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光儲充電站一體化協(xié)同發(fā)展策略及微電網(wǎng)能量系統(tǒng)設計研究?。?!

更新時間:2025-03-04   點擊次數(shù):34次

摘要:光儲充電站一體化指的是“光伏+儲能+充電樁”的一體化系統(tǒng),充分發(fā)揮光伏清潔能源的優(yōu)勢, 利用太陽能光伏電池板將太陽輻射能轉化為電能,并達到儲能與智能充電的目的,建設綠色環(huán)保的充電模式。文章針對光儲充一體化的電站展開了深入研究,對光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、充電樁系統(tǒng)以及能源管理系統(tǒng)等進行了詳細探討,并且結合儲能行業(yè)的發(fā)展趨勢提出了科學的光儲充電站一體化協(xié)同發(fā)展策略,以推動光儲充行業(yè)的綜合效益提升。

關鍵詞:光儲充;充電站;一體化;協(xié)同發(fā)展;策略

0、引言

近年來,在生態(tài)環(huán)保建設中,國家高度重視對可再生能源的利用,在光儲充電站一體化發(fā)展中也積*出臺了相關政策,為光儲充的發(fā)展帶來了政策保障。2023年5月,國家發(fā)展改革委等部門制訂了《關于加快推進充電基礎設施建設更好支持新能源汽車下鄉(xiāng)和鄉(xiāng)村振興的實施意見》,*大地鼓勵了光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,積*建設高質量的光儲充電站一體化項目,以實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益 [1] 。但同時光儲充電站一體化建設也面臨著成本高、投資回收期長等問題,不利于光儲充電站一體化的協(xié)同發(fā)展。因此,深入研究光儲充電站一體化的原理、關鍵技術以及協(xié)同發(fā)展策略,對于推動可持續(xù)能源發(fā)展,提升光儲充電站一體化建設項目綜合效益、促進智能交通建設具有重要意義。

1、光儲充電站一體化概述

光儲充電站一體化是將光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)以及充電設施有機結合的能源綜合利用方案,通過將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與電池儲能系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)等相連,并與充電設施進行整合,實現(xiàn)了清潔能源的*效利用以及穩(wěn)定儲存電能的目的[2] 。光儲充電站一體化系統(tǒng)的工作原理是 :光伏發(fā)電系統(tǒng)通過太陽能電池板將太陽能轉化為電能,經(jīng)過光伏逆變器將直流電轉變?yōu)榻涣麟?,將電能饋入電池儲能系統(tǒng)中進行儲存。

2、光儲充電站一體化系統(tǒng)

2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)是光儲充電站一體化系統(tǒng)的核心組成部分,由太陽能電池板、逆變器以及交直流電纜等部分組成。光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理是太陽能電池板吸收太陽能并產(chǎn)生直流電,逆變器將直流電轉換為交流電,并通過配電系統(tǒng)將其供給各負載以及充電設施,進一步實現(xiàn)清潔能源的*效利用,為光儲充電站的可持續(xù)運行提供穩(wěn)定的電能保障。

2.2 儲能系統(tǒng)

儲能系統(tǒng)是用于儲存光儲充電站一體化系統(tǒng)電能的重要部分,在需要時進行供電,有助于解決光伏發(fā)電系統(tǒng)的不穩(wěn)定性等問題,提高能源利用效率,實現(xiàn)對電能的有效管理。儲能系統(tǒng)由儲能逆變器以及儲能電池組等部分組成,首先,儲能逆變器主要用于交流電網(wǎng)電能與儲能電池電能之間的能量雙向傳遞,通過控制實現(xiàn)對儲能系統(tǒng)充放電的管理,更好地滿足電能相應需求。儲能電池組是光儲充電站一體化系統(tǒng)中儲能系統(tǒng)的重要組成部分,用于存儲光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能,以供給充電設施使用。采取模塊化設計方法,對多個電池進行并聯(lián)組成電池組,借助電池管理單元,實現(xiàn)對電池電流、溫度以及電壓等相關參數(shù)的監(jiān)測,以確保儲能電池組的穩(wěn)定運行。

2.3 充電樁系統(tǒng)

