安科瑞 陳聰

摘要:設計一種基于電力集能器的微電網(wǎng)能力管理系統，由能源局域網(wǎng)、能源子網(wǎng)能量管理系統組成，采用專(zhuān)家控制策略多種策略，正常運行、故障處理和孤島運行模式。電力集能器自帶電網(wǎng)交流、微網(wǎng)直流、負荷交流轉換等功能滿(mǎn)足系統負荷的不同供電需求，通過(guò)微網(wǎng)及光伏起到能量協(xié)調平衡功能遙主要能源從交流電網(wǎng)獲取,光伏與直流微電網(wǎng)做為輔助能源，該系統主要負責系統級控制與協(xié)調，在子網(wǎng)系統實(shí)現電能管理及電能平衡。通過(guò)對微網(wǎng)能量管理、儲能數據的集中管理分析，在削峰填谷、節省電費開(kāi)支、延緩輸配電擴容升級等方面具有良好的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：智能微電網(wǎng)；微電網(wǎng)能量管理；分布式發(fā)電

0引言

隨著(zhù)風(fēng)電、光電可再生能源大力發(fā)展，分布式電源以智能微電網(wǎng)形式接入智能大電網(wǎng)成為低碳智能配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。智能電網(wǎng)核心在智能, 是傳統電力行業(yè)可以通過(guò)數字化信息系統，將能源開(kāi)發(fā)、轉換、傳輸、存儲、配送等環(huán)節，與終端用戶(hù)的各種用電設備連接在一起,通過(guò)智能化控制,實(shí)現對應供能、互助供能和互補供能。微電網(wǎng)的提岀旨在實(shí)現分布式電源的靈活，解決數量龐大、 形式多樣的分布式電源并網(wǎng)問(wèn)題，既可與配電網(wǎng)運行（并網(wǎng)運行），也可與配電網(wǎng)斷開(kāi)獨立運行（孤島運行）。 微電網(wǎng)能量管理系統是一套具有發(fā)電優(yōu)化調度、負荷管理、 實(shí)時(shí)監測并自動(dòng)實(shí)現微電網(wǎng)同步等功能的能量管理系統。能量管理系統主要用于為含有風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、微型燃氣輪機等分布式電源和儲能單元的微電網(wǎng)系統提供監視與控制功能。智能微電網(wǎng)能量管理系統基于云平臺設計，它總結并吸收了多套成熟系統的成功開(kāi)發(fā)和工程經(jīng)驗, 并通過(guò)國內外現有的微電網(wǎng)定義和示范工程總結現在微電網(wǎng)的體系架構，采用多項新技術(shù), 專(zhuān)門(mén)針對微電網(wǎng)應用技術(shù)發(fā)展趨勢而研究開(kāi)發(fā)的一套面向智能電網(wǎng)的能量管理系統，降低新能源發(fā)電的波動(dòng)性、隨機性、 間歇性影響;減少大規模新能源介入對電力系統的沖擊，并離網(wǎng)運行,且可無(wú)縫切換。

1微電網(wǎng)能量物理結構及特點(diǎn)

微電網(wǎng)管理系統是基于電力集能器的能源子網(wǎng)能量管理系統，通過(guò)新能源發(fā)電、微能源的采集、匯聚與分享以及儲能和負荷用電消納形成層次化結構的能源局域網(wǎng)，是在現有電網(wǎng)基礎上通過(guò)電力電子和信息技術(shù)，融合大量分布式可再生能源發(fā)電和分布式儲能裝置,能實(shí)現電能和信息雙向流動(dòng)的對等共享網(wǎng)絡(luò )。

能源子網(wǎng)能量管理系統核心是電力集能器, 包括電力集能器I型和電力集能器II型設備各一套，直流負荷主要是充電樁與LED燈，其主要能源從交流電網(wǎng)獲取,光伏與直流微電網(wǎng)做為輔助能源協(xié)調控制。I型電力集能器雙饋線(xiàn)路互聯(lián)，具有靈活的系統互聯(lián)結構和更高供電可靠性。在交流電網(wǎng)岀現故障時(shí),可通過(guò)750V直流母線(xiàn)與直流微電網(wǎng)互聯(lián)，保證能源子網(wǎng)直流負荷的不間斷供電。

