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淺談園區(qū)級光儲充一體化關(guān)鍵技術(shù)研究方案
任運(yùn)業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：緊跟源網(wǎng)荷儲一體化建設(shè)的發(fā)展需求，結(jié)合園區(qū)級用戶的特點(diǎn)，利用存量資產(chǎn)，用 “綠色充電" 的運(yùn)行理念，構(gòu)建園區(qū)級光儲充一體化系統(tǒng)。論述了光儲充一體化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。 結(jié)合項(xiàng)目應(yīng)用，分析 “光伏+儲能+充電樁" 的能源一體化方案及其合理運(yùn)行模式。將分布式光伏發(fā)電、儲能技術(shù)及充電樁技術(shù)相結(jié)合，助力減碳能源新戰(zhàn)略。
關(guān)鍵詞：綜合能源系統(tǒng)；光儲充一體化系統(tǒng)；低碳經(jīng)濟(jì)
0引言
隨著減碳需求日益旺盛以及電動汽車的普及與蓬勃發(fā)展，光儲充一體化系統(tǒng)作為兼具新能源消納、負(fù)荷波動平抑和延緩輸電線路擴(kuò)容功能的新型充電設(shè)施，近年來得到各方的廣泛關(guān)注和高度重視。
2021年2月25日，《發(fā)展改革委能源局關(guān)于推進(jìn)電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展的指導(dǎo)意見》（發(fā)改能源規(guī)〔2021〕280號）發(fā)布，提出推進(jìn)源網(wǎng)荷儲一體化，提升保障能力和利用效率。針對園區(qū)（居民區(qū)）級源網(wǎng)荷儲一體化，指出以現(xiàn)代信息通信、大數(shù)據(jù)、人工智能、儲能等新技術(shù)為依托，運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+"新模式，調(diào)動負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)響應(yīng)能力；在城市商業(yè)區(qū)、綜合體、居民區(qū)，依托光伏發(fā)電、并網(wǎng)型微電網(wǎng)和充電基礎(chǔ)設(shè)施等，開展分布式發(fā)電與電動汽車（用戶儲能）靈活充放電相結(jié)合的園區(qū)（居民區(qū)）級源網(wǎng)荷儲一體化建設(shè)；在工業(yè)負(fù)荷大、新能源條件好的地區(qū)，支持分布式電源開發(fā)建設(shè)和就近接入消納。
2023年1月30日，《工業(yè)和信息化部等八部門關(guān)于組織開展公共領(lǐng)域車輛全面電動化先行區(qū)試點(diǎn)工作的通知》（工信部聯(lián)通裝函〔2023〕23號）在重點(diǎn)任務(wù)中提出，加快智能有序充電、大功率充電、自動充電、快速換電等新型充換電技術(shù)應(yīng)用，加快“光儲充放"一體化試點(diǎn)應(yīng)用。
園區(qū)級別用戶通常具有占地面積廣、用電量大、通勤方式多 樣等特點(diǎn)。隨著地區(qū)新能源發(fā)電政策推進(jìn)及電動汽車規(guī)模擴(kuò)大，園區(qū)級用戶對清潔能源利用及充電樁系統(tǒng)的需求量增大。此外，工業(yè)園區(qū)對供電可靠性以及電能質(zhì)量的需求也日益增長。因此，積極響應(yīng)“雙碳"政策，探索多樣化的綜合運(yùn)行方式成為實(shí)現(xiàn)“綠色低碳"目標(biāo)的重要實(shí)施路徑。光儲充一體化作為綜合能源的一種形式，通過多能協(xié)調(diào)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)用戶能源品質(zhì)及節(jié)能減排效果的提升。
因此，切合園區(qū)級用戶特點(diǎn)，利用存量資產(chǎn)，依托園區(qū)可用空地建設(shè)，采用“綠色充電"的運(yùn)行理念，建設(shè)光伏+儲能+充電樁的能源一體化解決方案。不僅能實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電自發(fā)自用、 余電存儲，滿足電動汽車充電需求，還同時(shí)利用峰谷電價(jià)，提高能源轉(zhuǎn)換效率，減少用能成本，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)新能源、儲能、充電互相協(xié)調(diào)支撐的運(yùn)行方式。
1光儲充一體化系統(tǒng)構(gòu)成
根據(jù)不同的項(xiàng)目環(huán)境、電網(wǎng)電力供應(yīng)情況，對分布式光伏發(fā)電、電動汽車充電樁及儲能系統(tǒng)等多種元素展開有機(jī)結(jié)合。考慮了多種電動汽車充電樁的供電方式，以滿足各種情況下的需求。光儲充一體化系統(tǒng)構(gòu)成原則為：1）因地制宜，即結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H，積極利用豐富的可再生能源，為優(yōu)化電動汽車充電設(shè)施的用能結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)以及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮積極作用；2）多能互補(bǔ)，即將可再生能源發(fā)電、儲能技術(shù)及高效用能技術(shù)相結(jié)合，為可再生能源應(yīng)用、充電樁供電探索新路徑、新模式。
1.1分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)是光儲充一體化系統(tǒng)的主要供電單元。光伏發(fā)電電能通過電流變換器和逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，進(jìn)而通過充電樁給電動汽車充電或負(fù)荷供電。針對園區(qū)級用戶，通常可采用廠區(qū)光伏、屋頂光伏、車棚光伏等多種形式。分布式光伏依據(jù)光伏容量及原有配電系統(tǒng)情況，通過適配與其匹配的并網(wǎng)光伏逆變器接入配電系統(tǒng)。
1.2充電樁系統(tǒng)
充電樁系統(tǒng)是維持電動汽車運(yùn)行的能源補(bǔ)給設(shè)施。按照不同的充電技術(shù)分類，可將當(dāng)前常見的充電樁分為直流充電樁和交流充電樁。
直流充電樁先將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再通過充電插口直接給電池充電，輸入電壓為 380V。直流充電樁輸出功率大，一般規(guī)格有30、60、80、120、150、180 kW等。采用高電壓，充電功率大，充電快，多安裝于集中運(yùn)營充電站。
交流充電樁通過車載電機(jī)為電動汽車電池充電。交流充電樁只提供電力輸出，沒有充電功能，輸入電壓為220V。交流充電樁輸出功率不會很大，一般為3.5、7.0、14.0 kW等。采用常規(guī)電壓，充電功率小，充電慢，但結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低，常安裝于城市公共停車場、商場和居民小區(qū)。
1.3儲能系統(tǒng)
儲能系統(tǒng)由儲能電池和雙向換流器組成，具備雙向變功率的電能傳輸特點(diǎn)，在光儲充一體化系統(tǒng)中是靈活的能量控制單元。針對園區(qū)級用戶，儲能系統(tǒng)的存在降低了系統(tǒng)對電網(wǎng)的依賴程度，既能保障可再生能源發(fā)電的進(jìn)一步消納，同時(shí)可利用區(qū)域能源價(jià)格波動，獲取價(jià)差收益。既實(shí)現(xiàn)了削峰填谷，又節(jié)省了配電增容費(fèi)用。