充電樁是用于給新能源電動汽車提供能源補給的裝置。充電樁系統(tǒng)主要包括充電樁、充電控制器、通信模塊以及安全保護裝置等。①充電樁是實現(xiàn)為電動汽車充電功能的設備,涉及充電接口、充電線纜、充電插座等。充電樁通過設計不同的充電標準、功率等級等相關參與,用于支持不同類型的電動汽車充電需求。目前較為常見的是交流充電樁、直流快速充電樁。②充電控制器是充電樁系統(tǒng)的核心部件,負責對電動汽車的充電過程進行控制,具有充電功率調節(jié)、充電模式選擇、充電計量、充電安全保護等功能。③通信模塊用于實現(xiàn)充電樁系統(tǒng)與后臺管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互,以達到對充電樁的遠程監(jiān)控與管理、充電服務接入、數(shù)據(jù)采集與分析等功能 [3] 。

2.4 能量管理系統(tǒng)EMS

能量管理系統(tǒng)是整個光儲充電站一體化系統(tǒng)的執(zhí)行*樞機構,負責對光儲充電站內各種系統(tǒng)進行監(jiān)控、調度,加強電能的優(yōu)化管理,以實現(xiàn)能源的*效利用,促進電能的合理分配。能量管理系統(tǒng)通常具有能源監(jiān)測與調度、負荷管理、故障診斷與分析等功能。①能源監(jiān)測是能量管理系統(tǒng)通過實時監(jiān)測光儲充電站內各系統(tǒng)電能的產(chǎn)生、消耗以及儲存情況,提供數(shù)據(jù)支持,并且對系統(tǒng)狀態(tài)進行實時反饋。同時調度會根據(jù)不同的電能需求以及供應的實際情況,對太陽能發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電設備進行智能調度,更好地優(yōu)化電能配置,以*大限度地提高電能利用率。②負荷管理是根據(jù)用戶需求以及電網(wǎng)負荷情況,合理分配調節(jié)充電設備的功率輸出,以平衡電網(wǎng)負荷。

3、光儲充電站一體化協(xié)同發(fā)展策略

3.1 構建系統(tǒng)發(fā)展良好格局

光儲充電站一體化協(xié)同發(fā)展是實現(xiàn)清潔能源專項發(fā)展,推動智能電網(wǎng)高質量發(fā)展的關鍵內容。①政府需要提供政策支持,結合能源行業(yè)發(fā)展趨勢,完善光儲充電站一體化發(fā)展的支持政策,包括財政補貼、稅收優(yōu)惠、土地使用優(yōu)惠等,鼓勵企業(yè)投資建設光儲充電站,并降低其運營成本,提高項目的經(jīng)濟效益。除此之外,推動技術創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展,借助資金扶持、科研項目支持等方式,推動光儲充電站一體化技術的創(chuàng)新應用。②企業(yè)、高校、科研機構等開展光儲充電站一體化技術研究和示范項目,強化產(chǎn)學研合作,共同研發(fā)先進的光儲充電站技術,通過合作研究、人才培養(yǎng)以及技術創(chuàng)新,加快技術成果轉化。③相關企業(yè)積*打造示范項目,建設一批光儲充電站一體化的示范項目,以實際案例證明協(xié)同發(fā)展的可行性,彰顯該項目所帶來的綜合效益,吸引更多 企業(yè)參與到光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展中,推動能源的轉型發(fā)展。

3.2 加強產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展

為了更好地彰顯光儲充電站一體化系統(tǒng)的綜合價值,政府引導相關產(chǎn)業(yè)的企業(yè)、研究機構、行業(yè)協(xié)會等進行合作交流,促進光儲充電站一體化與產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。①構建產(chǎn)業(yè)鏈銜接體系,政府積*引導光伏、儲能以及充電設備等相關產(chǎn)業(yè)進行銜接,促進產(chǎn)業(yè)鏈的完整,構建協(xié)同發(fā)展的良好局面。例如,鼓勵光伏企業(yè)與儲能企業(yè)合作,共同開發(fā)具有光儲互補特性的產(chǎn)品,促進光儲充電站一體化建設質量提升 [4] 。同時要加強技術研發(fā)合作,推動光儲充電站領域的技術研發(fā)合作,促進技術創(chuàng)新和共享,通過聯(lián)合研發(fā)項目、技術交流會議等方式,促進企業(yè)與研究機構之間的合作。②構建統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)標準,制訂標準化的光儲充電站一體化系統(tǒng)的模式,促進產(chǎn)業(yè)協(xié)同的規(guī)范,提高設備的互操作性,降低市場準入門檻,促進產(chǎn)業(yè)的健康競爭,推動整個光伏產(chǎn)業(yè)鏈的健康持續(xù)發(fā)展。