2 微電網(wǎng)能量管理系統設計

能量管理系統核心技術(shù)思路:分層控制,其在能源子網(wǎng)中起到至關(guān)重要的作用。整個(gè)能源子網(wǎng)通過(guò)它來(lái)統一協(xié)調管理微源控制器和負荷控制器，實(shí)現能源子網(wǎng)安全穩定運行以及經(jīng)濟效益的優(yōu)化。

電能量管理系統功能主要包含數據通訊、系統控制、人機交互三個(gè)組成部分。對于用戶(hù)可直接交互參與的人機交互則是該系統的主要部分，其架構分為監視、控制和分析三大模塊。具體內容如下:

1） 監視部分主要是實(shí)時(shí)監控袁采用多層面模式袁包含： 總體數據層（下網(wǎng)電網(wǎng)、上網(wǎng)電量等）、集能器電氣模型層（遙測、遙信）、三方系統模型層（光伏系統等）；

2） 控制部分主要是系統級控制,采用分類(lèi)模式，包括:Auto模式、Manual模式（其中能源局域網(wǎng)只具備手動(dòng)控制功能）。Auto模式根據自動(dòng)發(fā)電與控制策略（類(lèi)AGC（進(jìn)行系統控制；在Manual模式下，用戶(hù)根據系統運行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，主要有對遙控、遙測、控制閉鎖、權限校驗等功能。二者都工作安全校核的基礎上實(shí)現?？刂撇糠中枰⒁粋€(gè)完善的穩定控制策略專(zhuān)家庫，在執行相應設備動(dòng)作執行流程導向。

監視與分析是基礎數據單向管理,控制部分為雙向管理。能源子網(wǎng)可處于A(yíng)uto在Manual兩種模式，能源局域網(wǎng)處于手動(dòng)控制模式，但是無(wú)論處于那種模式,整個(gè)靈活配電能量管理系統都要遵循控制策略庫,并在安全校核機制管理下執行管理。

3） 數據分析主要是對系統的歷史數據進(jìn)行分析統計，作為微電網(wǎng)能量管理的輔助決策作用。

3數據采集與處理及通訊

3.1數據采集

能源局域網(wǎng)系統主要將各單個(gè)能源子網(wǎng)所采集的數據進(jìn)行集中匯總;能源子網(wǎng)管理系統主要采集直流側的光伏系統、直流微電網(wǎng)系統、充電樁系統、直流斷路器、直流負荷系統，交流側的外部電源系統、交流斷路器、交流負荷系統，以及交直流轉換的電力集能器系統的遙測、遙信參數信息，具體如下：

1）光伏系統遙測量包括電壓、電流、功率因數、有功、無(wú)功；遙信量包括系統運行狀態(tài)和故障狀態(tài)；

2） 交、直流斷路器遙信量包括斷路器的開(kāi)合和故障狀態(tài)；

3） 交、直流負荷遙測量包括交、直流電壓、電流、有功、無(wú)功等；

4）電力集能器遙測量包括交、直流側電壓、電流;遙信量包括設備運行狀態(tài)和故障狀態(tài)。

3.2數據處理

1） 遙測量的采集處理

遙測量描述電力系統運行的實(shí)時(shí)量化值,包括各逆變器、匯流箱、箱變、線(xiàn)路及主變的有功、無(wú)功、電流、電壓、主變油溫及系統周波等值。

2） 遙信量的采集處理

遙信量描述電站運行狀態(tài),一般包括各開(kāi)關(guān)位置、各刀閘位置、發(fā)電設備投退狀態(tài)、升壓站開(kāi)關(guān)狀態(tài)及主變分接頭位置、保護硬結點(diǎn)動(dòng)作狀態(tài)、各通道運行工況以及虛擬遙信等。

3.3數據通訊

采集程序,需支持Modbus、104、103、101等標準通訊協(xié)議；具有將采集到的數據按照配置的信息點(diǎn)號存入實(shí)時(shí)數據的功能；具有提供數據轉發(fā)的功能,可以作為從站進(jìn)行數據轉發(fā)配置。采集程序需支持跨平臺部署,可部署至通訊管理機或普通服務(wù)器。

