shí)現電能系統運行的穩定性;再加上儲能系統裝備的*特優(yōu)勢,不僅能在惡劣環(huán)境下正常供電,同時(shí)還可以結合實(shí)際情況作出不同改變,保障電能供給效益,以此來(lái)提高電網(wǎng)運行的可靠性和安全性。
1.1選取高效儲能系統設備
在選擇儲能設備方面,需要針對不同儲能需求以及各種儲能技術(shù)來(lái)展開(kāi)工作,關(guān)鍵點(diǎn)就是光伏技術(shù)主體層面,儲能技術(shù)在細節上主要包括高能量密度儲能技術(shù)、高功率密度儲能技術(shù)兩種。
高能量密度儲能:涵蓋磁儲能技術(shù)、機械能技術(shù)、電能技術(shù),而與上面三個(gè)對應的分別是超導儲能設備、飛輪儲能設備、超級電容器儲能設備;
高功率密度儲能:涵蓋電化學(xué)技術(shù)、化學(xué)技術(shù),而其中使用儲能設備相對較多的就是化學(xué)技術(shù),如:鉛酸蓄電池、鋰電池、硫化鈉電池、流體電池等,且氫電池是關(guān)鍵的儲能設備。對此,怎樣選擇合適度較高且實(shí)用性較強額的儲能設備,關(guān)鍵節點(diǎn)就在于可以不斷的根據設備性質(zhì)、儲能設備能效等方面進(jìn)行決定,而緊接著(zhù)還需要不同條件因素,每個(gè)儲能設備能量特點(diǎn)、功率等詳細參數來(lái)賦予其權值,后就是要對加權平均值進(jìn)行計算,這樣就可以選擇出性能好且儲能效益較高的設備。
1.2儲能系統設備充放電控制
SC與蓄電池混合設備,主要是利用DC/DC雙向變換器之后,與直流母線(xiàn)進(jìn)行關(guān)聯(lián),所以在研究分析方面可以在設備沒(méi)有過(guò)量充電或者是過(guò)量放電條件下進(jìn)行分析研究,還有就是在設計方法角度上,能減少蓄電池充放電的大功率與沖擊電流,以此來(lái)實(shí)現使用壽命的提高,同時(shí)還可以維持直流母線(xiàn)處的功率穩定以及電壓平衡。
SC與蓄電池混合設備在與直流母線(xiàn)進(jìn)行連接時(shí),可以采用被動(dòng)控制、半主動(dòng)控制、主動(dòng)控制三種方式。被動(dòng)控制方式的主要連接方式是直接把混合儲能設備連接到直流母線(xiàn)位置上,這樣能降低電能儲能設備安裝難度及成本,但是功率難以有效控制,發(fā)展前景并不樂(lè )觀(guān);主動(dòng)控制方式是SC與蓄電池混合設備需要分別經(jīng)過(guò)DC/DC雙向變換器,然后與直流母線(xiàn)進(jìn)行連接,實(shí)現對設備的實(shí)際功率控制,這種控制方式設備安裝及運行成本高;半主動(dòng)控制方式,是將SC與蓄電池混合設備按照兩種方式進(jìn)行連接,安裝過(guò)程中有效的避免了以上兩種方式所衍生出的缺點(diǎn),盡可能融合其優(yōu)點(diǎn),但是還是存在一些問(wèn)題。所以,針對光伏儲能系統控制措施方面,可以選擇主動(dòng)控制的方式來(lái)強化儲能設備功率,保障其優(yōu)化的控制。
1.3利用規則控制器進(jìn)行管理
對于怎樣利用規則控制器進(jìn)行管理,主要操作方式就是將直流母線(xiàn)的功率差額輸入到規則控制器當中,確保低通濾波器當中可以通過(guò)高頻分量,緊接著(zhù)就是要按照規范要求,在超級電容器與蓄電池中做好低頻部分的分配工作。在整個(gè)工作流程期間,儲能設備的功率平衡會(huì )不時(shí)的出現高頻份量處理,因此要把超級電容器介入其中,從而促使兩者實(shí)現平衡。此文獻也對于處在控制期間的FLC作出了詳細的定向分析,同時(shí)結合光伏并網(wǎng)中具體高效的功率控制措施進(jìn)行了更加深入的研究,但是對于像能量控制、儲能設備充放電控制、逆變器控制這幾個(gè)層面,還是要結合實(shí)際,落實(shí)基本標準,不僅要保障電容器的正常運行以外,關(guān)鍵的還是要滿(mǎn)足電力需求。
1.4逆變器處并網(wǎng)功率控制措施
首要工作就是結合非隔離性逆變器作出直流變換,是否正常運轉進(jìn)行研究分析,同時(shí)分析工作還要涉及到單位功率因數并網(wǎng)的控制方式。因此,單從逆變器角度來(lái)說(shuō),不僅要滿(mǎn)足工作需求,關(guān)鍵的是要滿(mǎn)足一點(diǎn)零功率因素和維持母線(xiàn)電壓的根本需求,所以,從工作重心方面分析,主要節點(diǎn)并不是針對逆變器功率因素調節方面。而關(guān)鍵在于,利用雙環(huán)P1的控制方式對逆變器進(jìn)行控制,但對于內部層面的控制,重點(diǎn)還是在并網(wǎng)點(diǎn)電流電能控制、直流母線(xiàn)電壓的穩定控制方面。對此,怎樣才能發(fā)揮儲能裝置的放電實(shí)際效果,關(guān)鍵在于對儲能裝置管理控制系統的內部?jì)?yōu)化,防止其壽命受到損傷。
2、光伏儲能系統并網(wǎng)思考
2.1光伏儲能系統并網(wǎng)技術(shù)概述
目前,光伏儲能系統并網(wǎng)基本分為分布式發(fā)電體系、荒漠電站體系,而這兩種系統的主要工作機理就是將太陽(yáng)能組件在工作運行期間,所產(chǎn)生的直流電,轉換成交流電,以此來(lái)滿(mǎn)足我們日常生活需求,之后在將其介入到公共電網(wǎng)當中,從而實(shí)現并網(wǎng)。而在整個(gè)并網(wǎng)系統中起到關(guān)鍵性作用的,就是并網(wǎng)逆變器,并網(wǎng)逆變器主要作用就是對電流、檢測電網(wǎng)的信號、功率點(diǎn)跟蹤、抗孤島進(jìn)行控制和輸出。同時(shí)還具有檢測并網(wǎng)、控制并網(wǎng)、保護并網(wǎng)功能。根據目前的社會(huì )發(fā)展,我國的光伏儲能系統并網(wǎng)發(fā)展還比較緩慢,在實(shí)際運用和技術(shù)上還有很多問(wèn)題等待解決。另外,由于在實(shí)際使用中缺少實(shí)驗數據,光伏儲能系統并網(wǎng)對整體電網(wǎng)是否存在影響也無(wú)從得知。而且,光伏儲能系統并網(wǎng)的穩定性相對較差、能量的密度也比較低、調節能力也一般,周?chē)奶鞖鉁夭詈蜌夂蛏踔潦堑乩砦恢枚紩?huì )在不同程度上對發(fā)電量產(chǎn)生影響。所以,深入研究光伏儲能系統并網(wǎng)的體系模式,對加快能源結構調整步伐,提高新能源利用率等這些都具有重大意義。