3.3 構建信息化管理平臺

為了更好地促進光儲充電站一體化協(xié)同發(fā)展的資源共享,還需要積*落實信息化管理平臺的建設,圖2所示為信息化管理平臺的基本架構。借助數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、監(jiān)控管理*心等功能,加強對系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)測。①光儲充電站監(jiān)控系統(tǒng)是指用于實時監(jiān)測、管理和控制光儲充電站運行狀態(tài)的一套系統(tǒng)。該系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集設備、通信網(wǎng)絡和監(jiān)控軟件等部分組成,針對省內光儲、儲能站點監(jiān)控、運維、統(tǒng)計等業(yè)務需求進行實時監(jiān)測,通過多維度數(shù)據(jù)分析單元,實現(xiàn)削峰填谷、谷電利用、新能源消納等功能,輔助公司運營決策,提升“光儲充”一體化充電站運行經(jīng)濟效益。②數(shù)據(jù)集成與共享功能,實現(xiàn)光儲充電站各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)集成與共享。借助物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等信息化技術和手段,對光儲充電站的運行數(shù)據(jù)、能源消耗情況、設備狀態(tài)等信息進行實時監(jiān)測,并且給出管理決策支持,提高光儲充電站一體化系統(tǒng)的運維效率[5]。

3.4 建設新能源汽車充電智能管控平臺

為了更好地降低光儲充電站一體化建設成本,推動新能源電動汽車與光伏行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,還需要建設新能源汽車充電智能管控平臺,實現(xiàn)對光儲充電站及其相關設備的遠程監(jiān)控、管理和控制,提升充電服務的質量。①平臺具有遠程監(jiān)控與管理功能。在該平臺上集成各類傳感器和監(jiān)測設備,實時獲取車輛運行情況、充電設備的狀態(tài)、電能供需情況、充電樁使用情況等數(shù)據(jù), 并將其反饋到平臺上進行實時監(jiān)控。運營人員通過平臺隨時了解充電設備的運行狀況,及時處理異常情況,提高設備的穩(wěn)定性。②充電樁調度與優(yōu)化功能。平臺根據(jù)充電需求、電能供應情況、交通流量等因素,通過算法模型進行充電樁的動態(tài)調度,合理優(yōu)化配置。例如,在高峰期提前預測充電需求,并合理安排充電樁的使用時間以及充電速率,以減少用戶等待時間,避免充電擁堵情況,提高充電效率。

4、Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)概述

4.1概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng),是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求,總結國內外的研究和生產(chǎn)的先進經(jīng)驗,專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入,*天候進行數(shù)據(jù)采集分析,直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電樁運行狀態(tài)及健康狀況,是一個集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標,促進可再生能源應用,提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負荷波動;有效實現(xiàn)用戶側的需求管理、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(tǒng)應采用分層分布式結構,整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層:設備層、網(wǎng)絡通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡采用標準以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議,物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

4.2技術標準

本方案遵循的國家標準有:

本技術規(guī)范書提供的設備應滿足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標準:

GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范*1部分:通用要求

GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)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(tǒng)通用規(guī)范*5部分:場地安全要求

GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范*6部分:驗收大綱

GB/T2887-2011計算機場地通用規(guī)范

GB/T20270-2006信息安全技術網(wǎng)絡基礎安全技術要求

GB50174-2018電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范

DL/T634.5101遠動設備及系統(tǒng)*5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠動任務配套標準

DL/T634.5104遠動設備及系統(tǒng)*5-104部分:傳輸規(guī)約采用標準傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡訪問101

GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定

GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)技術規(guī)范

GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設計標準

GB/T36270-2018微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范

DL/T1864-2018獨立型微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調度運行規(guī)范

T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術規(guī)范

T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運行與控制技術規(guī)范

T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應技術要求

T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負荷管理技術導則

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調度運行規(guī)范

T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設計規(guī)范

NB/T10148-2019微電網(wǎng)*1部分:微電網(wǎng)規(guī)劃設計導則

NB/T10149-2019微電網(wǎng)*2部分:微電網(wǎng)運行導則

4.3適用場合

系統(tǒng)可應用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

4.4型號說明

4.5系統(tǒng)配置

4.5.1系統(tǒng)架構

本平臺采用分層分布式結構進行設計,即站控層、網(wǎng)絡層和設備層,詳細拓撲結構如下:

