產(chǎn)品分類(lèi)
Products安科瑞 陳聰
摘要:光伏-混合儲能微電網(wǎng)協(xié)調控制及經(jīng)濟性是研究重點(diǎn),首先分析了光伏-混合儲能微電網(wǎng)發(fā)展現狀,其次對光伏-混合儲能微電網(wǎng)協(xié)調控制進(jìn)行分層研究,其一為光伏-混合儲能微電網(wǎng)裝置層控制設計;其二為光伏-混合儲能微電網(wǎng)系統層控制設計,*后對光伏-混合儲能微電網(wǎng)經(jīng)濟性進(jìn)行仿真驗證,得到光伏-混合儲能微電網(wǎng)成本低、運行穩定的結果。目的在于拓展光伏-混合儲能微電網(wǎng)發(fā)展空間,扎實(shí)發(fā)展基礎。
關(guān)鍵詞:光伏-混合儲能;鉛酸電池;鋰電池;仿真驗證
0引言
光伏-混合儲能微電網(wǎng)協(xié)調控制及經(jīng)濟性的研究,是應對當下全球不*再生能源持續枯竭,可再生能源需求迅猛增加發(fā)展趨勢的重要內容。隨著(zhù)可再生能源研究技術(shù)創(chuàng )新,可再生能源資源豐富并且低碳環(huán)保,已然成為全球關(guān)注與研究的焦點(diǎn)。光伏-混合儲能微電網(wǎng),主要以光伏+儲能+柴發(fā)等有效混合,隨著(zhù)光伏+混合儲能微電網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟,加上光伏等清潔能源的加入,很大程度上拓展了光伏+混合儲能微電網(wǎng)系統的應用前景。目前光伏-混合儲能微電網(wǎng)系統在馬爾代夫、毛里求斯、安哥拉以及我國海南等地區應用需求巨大。目前我國在光伏、儲能、PCS等微電網(wǎng)系統方面技術(shù)優(yōu)勢明顯,協(xié)調控制方案成熟,并且在國內外有眾多成功實(shí)施案例,因此光伏-混合儲能微電網(wǎng)系統在技術(shù)和經(jīng)濟方面都具有明顯的可行性。
1光伏-混合儲能微電網(wǎng)發(fā)展現狀
根據對《2020年全球微電網(wǎng)市場(chǎng)報告》統計資料整理發(fā)現,微電網(wǎng)項目數已突破5545個(gè),項目地域跨度非常廣,如非洲地區、拉丁美洲地區、大多數島嶼*家越來(lái)越重視光伏-混合儲能微電網(wǎng)發(fā)展。
2光伏-混合儲能微電網(wǎng)協(xié)調控制優(yōu)勢分析
此次研究主要以孤島運行為載體,針對光伏-混合儲能微電網(wǎng)運行展開(kāi)協(xié)調控制。以改進(jìn)擾動(dòng)觀(guān)測法對光伏-混合儲能微電網(wǎng)發(fā)電系統進(jìn)行控制,觀(guān)察系統功率變化,對鉛酸儲能進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調整,及時(shí)補充光伏-混合儲能微電網(wǎng)中鋰電儲能出力。根據PSCAD仿真模擬結果,對光伏-混合儲能微電網(wǎng)協(xié)調性與控制優(yōu)勢進(jìn)行驗證。
2.1光伏-混合儲能微電網(wǎng)裝置層控制設計
2.1.1科學(xué)設計鉛酸電池-鋰電池混合儲能結構
鉛酸電池-鋰電池混合儲能結構的設計,其核心包括兩個(gè)系統,其一是鉛酸電池子儲能系統;其二是鋰電池子儲能系統。鉛酸電池、鋰電池、儲能電流器是主要組成,此外對兩種電池所對應的換流器進(jìn)行并聯(lián)設計。功率控制同樣包括兩種,其一是定功率,即PQ控制;其二為電壓/頻率,即(V/F)控制。表1對定功率、電壓/頻率的具體控制過(guò)程進(jìn)行詳解,借此了解鉛酸電池-鋰電池混合儲能結構。
2.1.2光伏逆變器MPPT控制設計
光伏-混合儲能微電網(wǎng)協(xié)調控制中,MPPT控制即*大功率點(diǎn)跟蹤,鎖定光伏-混合儲能微電網(wǎng)運行工作點(diǎn),主要集中于外界環(huán)境條件變化,其一為光照強度;其二為光伏陣列溫度的自動(dòng)調整,使光伏-混合儲能微電網(wǎng)隨時(shí)保持輸出功率*優(yōu)化。MPPT算法在實(shí)際應用中,擾動(dòng)觀(guān)測法(P&O)*為常見(jiàn),該方法主要根據對系統運行期間的光伏工作電壓擾動(dòng),去觀(guān)察光伏電壓狀態(tài),并采集相關(guān)數值,根據擾動(dòng)前后的對比,對系統電壓進(jìn)行調整,從而保證光伏陣列盡可能接近于*大功率點(diǎn)。期間需注意,對*大功率點(diǎn)速率的跟蹤,會(huì )受到擾動(dòng)步長(cháng)的影響,因此*大功率會(huì )出現振蕩情況。面對這種情況,可以通過(guò)設置對應門(mén)限值去改善,根據工作點(diǎn)與*大功率點(diǎn)的距離對步長(cháng)跟蹤靈活調整,若輸出變化參數并未超出門(mén)限值,則取消擾動(dòng),為功率輸出營(yíng)造理想環(huán)境。