2.2光伏儲能系統并網(wǎng)體系研究
站在結構系統方面分析,光伏儲能系統并網(wǎng)體系基本分為兩種,分別是單級結構、二級結構。
單級結構:關(guān)鍵機理就是借助逆變器,將光伏電站系統的直流電轉換成交流電,之后在將其轉換成和并網(wǎng)頻率相同、電壓幅值相同的電能。
二級結構:使用的則是轉換器,首先是升高直流電電壓,之后在逆變器的作用下將電流轉化成與電網(wǎng)相同頻率、電壓幅值的交流電,后實(shí)現并網(wǎng)。
大多數情況下,向這種大型光伏電站的控制系統,容量都非常大。所以,為了實(shí)現資源節約,減少不必要的資源浪費,基本上選擇的都是單級結構,而在其中起到?jīng)Q定性因素的關(guān)鍵技術(shù)則是合理設計出的并網(wǎng)逆變器構造和操作方式。所以,使用效益高且科學(xué)的并網(wǎng)逆變器,不僅會(huì )降低發(fā)電成本,提高發(fā)電效率和質(zhì)量,關(guān)鍵的是可以保障終并網(wǎng)效益。而像電壓閃變、孤島效應等新問(wèn)題,這些都對并網(wǎng)逆變器的控制提出新的挑戰。并網(wǎng)逆變器的設計應更加科學(xué),更能有效的控制效率等,以此來(lái)減少電網(wǎng)中出現的問(wèn)題。
2.3光伏儲能系統并網(wǎng)的配件設計
光伏電站的整體結構復雜,零部件也非常多,這里面貴的元件就是光伏電池,但是光伏電池的轉換效率也是在這個(gè)領(lǐng)域一直研究的問(wèn)題。隨著(zhù)現在社會(huì )科技的不斷發(fā)展,在單晶硅、多晶硅和薄膜電池的廣泛應用以后,與此同時(shí)也開(kāi)發(fā)出了聚光式的光伏元件,它可以把太陽(yáng)的光聚焦成很多倍,因此在未來(lái)的元器件設計中,一定能實(shí)現能量的高效轉換。
2.4高性能高效率的電能變換技術(shù)
大型的光伏電站內含有的零件非常多,組成也很復雜,而且并網(wǎng)逆變器在光伏電站中一直都有著(zhù)重要的作用。并網(wǎng)逆變器的元件在實(shí)際應用中主要有兩大功能,協(xié)調控制和集群。同時(shí)還包含了兩方面的重要內容,在實(shí)際應用中可以運用并網(wǎng)逆變器統一控制,同時(shí)淡化彼此間的影響;還有一種就是借助系統的整體控制,從而來(lái)完成并網(wǎng)逆變器集群的統一工作,這樣就可以讓電壓穿越、孤島檢測等一系列功能能高效運行。
2.5大功率點(diǎn)的跟蹤技術(shù)
大功率點(diǎn)的跟蹤技術(shù)主要就是指控制器可以實(shí)時(shí)自動(dòng)*查太陽(yáng)能陣列的電壓,并對高功率值進(jìn)行追蹤,以此來(lái)保障控制系統能取得太陽(yáng)能陣列中大值的功率,以此來(lái)進(jìn)行充電和放點(diǎn)的管理。大部分的大功率點(diǎn)的跟蹤技術(shù)基本涵蓋:電壓電流直接控制、參數選擇間接控制、現代控制理論人工智能等。其中,間接控制:主要就是對經(jīng)驗、公式、數據庫進(jìn)行使用,保障大功率點(diǎn),但是存在一個(gè)弊端,就是無(wú)法實(shí)現對大功率點(diǎn)的跟蹤,誤差也大。但是,借助電流電壓檢測的方式,再對其進(jìn)行跟蹤,實(shí)際效果要更加理想,優(yōu)勢也比較突出;但是如果運用檢測電壓電流的方式,然后對大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤更具有明顯的優(yōu)勢。通過(guò)一些實(shí)際研究可以看出,對電壓電流的檢測方式,要非常高,并且能夠實(shí)時(shí)的對大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤控制,滿(mǎn)足了所有場(chǎng)景的要求,在實(shí)際運用中得到了廣泛的運用。
2.6孤島效應技術(shù)
孤島效應通俗的講就是一種自給供電孤島現象,它的工作模式是當供電系統因為事故、故障或者是維修等因素暫停工作的時(shí)候,在按照客戶(hù)端時(shí),對于是否存在停電問(wèn)題,光伏并網(wǎng)發(fā)電系統并沒(méi)有做出檢測,甚至無(wú)法及時(shí)切斷自身與市政電力網(wǎng)絡(luò )的連接,以至于終會(huì )影響到周?chē)娏藏撦d供電。而對于實(shí)際檢測孤島效應的方式,主要分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種。被動(dòng)式:主要是檢測電壓頻率、電壓諧波等。主動(dòng)式檢測法:基本上包括功率擾動(dòng)法、頻率擾動(dòng)法等。但是隨著(zhù)技術(shù)科技創(chuàng )新,現在又衍生出了一種較檢測方式,就是電網(wǎng)斷電過(guò)程中,改變電壓和電流的相位,此時(shí)整個(gè)系統中的輸出功率就會(huì )一同發(fā)生變化,從而實(shí)現檢測時(shí)間縮短的目的,關(guān)鍵的是可以使用不同的參數來(lái)實(shí)現并網(wǎng)逆變器的并聯(lián)檢測。