儲能系統(tǒng)通常選用磷酸鐵鋰電池，具有比能量高、循環(huán)壽命長、成本低、性價(jià)比高、可大電流充放電、耐高溫、能量密度高、無記憶效應(yīng)、安全無污染等特點(diǎn)。
2項(xiàng)目應(yīng)用
以A園區(qū)級項(xiàng)目為例進(jìn)行探討。結(jié)合該工業(yè)園區(qū)的實(shí)際用戶需求，開展園區(qū)級光儲充一體化方案應(yīng)用，主要目標(biāo)在于結(jié)合區(qū)域布局，滿足區(qū)域發(fā)展需求，為優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)以及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮積極作用。
2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
系統(tǒng)包括分布式光伏單元、儲能單元、充電樁單元。1）光伏發(fā)電自發(fā)自用，余電上網(wǎng)，解決發(fā)電消納問題；2）加入儲能系統(tǒng)，消納光伏電量的同時(shí)，降低對電網(wǎng)接入的依賴程度，提升供電可靠性；3）利用市電、儲能系統(tǒng)、光伏發(fā)電同時(shí)為充電樁供電，保證充電樁的供電穩(wěn)定性。
園區(qū)級光儲充一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 園區(qū)級光儲充一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2.2系統(tǒng)配置
充分利用存量場地及產(chǎn)業(yè)園建筑物屋頂?shù)葏^(qū)域，建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，裝機(jī)規(guī)模4.8384MW，接入電壓等級為10kV，與系統(tǒng)并網(wǎng)。
充電場站為專屬新能源車輛停車使用，接入電壓等級為10kV。結(jié)合園區(qū)新能源公交車及周邊私家車等用能需求，計(jì)劃建設(shè)公交車充電車位24個(gè)，采用120kW雙槍11臺，120kW 單槍2臺，為園區(qū)新能源公交車提供充電服務(wù)；建設(shè)乘用車直流充電車位18個(gè)，交流充電車位18個(gè)，采用14kW交流雙槍充電樁9臺，480kW1拖10充電樁2套。
同時(shí)，在充電站配置1套0.5MW/1 MW·h 電化學(xué)儲能系統(tǒng)，作為電能的緩存設(shè)備，控制充放電過程。
2.3系統(tǒng)運(yùn)行方式
在確定運(yùn)行方式的過程中，需要參考能源價(jià)格。所使用能源的價(jià)格參數(shù)如表1所示。
表1 能源價(jià)格參數(shù)
當(dāng)前依據(jù)初步建設(shè)光伏容量測算，分布式光伏運(yùn)行25a的總發(fā)電量約1.379 081×108 kW·h，年平均發(fā)電量為5.516 3×106 kW·h，能滿足當(dāng)前充電樁所需電量，采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)"的模式，為系統(tǒng)提供清潔能源用電。
充電站運(yùn)營方式通常采用“市電+服務(wù)費(fèi)"的運(yùn)行方式，光伏上網(wǎng)電價(jià)0.3969元/（kW·h），低于谷時(shí)段電價(jià)。由表1計(jì)算可知，峰時(shí)段電價(jià)與光伏發(fā)電電價(jià)差為0.572 16875元/（kW·h），尖峰時(shí)段電價(jià)與光伏發(fā)電電價(jià)差為0.740 16875元/（kW·h）。
光儲充一體化系統(tǒng)充分利用了光伏發(fā)電低成本、低碳的優(yōu)勢，其運(yùn)行模式如表2所示。采用分布式光伏單元為充電樁單元充電，同時(shí)利用儲能能夠平移能量的特點(diǎn)，盡可能吸收光伏發(fā)電，當(dāng)分布式光伏發(fā)電單元供電不足時(shí)，基于分時(shí)電價(jià)時(shí)段及運(yùn)行策略的選擇，采用市電/儲能單元作為充電樁單元用電來源，進(jìn)一步拉大價(jià)格差值，提升經(jīng)濟(jì)性。
表2 運(yùn)行模式
3 Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
3.1平臺概述
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(jié)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，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(fēng)力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入，*進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲能系統(tǒng)、充電站運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)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(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，促進(jìn)可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動；有效實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運(yùn)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(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)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。
3.2平臺適用場合
系統(tǒng)可應(yīng)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。
3.3系統(tǒng)架構(gòu)
本平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：
圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式
4充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案
4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機(jī)界面友好，應(yīng)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(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測光伏、風(fēng)電、儲能、充電站等各回路電壓、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(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(tǒng)回路電參量主要有：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計(jì)值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)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(yùn)行功率設(shè)置等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對儲能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警，并支持定期的電池維護(hù)。
