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探究光儲充一體化電站建設關(guān)鍵技術(shù)研究

更新時(shí)間:2024-11-07      瀏覽次數:465

安科瑞 陳聰

摘要:光儲充一體化電站建設已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期,對光儲充一體化電站建設的重要作用與實(shí)際情況進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹,并在此基礎上分析了光儲充電站建設的具體系統結構和控制方式,進(jìn)一步闡述了光儲充一體電站的運行技術(shù)情況,便于將光儲充一體化電站與現有配網(wǎng)接入,促進(jìn)新能源健康發(fā)展,推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的進(jìn)步。同時(shí),確保發(fā)電質(zhì)量的良好,并提升充電速率。

關(guān)鍵詞:光儲充一體化電站;電動(dòng)汽車(chē);低碳經(jīng)濟

0引言

為了應對日益嚴峻的環(huán)境污染與國內能源結構調整與提升壓力,對可再生能源的大力扶持已經(jīng)成為非常重要的能源建設內容。同時(shí),隨著(zhù)低碳經(jīng)濟的進(jìn)一步推進(jìn),我國新能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到一個(gè)蓬勃發(fā)展與快速推進(jìn)的時(shí)期,電動(dòng)汽車(chē)的普及是我國交通領(lǐng)域重*的車(chē)用能源綠色行動(dòng)。光能是一種普及推廣的可再生能源,我國還需開(kāi)展光能發(fā)電的研究,相關(guān)技術(shù)已經(jīng)有了很大的進(jìn)步。光儲充一體化電站的建設提供了一個(gè)非常良好并且有效的途徑,改善光能發(fā)電的穩定性同時(shí)確保了負載輸出的*效,值得進(jìn)行大力推廣發(fā)展和應用。我國的電網(wǎng)建設在飛速發(fā)展,為提升其安全性與可靠性,需要加大相應的電站建設。結合光能發(fā)電技術(shù),進(jìn)行光儲充一體化電站建設,對推進(jìn)整體電網(wǎng)建設。發(fā)展完善國內基礎設施建設工作具有重要作用。

面對零碳目標下新能源+儲能快速規?;l(fā)展的新機遇,持續深化技術(shù)創(chuàng )新,以更科學(xué)合理的系統方案設計進(jìn)一步挖掘和提升儲能的服務(wù)價(jià)值,實(shí)現儲能與電網(wǎng)從被動(dòng)適應向主動(dòng)安全、主動(dòng)支撐轉變,為構建上下游產(chǎn)業(yè)鏈命運共同體、促進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)健康可持續發(fā)展提供堅實(shí)保障。

1光儲充一體式充電站建設意義

光儲充一體化模式就是將光伏發(fā)電、儲能電池和充電樁組成一個(gè)微電網(wǎng),利用光伏發(fā)電,將電量存儲在儲能電池中,當發(fā)電不穩定時(shí),儲能電池將電量供給充電樁使用。充電樁通過(guò)光儲充系統,將清潔電源輸送給新能源汽車(chē)進(jìn)行智能化柔性充電。目前,**雙碳政策的發(fā)展方向,順應發(fā)展趨勢。其次,光儲充電站有效減少對電網(wǎng)的沖擊。根據了解,目前市面公共直流快充樁的功率達60kW以上,大型城市使用這種快充樁將對電網(wǎng)造成沖擊,而光儲充電站中的儲能系統通過(guò)削峰填谷平衡大電流對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊,保護電網(wǎng)穩定運行。后,光儲充電站為動(dòng)力電池回收提供途徑。我國正迎來(lái)動(dòng)力電池的退役潮,退役電池可回收作為光儲充電站的儲能電池使用,將動(dòng)力電池價(jià)值大化同時(shí)減少了環(huán)境污染。一般情況下,為滿(mǎn)足充電站的用電需要,在進(jìn)行整個(gè)建設過(guò)程中需要建立起一個(gè)完整完善的供電系統,并且對應的電力系統還需要與公共電網(wǎng)連接,通過(guò)接入電網(wǎng)購電。因此,引入并設置光儲充一體化電站建設十分重要,并且進(jìn)行電站建設時(shí)還要考慮充電站整體的占地面積情況。通常,需建設完整的光儲充配電系統,滿(mǎn)足實(shí)際用電需要。當整個(gè)光儲充一體化電站系統在進(jìn)行子系統連接時(shí),會(huì )采用三相交流母線(xiàn)接入的方式將光伏系統設備線(xiàn)路與存儲系統、設備線(xiàn)路以及充電設備線(xiàn)路進(jìn)行聯(lián)絡(luò ),再進(jìn)行并網(wǎng)設置,從而解決整體集中大功率充電可能帶來(lái)的問(wèn)題,確保整個(gè)光儲充電站能夠自己發(fā)電并自己用電,完成電能的消耗,實(shí)現良好的儲電用電保障功能。