3、Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統概述
3.1概述
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統,是我司根據新型電力系統下微電網(wǎng)監控系統與微電網(wǎng)能量管理系統的要求,總結國內外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗,專(zhuān)門(mén)研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統。本系統滿(mǎn)足光伏系統、風(fēng)力發(fā)電、儲能系統以及充電樁的接入,全天候進(jìn)行數據采集分析,直接監視光伏、風(fēng)能、儲能系統、充電樁運行狀態(tài)及健康狀況,是一個(gè)集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該系統在安全穩定的基礎上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標,促進(jìn)可再生能源應用,提高電網(wǎng)運行穩定性、補償負荷波動(dòng);有效實(shí)現用戶(hù)側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷,提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟運行提供了全新的解決方案。
微電網(wǎng)能量管理系統應采用分層分布式結構,整個(gè)能量管理系統在物理上分為三個(gè)層:設備層、網(wǎng)絡(luò )通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡(luò )采用標準以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議,物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線(xiàn)、屏蔽雙絞線(xiàn)等。系統支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。
3.2技術(shù)標準
本方案遵循的標準有:
本技術(shù)規范書(shū)提供的設備應滿(mǎn)足以下規定、法規和行業(yè)標準:
GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計算機系統通用規范1部分:通用要求
GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計算機系統工業(yè)控制計算機基本平臺2部分:性能評定方法
GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計算機系統通用規范5部分:場(chǎng)地安全要求
GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計算機系統通用規范6部分:驗收大綱
GB/T2887-2011計算機場(chǎng)地通用規范
GB/T20270-2006信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò )基礎安全技術(shù)要求
GB50174-2018電子信息系統機房設計規范
DL/T634.5101遠動(dòng)設備及系統5-101部分:傳輸規約基本遠動(dòng)任務(wù)配套標準
DL/T634.5104遠動(dòng)設備及系統5-104部分:傳輸規約采用標準傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)101
GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統技術(shù)規定
GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統技術(shù)規范
GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設計標準
GB/T36270-2018微電網(wǎng)監控系統技術(shù)規范
DL/T1864-2018獨立型微電網(wǎng)監控系統技術(shù)規范
T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調度運行規范
T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規范
T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運行與控制技術(shù)規范
T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應技術(shù)要求
T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負荷管理技術(shù)導則
T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調度運行規范
T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設計規范
NB/T10148-2019微電網(wǎng)1部分:微電網(wǎng)規劃設計導則