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

4.6系統(tǒng)功能

4.6.1實時監(jiān)測

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好,應能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài),實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。其中,各子系統(tǒng)回路電參量主要有:三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、頻率和正向有功電能累計值;狀態(tài)參數(shù)主要有:開關狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理,使管理人員實時掌握發(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(tǒng)應可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理,能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警,并支持定期的電池維護。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面,包含微電網(wǎng)光伏、風電、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(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求,也可將充電,儲能及光伏系統(tǒng)信息進行顯示。

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圖2系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。

4.6.1.1光伏界面

圖3光伏系統(tǒng)界面

本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息,主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

4.6.1.2儲能界面

圖4儲能系統(tǒng)界面

本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖5儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進行設置,包括開關機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

圖6儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設置界面

本界面用來展示對BMS的參數(shù)進行設置,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(tǒng)PCS電網(wǎng)側數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS電網(wǎng)側數(shù)據(jù),主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。

圖8儲能系統(tǒng)PCS交流側數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS交流側數(shù)據(jù),主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、溫度值等。同時針對交流側的異常信息進行告警。

圖9儲能系統(tǒng)PCS直流側數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS直流側數(shù)據(jù),主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側的異常信息進行告警。

圖10儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來展示對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(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等,同時展示當前儲能電池的SOC信息。

圖12儲能電池簇運行數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對電池簇信息,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。

4.6.1.3風電界面

圖13風電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對風電系統(tǒng)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(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、風速/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

4.6.1.4充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來展示對充電樁系統(tǒng)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、各個充電樁的運行數(shù)據(jù)等。

4.6.1.5視頻監(jiān)控界面

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圖15微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面

本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面,且通過不同的配置,實現(xiàn)預覽、回放、管理與控制等。

4.6.2發(fā)電預測

系統(tǒng)應可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預測數(shù)據(jù),對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預測,并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預測可進行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃,便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖16光伏預測界面

4.6.3策略配置

系統(tǒng)應可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息,進行系統(tǒng)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、動態(tài)擴容等。

基礎參數(shù)

計劃曲線-一充一放

圖17策略配置界面

4.6.4運行報表

應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設備*定時間的運行參數(shù),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(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。

圖18運行報表

4.6.5實時報警

應具有實時報警功能,系統(tǒng)能夠對各子系統(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關閉等遙信變位,及設備內部的保護動作或事故跳閘時應能發(fā)出告警,應能實時顯示告警事件或跳閘事件,包括保護事件名稱、保護動作時刻;并應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關人員。

圖19實時告警

4.6.6歷史事件查詢

應能夠對遙信變位,保護動作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電芯溫度(鋰離子電池)、壓力(液流電池)、光照、風速、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。

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圖20歷史事件查詢

4.6.7電能質量監(jiān)測

應可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)測,使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質量情況,以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。

1)在供電系統(tǒng)主界面上應能實時顯示各電能質量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度*分百和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*分百和正序/負序/零序電流值;

2)諧波分析功能:系統(tǒng)應能實時顯示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)電壓波動與閃變:系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相電壓波動值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長閃變值;應能提供A/B/C三相電壓波動曲線、短閃變曲線和長閃變曲線;應能顯示電壓偏差與頻率偏差;

4)功率與電能計量:系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率;應能顯示三相總有功功率、總無功功率、總視在功率和總功率因素;應能提供有功負荷曲線,包括日有功負荷曲線(折線型)和年有功負荷曲線(折線型);

5)電壓暫態(tài)監(jiān)測:在電能質量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發(fā)生時,系統(tǒng)應能產(chǎn)生告警,事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關人員;系統(tǒng)應能查看相應暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。

6)電能質量數(shù)據(jù)統(tǒng)計:系統(tǒng)應能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù),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、狀態(tài)(動作或返回)、波形號、越限值、故障持續(xù)時間、事件發(fā)生的時間。

圖21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質量界面

4.6.8遙控功能

應可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內的設備進行遠程遙控操作。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作,并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序,可以及時執(zhí)行調度系統(tǒng)或站內相應的操作命令。

圖22遙控功能

4.6.9曲線查詢

應可在曲線查詢界面,可以直接查看各電參量曲線,包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。

4.6.10統(tǒng)計報表

具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況,即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進行統(tǒng)計分析;對系統(tǒng)運行的節(jié)能、收益等分析;具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析,包括年停電時間、年停電次數(shù)等分析;具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進行電能質量分析。