2光儲充一體化電站系統研究

光儲充一體化電站的關(guān)鍵技術(shù)涵蓋的內容非常廣泛,包括光儲充一體化電站的整體系統與子系統的相關(guān)技術(shù)、光儲充一體化電站建設過(guò)程中需要安裝的各類(lèi)設備以及光儲充一體化電站建設完成后對整個(gè)系統運行情況的全*控制,以保證光儲充一體化電站的穩定運行。

2.1光儲充一體化電站設備

總體來(lái)說(shuō),光儲充一體化電站的設備主要由光伏設備、儲能設備以及充電設備3個(gè)部分組成。

光伏設備是將光能或太陽(yáng)能轉化為電能的設備,光伏設備本身的電力輸出能力與太陽(yáng)輻射強度、周?chē)h(huán)境溫度有關(guān)。光伏發(fā)電設備如圖1所示。

圖1光伏發(fā)電設備

儲能設備的設置需要考慮儲能容量的實(shí)際配置情況,對應的儲能系統在進(jìn)行充放電時(shí),需要考慮充放電的周期和充放電的實(shí)際效率,并對充放電的上限值和下限值進(jìn)行控制。儲能設備和儲能系統運行過(guò)程中,需要對儲能系統本身的建設成本和效益進(jìn)行估算,這一過(guò)程通常利用儲能設備或儲能系統的使用壽命模型進(jìn)行預測,由此計算出儲能設備或儲能系統在運行全過(guò)程中能夠產(chǎn)生的終效益。目前來(lái)說(shuō),常見(jiàn)的儲能方式之一就是運用電池進(jìn)行儲能。由于電池本身完成充放電的次數是有限的,應對整體效益進(jìn)行估算。根據現有技術(shù),電池的充放電循環(huán)次數與電池本身的工作環(huán)境情況密切相關(guān),并且受充放電的深度影響。影響儲能系統或設備成本的原因就是在日常使用過(guò)程中的維護與運營(yíng),維護運營(yíng)工作本身需要成本,而維護和運營(yíng)工作的成果對儲能系統本身的使用壽命也有比較突出的影響。

2.2光儲充電站建設的系統結構

光儲充一體化電站系統結構如圖2所示。光儲充一體化電站系統本身在新能源汽車(chē)領(lǐng)域應用較多,單獨設置的光伏模塊、儲能模塊以及充電模塊彼此連接并接入統一配電線(xiàn)路,形成一個(gè)完整的微電網(wǎng)。對于光儲充一體化電站而言,這樣的微電網(wǎng)需要具備接入整個(gè)城市供電系統以及供電線(xiàn)路的基礎功能。

圖2光儲充一體化電站系統結構

在進(jìn)行電站建設的時(shí)候,基礎的就是需要包括光伏系統、儲能系統以及充電系統3個(gè)方面。在此基礎上,還要配有相對應的監控系統,監測整個(gè)電站的充放電情況,對電站的各項數據進(jìn)行采集,良好地完成對電站的功率分配工作,確保能夠滿(mǎn)足不同用電設備和用電區域的具體需求。

此外,可以結合現有的自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)建立一個(gè)完整的云端綜合控制管理平臺,對采集到的數據進(jìn)行綜合性處理、預測與分析,更好地完成整個(gè)系統中電力的優(yōu)化配置與調度工作,準確下達對總系統的控制命令,從而使整個(gè)光儲充一體化電站的功能得到完善與提升。