NB/T10149-2019微電網(wǎng)2部分:微電網(wǎng)運行導則
3.3適用場(chǎng)合
系統可應用于城市、高速公路、工業(yè)園區、工商業(yè)區、居民區、智能建筑、海島、無(wú)電地區可再生能源系統監控和能量管理需求。
3.4型號說(shuō)明
3.5系統配置
3.5.1系統架構
本平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計,即站控層、網(wǎng)絡(luò )層和設備層,詳細拓撲結構
3.6系統功能
3.6.1實(shí)時(shí)監測
微電網(wǎng)能量管理系統人機界面友好,應能夠以系統一次電氣圖的形式直觀(guān)顯示各電氣回路的運行狀態(tài),實(shí)時(shí)監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息,動(dòng)態(tài)監視各回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號。其中,各子系統回路電參量主要有:三相電流、三相電壓、總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值;狀態(tài)參數主要有:開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。
系統應可以對分布式電源、儲能系統進(jìn)行發(fā)電管理,使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設置等。
系統應可以對儲能系統進(jìn)行狀態(tài)管理,能夠根據儲能系統的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警,并支持定期的電池維護。
微電網(wǎng)能量管理系統的監控系統界面包括系統主界面,包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及總體負荷組成情況,包括收益信息、天氣信息、節能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求,也可將充電,儲能及光伏系統信息進(jìn)行顯示。
圖2系統主界面
子界面主要包括系統主接線(xiàn)圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統計列表等。
3.6.1.1光伏界面
圖3光伏系統界面
本界面用來(lái)展示對光伏系統信息,主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統計及分析、并網(wǎng)柜電力監測及發(fā)電量統計、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數統計、發(fā)電收益統計、碳減排統計、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時(shí)對系統的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運行數據進(jìn)行展示。
3.6.1.2儲能界面
圖4儲能系統界面
本界面主要用來(lái)展示本系統的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線(xiàn)以及電量變化曲線(xiàn)。
圖5儲能系統PCS參數設置界面
本界面主要用來(lái)展示對PCS的參數進(jìn)行設置,包括開(kāi)關(guān)機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。
圖6儲能系統BMS參數設置界面
本界面用來(lái)展示對BMS的參數進(jìn)行設置,主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。
圖7儲能系統PCS電網(wǎng)側數據界面
本界面用來(lái)展示對PCS電網(wǎng)側數據,主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數等。
圖8儲能系統PCS交流側數據界面
本界面用來(lái)展示對PCS交流側數據,主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數、溫度值等。同時(shí)針對交流側的異常信息進(jìn)行告警。
圖9儲能系統PCS直流側數據界面
本界面用來(lái)展示對PCS直流側數據,主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對直流側的異常信息進(jìn)行告警。
圖10儲能系統PCS狀態(tài)界面
本界面用來(lái)展示對PCS狀態(tài)信息,主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。
圖11儲能電池狀態(tài)界面
本界面用來(lái)展示對BMS狀態(tài)信息,主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統信息、數據信息以及告警信息等,同時(shí)展示當前儲能電池的SOC信息。
圖12儲能電池簇運行數據界面
本界面用來(lái)展示對電池簇信息,主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度,并展示當前電芯的大、小電壓、溫度值及所對應的位置。
圖13風(fēng)電系統界面