2.2光伏-混合儲能微電網(wǎng)系統層控制設計
根據對光伏-混合儲能微電網(wǎng)的研究發(fā)現,系統中鋰電池消耗成本占額大,增加了光伏-混合儲能微電網(wǎng)系統的造價(jià)。加上儲能微電網(wǎng)系統中,鋰電池的功能均局限于黑啟動(dòng)電源,整體上出力并不理想,這種情況下增加了黑啟動(dòng)失敗風(fēng)險。面對這種情況,結合鋰電池儲能系統特點(diǎn)的整理,充分發(fā)揮出其循環(huán)壽命長(cháng)的優(yōu)勢,借助其能量密度高,對高功率波動(dòng)方面實(shí)時(shí)調整。與此同時(shí),基于鉛酸電池性?xún)r(jià)比的優(yōu)勢與循環(huán)壽命短的缺點(diǎn),注重低頻功率的科學(xué)調整,以此合理控制充放電操作,提高光伏-混合儲能微電網(wǎng)功率支撐力的同時(shí),增加鋰電池容量。光伏-混合儲能微電網(wǎng)系統層控制,依據*大功率點(diǎn)跟蹤原理,利用光伏逆變器,實(shí)時(shí)跟蹤系統運行狀態(tài),監測光伏出力情況等。
利用低通濾波器及時(shí)對HESS充放電功率進(jìn)行濾波處理,這是鉛酸電池儲能處于低頻分量階段功率指令值獲得的重要措施。選擇一階低通濾波器,及時(shí)對HESS充放電功率進(jìn)行濾波,從而得到對應功率指令值。
通過(guò)上述步驟了解了鉛酸電池處理控制流程變化,基于*大充放電功率條件,鉛酸電池功率超過(guò)限值條件的情況下,所顯示的狀態(tài)便是充放電功率*大限制值。
3光伏-混合儲能微電網(wǎng)經(jīng)濟性?xún)?yōu)勢分析
3.1光伏-混合儲能微電網(wǎng)HESS(混合儲能系統)成本
為客觀(guān)了解光伏-混合儲能微電網(wǎng)的經(jīng)濟性,除對光伏-混合儲能微電網(wǎng)協(xié)調控制之外,還需要對其HESS成本進(jìn)行分析。結合光伏-混合儲能微電網(wǎng)HESS成本組成,如投資成本、回收殘值以及運行成本等客觀(guān)分析其全壽命周期。著(zhù)重研究其中投資與運行方面的成本,從經(jīng)濟性角度去分析HESS功率、容量方面的配置,此次研究并未涉及光伏-混合儲能微電網(wǎng)回收殘值。
根據光伏-混合儲能微電網(wǎng)組成,得出結論:鉛酸電池與鋰電池混合儲能,不僅緩解了光伏-混合儲能微電網(wǎng)的儲能壓力,并且鉛酸電池與鋰電池儲能系統單位容量投資成本減少,為系統維護提供方便。尤其是其中的儲能變流器成本明顯減少。加上光伏-混合儲能微電網(wǎng)系統,對用戶(hù)自發(fā)自用效率明顯提高,微電網(wǎng)的運行成本減少,經(jīng)濟效益增加。加上光伏-混合儲能微電網(wǎng)回收率提高,單位功率增加,電池充放電量及電量維護成本等均得到有效控制,如此光伏-混合儲能微電網(wǎng)HESS成本降低,使用效益增加。
3.2光伏-混合儲能微電網(wǎng)經(jīng)濟性?xún)?yōu)勢模擬分析
為對光伏-混合儲能微電網(wǎng)經(jīng)濟性進(jìn)行驗證,此次研究針對某園區當前正在運行的微電網(wǎng),利用PSCAD軟件對其運行進(jìn)行仿真系統搭建。系統中的分布式光伏,其運行裝機容量參數是260kW,變流器為DC/AC,公共連接點(diǎn)設置為PCC,測試系統拓撲詳見(jiàn)圖1。
以對比實(shí)驗的方式,將混合儲能運行系統對比單一儲能運行系統,由此凸顯混合儲能運行系統經(jīng)濟性方面的優(yōu)勢。其一是單一鋰電池儲能模式下的運行,其二是混合儲能模式,即鉛酸電池-鋰電池儲能,其余參數均相同。仿真系統設計中,運行周期根據實(shí)際微電網(wǎng)系統情況與仿真對比分析需求,設定30s。此外環(huán)境溫度保持25℃恒定狀態(tài),系統頻率參數設定50Hz。選擇MPPT對系統運行進(jìn)行控制,并及時(shí)統計系統出力、負荷變化。