2.3光儲充一體化電站的控制方式

目前比較常見(jiàn)的控制模式主要包括2種,一是并網(wǎng)控制,二是離網(wǎng)控制。如果處在并網(wǎng)控制的狀況下,那么結合上述所提到的云端綜合控制管理平臺了解次日天氣數據與信息及歷史的光伏發(fā)電功率、數據情況,結合次日的光伏功率情況對整體發(fā)電狀況進(jìn)行預測,由此下發(fā)具體的電力調度曲線(xiàn)情況給各自監控系統,并對光儲充一體化電站電的發(fā)電功率進(jìn)行限制補充以及調整,從而使得整個(gè)光儲充一體化電站的發(fā)電穩定,并且不會(huì )對電網(wǎng)整體的電能穩定性和發(fā)電質(zhì)量造成干擾。而接入的電網(wǎng)本身,由于自然條件和氣候因素變化,加之用電高峰期等問(wèn)題存在不能夠良好地對整個(gè)工業(yè)園區進(jìn)行用電的情況,此時(shí)可以考慮切換到一個(gè)離網(wǎng)運行模式。采用該模式后,即使外接電網(wǎng)出現了故障,也可以確保整個(gè)工廠(chǎng)仍然在有序穩定的進(jìn)行相應的生產(chǎn)工作,通過(guò)對儲電、儲能、光伏發(fā)電等設備實(shí)際運行功率的調整和聯(lián)合,確保終的發(fā)電更加穩定。

2.4持續優(yōu)化設備整體配置情況

通過(guò)對光儲充一體化電氣設備的整體系統模型構建,優(yōu)化整體用電設施設備的資源配置,從而確保整體電站可以獲得大的凈收益。因此,要對設備的整體配置不斷優(yōu)化,對各項技術(shù)進(jìn)行革新和改進(jìn),以確保終電站建設完成后效益的大化。

3能量管理系統各功能的實(shí)現

光伏電站本身會(huì )對整體電網(wǎng)產(chǎn)生比較明顯的沖擊與影響,這就造成了光伏電站現在的應用情況處在一種自給率低且對光伏電站并網(wǎng)工作存在限制的情況。而單獨的充電設施與裝置比較明顯的特點(diǎn)就是容易在用電高峰時(shí)對電網(wǎng)造成波動(dòng),這種集中性的充電工作增加了整個(gè)電網(wǎng)的運行負擔??傮w而言,城市整體的電路系統建設中缺少對大規模充電設施的考慮。如果將充電設備直接進(jìn)行配網(wǎng),那么需要對相應的變電氣和線(xiàn)路進(jìn)行改造,增加整體建設成本。如果建設了光儲充一體化電站,可以在用電量較大的時(shí)候通過(guò)光儲充電站對設備用電情況進(jìn)行補充,減少接入電網(wǎng)時(shí)可能造成的系統干擾問(wèn)題,提升企業(yè)整體的經(jīng)濟效益,有助于促進(jìn)企業(yè)的綠色發(fā)展,具有非常突出的社會(huì )效益。

為了滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)充電的穩定性和電站運營(yíng)成本低化,運行控制策略原則如下:一是保證電能輸出的穩定性;二是大程度消納光電能;三是大限度實(shí)現削峰填谷作用;四是降低對電網(wǎng)的沖擊。

根據西安市階梯電價(jià)運行原則(見(jiàn)表1),結合運行控制策略原則,設計優(yōu)化策略。

根據峰平谷電價(jià)的時(shí)間段分布進(jìn)行控制階段的設定,為3級調控方式,具體如下。

  1. 在用電谷值期間,其電價(jià)成本低,可由市電進(jìn)行充電供能并給儲能模塊進(jìn)行充電作業(yè),保證在平或峰值期間儲能模塊的電量供給。在谷值期間,市電總負荷量也處于低位,在此期間進(jìn)行供電和儲能充電作業(yè)可提高夜間用電量,達到“填谷”的作用。

  2. 在平值期間,電價(jià)為中等檔次。此時(shí)控制策略采取光伏供電預先形式:如果光伏電量能夠滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)需求,則單獨供電;如果光伏電量無(wú)法滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)需求時(shí),則利用儲能設備進(jìn)行供電(儲能設備電能余量需滿(mǎn)足在高峰期與光伏整體的穩定輸出),仍然不足時(shí)需采取市電供電措施。

  3. 在峰值期間,電價(jià)為高檔。此時(shí)應盡量避免采取市電供電:首先,用光伏進(jìn)行供電,利用儲能設備進(jìn)行穩定輸出配合;其次,如果光能源電量將出現缺口時(shí),則應采用儲能設備進(jìn)行補充,穩定輸出;后,在二者均無(wú)法滿(mǎn)足供電需求時(shí),補充市電進(jìn)行充電作業(yè)。光儲充一體式充電站運行控制如圖3所示。