本界面用來(lái)展示對風(fēng)電系統信息,主要包括逆變控制一體機直流側、交流側運行狀態(tài)監測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數統計、發(fā)電收益統計、碳減排統計、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時(shí)對系統的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運行數據進(jìn)行展示。
圖14充電樁界面
本界面用來(lái)展示對充電樁系統信息,主要包括充電樁用電總功率、交直流充電樁的功率、電量、電量費用,變化曲線(xiàn)、各個(gè)充電樁的運行數據等。
圖15微電網(wǎng)視頻監控界面
本界面主要展示系統所接入的視頻畫(huà)面,且通過(guò)不同的配置,實(shí)現預覽、回放、管理與控制等。
3.6.2發(fā)電預測
系統應可以通過(guò)歷史發(fā)電數據、實(shí)測數據、未來(lái)天氣預測數據,對分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預測,并展示合格率及誤差分析。根據功率預測可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計劃,便于用戶(hù)對該系統新能源發(fā)電的集中管控。
圖16光伏預測界面
系統應可以根據發(fā)電數據、儲能系統容量、負荷需求及分時(shí)電價(jià)信息,進(jìn)行系統運行模式的設置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、有序充電、動(dòng)態(tài)擴容等。
圖17策略配置界面
應能查詢(xún)各子系統、回路或設備指*時(shí)間的運行參數,報表中顯示電參量信息應包括:各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無(wú)功功率、正向有功電能等。
圖18運行報表
3.6.5實(shí)時(shí)報警
應具有實(shí)時(shí)報警功能,系統能夠對各子系統中的逆變器、雙向變流器的啟動(dòng)和關(guān)閉等遙信變位,及設備內部的保護動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應能發(fā)出告警,應能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件,包括保護事件名稱(chēng)、保護動(dòng)作時(shí)刻;并應能以彈窗、聲音、短信和電話(huà)等形式通知相關(guān)人員。
圖19實(shí)時(shí)告警
3.6.6歷史事件查詢(xún)
應能夠對遙信變位,保護動(dòng)作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數、電芯溫度(鋰離子電池)、壓力(液流電池)、光照、風(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理,方便用戶(hù)對系統事件和報警進(jìn)行歷史追溯,查詢(xún)統計、事故分析。
圖20歷史事件查詢(xún)
3.6.7電能質(zhì)量監測
應可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統的電能質(zhì)量包括穩態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續監測,使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統電能質(zhì)量情況,以便及時(shí)發(fā)現和消除供電不穩定因素。
1)在供電系統主界面上應能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監測點(diǎn)的監測裝置通信狀態(tài)、各監測點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度百分*和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度百分*和正序/負序/零序電流值;
2)諧波分析功能:系統應能實(shí)時(shí)顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率;應能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電流含有率;
3)電壓波動(dòng)與閃變:系統應能顯示A/B/C三相電壓波動(dòng)值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長(cháng)閃變值;應能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線(xiàn)、短閃變曲線(xiàn)和長(cháng)閃變曲線(xiàn);應能顯示電壓偏差與頻率偏差;
4)功率與電能計量:系統應能顯示A/B/C三相有功功率、無(wú)功功率和視在功率;應能顯示三相總有功功率、總無(wú)功功率、總視在功率和總功率因素;應能提供有功負荷曲線(xiàn),包括日有功負荷曲線(xiàn)(折線(xiàn)型)和年有功負荷曲線(xiàn)(折線(xiàn)型);
5)電壓暫態(tài)監測:在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時(shí)中斷發(fā)生時(shí),系統應能產(chǎn)生告警,事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話(huà)等形式通知相關(guān)人員;系統應能查看相應暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。