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(fēng)電、儲能、充電站及總體負(fù)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(jìn)行顯示。
圖1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(fēng)電信息、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。
4.1.1光伏界面
圖2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(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
4.1.2儲能界面
圖3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(jī)容量、儲能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。
圖4儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面
本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開關(guān)機(jī)、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。
圖5儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面
本界面用來展示對BMS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要包括電芯電壓、溫度保護(hù)限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。
圖6儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。
圖7儲能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS交流側(cè)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(shí)針對交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。
圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。
圖9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(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等。
圖10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(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時(shí)展示當(dāng)前儲能電池的SOC信息。
圖11儲能電池簇運(yùn)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(dāng)前電芯的電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。
4.1.3風(fēng)電界面
圖12風(fēng)電系統(tǒng)界面
本界面用來展示對風(fēng)電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機(jī)直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
4.1.4充電站界面
圖13充電站界面
本界面用來展示對充電站系統(tǒng)信息，主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費(fèi)用，變化曲線、各個(gè)充電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。
4.1.5視頻監(jiān)控界面
圖14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(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。
系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測數(shù)據(jù)、未來天氣預(yù)測數(shù)據(jù)，對分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測可進(jìn)行人工輸入或者自動生成發(fā)電計(jì)劃，便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。
圖15光伏預(yù)測界面
系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負(fù)荷需求及分時(shí)電價(jià)信息，進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計(jì)劃、需量控制、防逆流、有序充電、動態(tài)擴(kuò)容等。
具體策略根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況（如儲能柜數(shù)量、負(fù)載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進(jìn)行接口適配和策略調(diào)整，同時(shí)支持定制化需求。
圖16策略配置界面
應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)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、尖峰平谷時(shí)段電量等。
圖17運(yùn)行報(bào)表
應(yīng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關(guān)閉等遙信變位，及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動作或事故跳閘時(shí)應(yīng)能發(fā)出告警，應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件，包括保護(hù)事件名稱、保護(hù)動作時(shí)刻；并應(yīng)能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關(guān)人員。
圖18實(shí)時(shí)告警
應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)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(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
圖19歷史事件查詢
應(yīng)可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時(shí)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(yīng)能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)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(fù)序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負(fù)序/零序電流值；