4控制策略

電力集能器的主要電能供應來(lái)自于電網(wǎng)，并有內部的VSG來(lái)協(xié)調控制負荷平衡。在異常工況或特殊情況下，由能量管理通過(guò)控制策略實(shí)現系統的整體穩定運行。系統控制包括Auto模式和Manual手動(dòng)模式兩種?；谙到y底層硬件采集回來(lái)的實(shí)時(shí)數據,選擇合適的控制策略來(lái)穩定系統平衡。 根據項目的實(shí)際運行情況，采用窮舉法找岀每一種運行模式,制定相應控制策略，形成一套完整的控制策略模型庫，并封裝到能源子網(wǎng)管理系統中。 能量管理系統的穩定運行的基礎包括實(shí)時(shí)數據采集與判斷、運行專(zhuān)家策略執行、通訊與控制保障袁在具體的策略執行過(guò)程中袁 能量管理系統將采用流程引導與強制校核方式保證每個(gè)策略安全無(wú)差異執行：

1）能量調度策略。能量調度程序主要是通過(guò)合理的使用蓄電池和交流市電，在保證整個(gè)系統穩定的前提下，充分利用光伏能源。系統可對采集的實(shí)時(shí)運行數據進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,判斷岀當前運行模式,并自動(dòng)調取模型庫中對應的控制策略并下發(fā)。主要控制策略分為正常運行、故障處理、孤島運行模式。正常運行是兩臺電力集能器獨立運行，其負荷供能主要來(lái)自于電網(wǎng)，光伏以?xún)?yōu)化協(xié)調控制方式參與負荷平衡管理。故障處理是指交流電網(wǎng)、光伏系統及直流微網(wǎng)等在日常運行過(guò)程中都可能會(huì )發(fā)生故障，當故障發(fā)生后我們需要立即對故障進(jìn)行響應、處理，保證敏感負荷及重要負荷的不間斷供電。

2）孤島保護策略。監測市電狀態(tài)，處于孤島,停止能源調度子程序，開(kāi)啟電池放電，非孤島狀態(tài)時(shí)，保持電池充電到50%后，開(kāi)啟電池不工作狀態(tài),啟動(dòng)能源調度策略。孤島運行簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是電力集能器發(fā)生故障后無(wú)法給相應的重要負荷進(jìn)行供電,此時(shí)切斷與交流主網(wǎng)的聯(lián)系，由直流微網(wǎng)為負荷進(jìn)行供電， 而這些負荷也將與直流微網(wǎng)形成一個(gè)脫離主電網(wǎng)的環(huán)形電路， 這就是孤島運行；孤島運行可以保證直流微網(wǎng)持續不斷地為負荷進(jìn)行供電,而孤島運行也相當于該環(huán)島中的設備離網(wǎng)運行。

5 Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統概述

5.1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，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，提升可再生能源應用，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。

5.2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的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)的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

5.3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。

5.4型號說(shuō)明

6系統配置

6.1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

7系統功能

7.1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。

7.1.1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。

7.1.2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。

7.1.3風(fēng)電界面

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。

7.1.4充電樁界面

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。

7.1.5視頻監控界面

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。

7.2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

7.3策略配置

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

7.4運行報表

應能查詢(xún)各子系統、回路或設備規定時(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

7.5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

7.6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)

7.7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、三相電壓不平衡度和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度和正序/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、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

7.8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

7.9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)。

圖23曲線(xiàn)查詢(xún)

7.10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

7.11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。

7.12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。

圖26通信管理

7.13用戶(hù)權限管理

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。

圖27用戶(hù)權限

7.14故障錄波

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。

圖28故障錄波

7.15事故追憶

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*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)規定和隨意修改。

圖29事故追憶

8硬件及其配套產(chǎn)品

9結束語(yǔ)

本系統系統基于云平臺和電力集能器設備, 通過(guò)電力集能器集成能源子網(wǎng)能量管理系統和能源局域網(wǎng)能量管理子系統,采用自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制測量對VSG自平衡控制,從而實(shí)現了對微電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監控、發(fā)用電預測、儲能調度優(yōu)化和信息綜合管理。本系統已在電力研究院和多個(gè)能源電力公司推廣運行,達到其微電網(wǎng)的經(jīng)濟優(yōu)化運行,具有推廣應用價(jià)值,有助于綠色、節能微電網(wǎng)的推廣。

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