6)電能質(zhì)量數據統計:系統應能顯示1min統計整2h存儲的統計數據,包括均值、大值、小值、95%概率值、方均根值。
7)事件記錄查看功能:事件記錄應包含事件名稱(chēng)、狀態(tài)(動(dòng)作或返回)、波形號、越限值、故障持續時(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)間。
圖21微電網(wǎng)系統電能質(zhì)量界面
3.6.8遙控功能
應可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。系統維護人員可以通過(guò)管理系統的主界面完成遙控操作,并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執行的操作順序,可以及時(shí)執行調度系統或站內相應的操作命令。
圖22遙控功能
3.6.9曲線(xiàn)查詢(xún)
應可在曲線(xiàn)查詢(xún)界面,可以直接查看各電參量曲線(xiàn),包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、SOC、SOH、充放電量變化等曲線(xiàn)。
3.6.10統計報表
具備定時(shí)抄表匯總統計功能,用戶(hù)可以自由查詢(xún)自系統正常運行以來(lái)任意時(shí)間段內各配電節點(diǎn)的用電情況,即該節點(diǎn)進(jìn)線(xiàn)用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統間電能量交換進(jìn)行統計分析;對系統運行的節能、收益等分析;具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析,包括年停電時(shí)間、年停電次數等分析;具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
圖24統計報表
3.6.11網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
系統支持實(shí)時(shí)監視接入系統的各設備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構;可在線(xiàn)診斷設備通信狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡(luò )異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。
圖25微電網(wǎng)系統拓撲界面
本界面主要展示微電網(wǎng)系統拓撲,包括系統的組成內容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。
3.6.12通信管理
可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統范圍內的設備通信情況進(jìn)行管理、控制、數據的實(shí)時(shí)監測。系統維護人員可以通過(guò)管理系統的主程序右鍵打開(kāi)通信管理程序,然后選擇通信控制啟動(dòng)所有端口或某個(gè)端口,快速查看某設備的通信和數據情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。
應具備設置用戶(hù)權限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作(如遙控操作,運行參數修改等)??梢远x不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限,為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
應可以在系統發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)準確地記錄故障前、后過(guò)程的各相關(guān)電氣量的變化情況,通過(guò)對這些電氣量的分析、比較,對分析處理事故、判斷保護是否正確動(dòng)作、提高電力系統安全運行水平有著(zhù)重要作用。其中故障錄波共可記錄16條,每條錄波可觸發(fā)6段錄波,每次錄波可記錄故障前8個(gè)周波、故障后4個(gè)周波波形,總錄波時(shí)間共計46s。每個(gè)采樣點(diǎn)錄波至少包含12個(gè)模擬量、10個(gè)開(kāi)關(guān)量波形。
可以自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)掃描數據,包括開(kāi)關(guān)位置、保護動(dòng)作狀態(tài)、遙測量等,形成事故分析的數據基礎。
用戶(hù)可自定義事故追憶的啟動(dòng)事件,當每個(gè)事件發(fā)生時(shí),存儲事故*10個(gè)掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數據。啟動(dòng)事件和監視的數據點(diǎn)可由用戶(hù)*定和隨意修改。
圖29事故追憶
4、硬件及其配套產(chǎn)品
序號 | 設備 | 型號 | 圖片 | 說(shuō)明 |