3.3光伏-混合儲能微電網(wǎng)經(jīng)濟可行性驗證
單一鋰電池儲能系統運行期間,功率平衡的支撐為鋰電池儲能,觀(guān)察系統運行負荷變化可以發(fā)現,隨著(zhù)系統運行時(shí)間的增加,功率平衡性下降,系統運行無(wú)法長(cháng)時(shí)間維持穩定狀態(tài)。光伏-混合儲能系統運行期間,系統功率支撐分別包括鉛酸電池、鋰電池,系統功率波動(dòng)情況下鋰電池會(huì )針對性對波動(dòng)進(jìn)行控制,同時(shí)鉛酸電池隨后相應,如此一來(lái)不僅鋰電池功率狀態(tài)穩定,鉛酸電池保證儲能后備,維護系統整體的安全與穩定。經(jīng)過(guò)二者系統運行對比可以發(fā)現,光伏-混合儲能微電網(wǎng)應用,不僅做到了對微電網(wǎng)功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配,并且鋰電池出力壓力明顯減小。對兩種微電網(wǎng)儲能仿真模擬配置成本進(jìn)行整理,可以發(fā)現,單一鋰電池儲能模式下,雖然鋰電池儲能容量大,但是運行穩定性得不到保障,并且鋰電池消耗成本比較高詳見(jiàn)圖2。光伏-混合儲能微電網(wǎng)模式下,雖然鋰電池容量不如單一鋰電池儲能模式,但是因為鉛酸電池的加入,鋰電池容量需求做出調整,并且鋰電池使用壽命延長(cháng),消耗成本減少詳見(jiàn)圖3。
光伏-混合儲能微電網(wǎng)的大力推廣主要在于其經(jīng)濟性?xún)?yōu)勢突出。特別是全壽命周期成本方面,對比單一鋰電池微電網(wǎng)成本,光伏-混合儲能微電網(wǎng)的成本投入更低,并且成本消耗可控性理想,全壽命周期結束后光伏-混合儲能微電網(wǎng)具有高回收率。光伏-混合儲能微電網(wǎng)系統運行過(guò)程中,儲能變流器運行更穩定,單位功率投入成本低。系統適應性強,能夠在復雜環(huán)境中安全運行,既可以緩解地區電能壓力,又可以提高低碳發(fā)展水平。光伏-混合儲能微電網(wǎng)運行期間,單位電量消耗以及運行維護成本更低,減輕經(jīng)濟欠發(fā)達地區在供電方面的經(jīng)濟壓力。由此可以看出,光伏-混合儲能微電網(wǎng)的經(jīng)濟性?xún)?yōu)勢明顯。
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。
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)。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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 | |
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 | |
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
綜上所述,通過(guò)對光伏-混合儲能微電網(wǎng)協(xié)調控制的研究以及經(jīng)濟性分析,對光伏-混合儲能微電網(wǎng)有更清楚地認識。特別是對裝置層與系統層的深入研究,認識到光伏-混合儲能微電網(wǎng)運行優(yōu)勢。針對鉛酸電池-鋰電池混合儲能結構,為系統穩定運行與協(xié)調控制提供參考。此外對光伏-混合儲能微電網(wǎng)經(jīng)濟可行性?xún)?yōu)勢進(jìn)行仿真驗證,借助單一鋰電池微電網(wǎng)、鉛酸電池-鋰電池混合儲能微電網(wǎng)對比,發(fā)現光伏-混合儲能微電網(wǎng)運行更穩定,成本更低。
參考文獻:
[1]崔俊昊.獨立運行光/混合儲能直流微電網(wǎng)協(xié)調控制策略研究[D].內蒙古工業(yè)大學(xué),2022.
[2]張文倩.光儲直流微電網(wǎng)混合儲能協(xié)調控制策略研究[D].陜西科技大學(xué),2022.
[3]王愛(ài)嶺,鄧蕾.含混合儲能的光伏微電網(wǎng)系統協(xié)調控制策略[J].中國設備工程,2021(4):182-183.
[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022年05版.
[5]李飛.探究光伏-混合儲能微電網(wǎng)協(xié)調控制及經(jīng)濟性.