1666142457423

圖24統(tǒng)計報表

4.6.11網(wǎng)絡拓撲圖

系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構;可在線診斷設備通信狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動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(tǒng)拓撲界面

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲,包括系統(tǒng)的組成內容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。

4.6.12通信管理

可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內的設備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序,然后選擇通信控制啟動所有端口或某個端口,快速查看某設備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

1666144457088

4.6.13用戶權限管理

應具備設置用戶權限管理功能。通過用戶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(shù)修改等)??梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限,為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

7b0f4810af758213bc6c1e4dfad64b6

4.6.14故障錄波

應可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時,自動準確地記錄故障前、后過程的各相關電氣量的變化情況,通過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作、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用。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個周波、故障后4個周波波形,總錄波時間共計46s。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關量波形。

4.6.15事故追憶

可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據(jù),包括開關位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等,形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎。

用戶可自定義事故追憶的啟動事件,當每個事件發(fā)生時,存儲事故個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶*定和隨意修改。

圖29事故追憶

5、硬件及其配套產(chǎn)品

序號

設備

型號

圖片

說明

1

能量管理系統(tǒng)

Acrel-2000MG

內部設備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控,由通信管理機、工業(yè)平板電腦、串口服務器、遙信模塊及相關通信輔件組成。

數(shù)據(jù)采集、上傳及轉發(fā)至服務器及協(xié)同控制裝置

策略控制:計劃曲線、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(tǒng)軟件顯示載體

3

UPS電源

UPS2000-A-2-KTTS

為監(jiān)控主機提供后備電源

4

打印機

HP108AA4

用以打印操作記錄,參數(shù)修改記錄、參數(shù)越限、復限,系統(tǒng)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)絡交換機

D-LINKDES-1016A16

提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡交換機解決了通信實時性、網(wǎng)絡安全性、本質安全與安全防爆技術等技術問題

7

GPS時鐘

ATS1200GB

利用gps同步衛(wèi)星信號,接收1pps和串口時間信息,將本地的時鐘和gps衛(wèi)星上面的時間進行同步

8

交流計量電表

AMC96L-E4/KC

電力參數(shù)測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率,頻率、功率因數(shù)等)、復費率電能計量、

四象限電能計量、諧波分析以及電能監(jiān)測和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開關量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)斷路器開關的"遜信“和“遙控”的功能

9

直流計量電表

PZ96L-DE

可測量直流系統(tǒng)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(shù)據(jù)轉換、開關量輸入/輸出等功能

10

電能質量監(jiān)測

APView500

實時監(jiān)測電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諾波等電能質量,記錄各類電能質量事件,定位擾動源。

11

防孤島裝置

AM5SE-IS

防孤島保護裝置,當外部電網(wǎng)停電后斷開和電網(wǎng)連接

12

箱變測控裝置

AM6-PWC

置針對光伏、風能、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(jù)不同的采集規(guī)的進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數(shù)據(jù)果集匯總:

提供規(guī)約轉換、透明轉發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉換、邊緣計算等多項功能:實時多任務并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉發(fā),可多鏈路上送平臺據(jù):

14

串口服務器

Aport

功能:轉換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù),反饋到能量管理系統(tǒng)中。

1)空調的開關,調溫,及斷電(二次開關實現(xiàn))

2)上傳配電柜各個空開信號

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)反饋各個設備狀態(tài),將相關數(shù)據(jù)到串口服務器:

讀消防VO信號,并轉發(fā)給到上層(關機、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)讀取門禁程傳感器信息,并轉發(fā)

結束語

光儲充電站一體化系統(tǒng)通過將光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電系統(tǒng)相結合,實現(xiàn)電能的*效利用,促進電能的穩(wěn)定供應,提高電力系統(tǒng)的可靠性,推動清潔能源的可持續(xù)發(fā)展。因此,在光儲充電站一體化協(xié)同發(fā)展中,需要通過構建系統(tǒng)發(fā)展良好格局、加強產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展、能源轉型與交通的協(xié)同、加強微電網(wǎng)技術的應用、構建信息化管理平臺、建設新能源汽車充電智能管控平臺等策略,構建光儲充電站一體化協(xié)同發(fā)展模式,確保系統(tǒng)的*效性,實現(xiàn)能源的可持續(xù)利用,促進環(huán)境保護的落實,共同推動光儲充電站一體化協(xié)同發(fā)展的進程。

參考文獻

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