圖3光儲充一體式充電站運行控制圖

4安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統解決方案

4.1概述

安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統具有完善的儲能監控與管理功能,涵蓋了儲能系統設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息,實(shí)現了數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢(xún)與分析、可視化監控、報警管理、統計報表等功能。在應用上支持能量調度,具備計劃曲線(xiàn)、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統對電池組性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監測及歷史數據分析、根據分析結果采用智能化的分配策略對電池組進(jìn)行充放電控制,優(yōu)化了電池性能,提高電池壽命。系統支持Windows操作系統,數據庫采用SQLServer。本系統既可以用于儲能一體柜,也可以用于儲能集裝箱,是專(zhuān)門(mén)用于儲能設備管理的一套軟件系統平臺。

4.2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。

工商業(yè)儲能四大應用場(chǎng)景

1)工廠(chǎng)與商場(chǎng):工廠(chǎng)與商場(chǎng)用電習慣明顯,安裝儲能以進(jìn)行削峰填谷、需量管理,能夠降低用電成本,并充當后備電源應急;

2)光儲充電站:光伏自發(fā)自用、供給電動(dòng)車(chē)充電站能源,儲能平抑大功率充電站對于電網(wǎng)的沖擊;

3)微電網(wǎng):微電網(wǎng)具備可并網(wǎng)或離網(wǎng)運行的靈活性,以工業(yè)園區微網(wǎng)、海島微網(wǎng)、偏遠地區微網(wǎng)為主,儲能起到平衡發(fā)電供應與用電負荷的作用;

4)新型應用場(chǎng)景:工商業(yè)儲能探索融合發(fā)展新場(chǎng)景,已出現在5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應用場(chǎng)景。

4.3系統結構

4.4系統功能

4.4.1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。

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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。

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。

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)。

儲能界面

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,并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應的位置。

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。

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。

視頻監控界面

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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。

4.4.2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

4.4.3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。

基礎參數計劃曲線(xiàn)-一充一放

圖17策略配置界面

4.4.4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

4.4.5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

4.4.6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。

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圖20歷史事件查詢(xún)

4.4.7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

4.4.8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

4.4.9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)

4.4.10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。

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圖24統計報表

4.4.11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。

4.4.12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。

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圖26通信管理

4.4.13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。

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圖27用戶(hù)權限

4.4.14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

4.4.15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*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)規定和隨意修改。

圖29事故追憶

4.5系統硬件配置清單

序號

設備

型號

圖片

說(shuō)明

1

能量管理系統

Acre1-2000ES

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

工業(yè)平板電腦

PPX133L

  1. 承接系統軟件

2)可視化展示:顯示系統運行信息

3

交流計量電表

DTSD1352

集成電力參數測量及電能計量及考核管理,提供上48月的各類(lèi)電能數據統計:具有2~31次分次諧波與總諧波含量檢測,帶有開(kāi)關(guān)量輸入和開(kāi)關(guān)量輸出可實(shí)現“遜信”和“遙控”功能,并具備報警輸出。帶有RS485通信接口,可選用MODBUS-RTU或DL/T645協(xié)議。

4

直流計量電表

DJSF1352

表可測量直流系統中的電壓、電流、功率以及正反向電能等;

具有紅外通訊接口和RS-485通訊接口,同時(shí)支持Modbus-RTU協(xié)議和DLT645協(xié)議:可帶維電器報警輸出和開(kāi)關(guān)量輸入功能;

5

通信管理機

ANet-2E8S1

能夠根據不同的采集規約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據采集匯總;

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;

6

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,及完*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

7

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;

  2. 讀消防I/0信號,并轉發(fā)給到上層(關(guān)機、事件上報等)

  3. 采集水浸傳感器信息,并轉發(fā)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)給到上層(門(mén)禁事件上報)

5結 論

本文將光伏發(fā)電、儲能系統與電動(dòng)汽車(chē)充電站結合,并對光儲充一體式充電站設備、結構、運行策略進(jìn)行了分析,確立了以運行成本為控制主目標、以?xún)δ艿籽h(huán)電量為輔助目標的運行控制策略。本文在運行控制策略模型中對智能算法進(jìn)行了初步探索,下一步研究中將引進(jìn)智能算法體系,實(shí)現多目標優(yōu)配置,并結合實(shí)例數據進(jìn)行效果驗證,保證控制策略的可行性。

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