1 | 能量管理系統 | Acrel-2000MG | | 內部設備的數據采集與監控,由通信管理機、工業(yè)平板電腦、串口服務(wù)器、遙信模塊及相關(guān)通信輔件組成。 數據采集、上傳及轉發(fā)至服務(wù)器及協(xié)同控制裝置 策略控制:計劃曲線(xiàn)、需量控制、削峰填谷、備用電源等 |
2 | 顯示器 | 25.1英寸液晶顯示器 | | 系統軟件顯示載體 |
3 | UPS電源 | UPS2000-A-2-KTTS | | 為監控主機提供后備電源 |
4 | 打印機 | HP108AA4 | | 用以打印操作記錄,參數修改記錄、參數越限、復限,系統事故,設備故障,保護運行等記錄,以召喚打印為主要方式 |
5 | 音箱 | R19U | | 播放報警事件信息 |
6 | 工業(yè)網(wǎng)絡(luò )交換機 | D-LINKDES-1016A16 | | 提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò )交換機解決了通信實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò )安全性、本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù)等技術(shù)問(wèn)題 |
7 | GPS時(shí)鐘 | ATS1200GB | | 利用gps同步衛星信號,接收1pps和串口時(shí)間信息,將本地的時(shí)鐘和gps衛星上面的時(shí)間進(jìn)行同步 |
8 | 交流計量電表 | AMC96L-E4/KC | | 電力參數測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、視在功率,頻率、功率因數等)、復費率電能計量、 四象限電能計量、諧波分析以及電能監測和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開(kāi)關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現斷路器開(kāi)關(guān)的"遜信“和“遙控”的功能 |
9 | 直流計量電表 | PZ96L-DE | | 可測量直流系統中的電壓、電流、功率、正向與反向電能??蓭S485通訊接口、模擬量數據轉換、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出等功能 |
10 | 電能質(zhì)量監測 | APView500 | | 實(shí)時(shí)監測電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)和閃變、諾波等電能質(zhì)量,記錄各類(lèi)電能質(zhì)量事件,定位擾動(dòng)源。 |
11 | 防孤島裝置 | AM5SE-IS | | 防孤島保護裝置,當外部電網(wǎng)停電后斷開(kāi)和電網(wǎng)連接 |
12 | 箱變測控裝置 | AM6-PWC | | 置針對光伏、風(fēng)能、儲能升壓變不同要求研發(fā)的集保護,測控,通訊一體化裝置,具備保護、通信管理機功能、環(huán)網(wǎng)交換機功能的測控裝置 |
13 | 通信管理機 | ANet-2E851 | | 能夠根據不同的采集規的進(jìn)行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據果集匯總: 提供規約轉換、透明轉發(fā)、數據加密壓縮、數據轉換、邊緣計算等多項功能:實(shí)時(shí)多任務(wù)并行處理數據采集和數據轉發(fā),可多鏈路上送平臺據: |
14 | 串口服務(wù)器 | Aport | | 功能:轉換“輔助系統"的狀態(tài)數據,反饋到能量管理系統中。 1)空調的開(kāi)關(guān),調溫,及*斷電(二次開(kāi)關(guān)實(shí)現) 2)上傳配電柜各個(gè)空開(kāi)信號 3)上傳UPS內部電量信息等 4)接入電表、BSMU等設備 |
15 | 遙信模塊 | ARTU-K16 | | 1)反饋各個(gè)設備狀態(tài),將相關(guān)數據到串口服務(wù)器: 讀消防VO信號,并轉發(fā)給到上層(關(guān)機、事件上報等) 2)采集水浸傳感器信息,并轉發(fā)3)給到上層(水浸信號事件上報) 4)讀取門(mén)禁程傳感器信息,并轉發(fā) |
結束語(yǔ)
綜上所述,結合現代社會(huì )不斷發(fā)展進(jìn)步,世界各國均受到政策和能源戰略不同程度影響,這種現實(shí)背景也在一定程度上推動(dòng)了分布式光伏和儲能的全面發(fā)展,促使其逐漸發(fā)展成能源互聯(lián)網(wǎng)的必要組成部分,除此之外,在能源生產(chǎn)以及消費方面也起著(zhù)決定性的作用。如果是站在地域化角度進(jìn)行分析的話(huà),消納能力較強的地區普遍集中在華東和華中以及珠三角地區,而且電價(jià)水平也比較高,這種情況會(huì )隨著(zhù)時(shí)間推移逐漸延伸到其它地區當中。從發(fā)展類(lèi)型方面來(lái)看,主要是從體量較大的工商業(yè)屋頂分布式光伏、儲能作為主要切入點(diǎn),然后逐漸探索出光儲充一體化的發(fā)展模式,并做好試點(diǎn)工作,逐步做好后期培育工作,以此來(lái)保障全新功能的增長(cháng)。通過(guò)計算電站在并網(wǎng)運行時(shí)各個(gè)流程中故障情況的發(fā)生幾率,能發(fā)現其內部存在的問(wèn)題,這樣是后期保障實(shí)時(shí)性和計量性基礎上需要著(zhù)重解決的重點(diǎn)工作。
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