2）諧波分析功能：系統(tǒng)應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差；
4）功率與電能計(jì)量：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率；應(yīng)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(yīng)能提供有功負(fù)荷曲線，包括日有功負(fù)荷曲線（折線型）和年有功負(fù)荷曲線（折線型）；
5）電壓暫態(tài)監(jiān)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(tǒng)應(yīng)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(guān)人員；系統(tǒng)應(yīng)能查看相應(yīng)暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。
6）電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計(jì)整2h存儲的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括均值、*值、*值、95%概率值、方均根值。
7）事件記錄查看功能：事件記錄應(yīng)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(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)間。
圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面
應(yīng)可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。系統(tǒng)維護(hù)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(yù)置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序，可以及時(shí)執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。
圖21遙控功能
應(yīng)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。
圖22曲線查詢
具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的發(fā)電、用電、充放電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；對系統(tǒng)運(yùn)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(shí)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(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
圖23統(tǒng)計(jì)報(bào)表
系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/p>
本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)?，包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計(jì)等信息。
可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。系統(tǒng)維護(hù)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(gè)端口，快速查看某設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應(yīng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。
圖25通信管理
應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控操作，運(yùn)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(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。
圖26用戶權(quán)限
應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動準(zhǔn)確地記錄故障前、后過程的各相關(guān)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(hù)是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)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(gè)周波、故障后4個(gè)周波波形，總錄波時(shí)間共計(jì)46s。每個(gè)采樣點(diǎn)錄波至少包含12個(gè)模擬量、10個(gè)開關(guān)量波形。
圖27故障錄波
可以自動記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)掃描數(shù)據(jù)，包括開關(guān)位置、保護(hù)動作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
用戶可自定義事故追憶的啟動事件，當(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí)，存儲事故qian10個(gè)掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶隨意修改。
5結(jié)束語
采用光儲充一體化系統(tǒng)，將分布式光伏發(fā)電、儲能技術(shù)及高效用能技術(shù)相結(jié)合，在碳排放的能源新戰(zhàn)略下，能帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。1)運(yùn)行模式優(yōu)化經(jīng)濟(jì)性。與傳統(tǒng)的能源供應(yīng)方式相比，光儲充一體化系統(tǒng)將光、儲、充三者有機(jī)結(jié)合，在利用電價(jià)差增大充電樁收益的同時(shí)，緊跟政策導(dǎo)向，對推廣綠色能源、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)可起到顯著的作用。2)供能體系安全可靠。分布式光伏系統(tǒng)與儲能系統(tǒng)共同為充電樁單元提供穩(wěn)定的電能。整個(gè)系統(tǒng)組成智能微電網(wǎng)系統(tǒng)，多種能源形式解決系統(tǒng)供電問題，提高了能源利用效率，供能安全可靠性高。3)供能形式區(qū)域示范。以光儲充一體化項(xiàng)目建設(shè)為契機(jī)，因地制宜探索可再生能源和儲能技術(shù)的微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，形成具有區(qū)域特點(diǎn)且易于復(fù)制的典型模式。
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作者簡介
任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)供職于安科瑞電氣股份有限公司。
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