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黃琴
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:人類社會飛速發(fā)展的現(xiàn)階段阶糖,能源緊缺問題越來越突出吸辑,因此開發(fā)新能源是現(xiàn)如今環(huán)境污染與能源緊缺的必然選擇。對此秃练,介紹微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)串飘,對微電網(wǎng)的優(yōu)勢進(jìn)行分析,總結(jié)了微電網(wǎng)的推廣問題,探討了基于微電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電技術(shù)钳砰,闡述了分布式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作模式盅妹、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行中存在的控制問題,提出了基于微電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電技術(shù)要點(diǎn)许话,以期能夠?qū)崿F(xiàn)光伏發(fā)電結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整羔俭,促進(jìn)我國可再生能源的可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:微電網(wǎng)稍途;光伏發(fā)電阁吝;新能源
1微電網(wǎng)概述
近年來,社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度逐漸加快械拍,石油化工能源被過度開發(fā)利用突勇,隨之引發(fā)能源危機(jī)問題】缆牵基于該背景甲馋,新能源技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,更多企業(yè)開始關(guān)注與應(yīng)用新能源發(fā)電技術(shù)迄损,如光伏太陽能發(fā)電摔刁、風(fēng)力發(fā)電等。新能源發(fā)電雖可有效解決能源危機(jī)問題海蔽,然而因?yàn)樵摷夹g(shù)本身存在發(fā)電間歇性問題,尤其是并網(wǎng)過程中*易導(dǎo)致電網(wǎng)形成電力波動現(xiàn)象绑谣,影響電能質(zhì)量和發(fā)電量党窜。因此,提出微電網(wǎng)的概念借宵,其核心在于多微電源同時供電茧淮,相互補(bǔ)充電源,可滿足小范圍的電力供應(yīng)目標(biāo)策谅。分布式光伏發(fā)電的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示着阿。
1.1微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)
微電網(wǎng)即微網(wǎng),是電壓等級為400V或10kV的一種現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)崔深,也是負(fù)載與保護(hù)裝置茁帚、能源轉(zhuǎn)換裝置、分布式電源以及儲能裝置等構(gòu)成的發(fā)電泳信、配電系統(tǒng)娶痕。從根本上說,微電網(wǎng)對于形式煩瑣筝仓、數(shù)量較多的分布式電源并網(wǎng)問題解決力度較大数截,達(dá)到分布式電源*效應(yīng)用的目標(biāo)。
1.2微電網(wǎng)元件
靜態(tài)開關(guān)、分布式電源俗退、功率電子設(shè)備以及儲能設(shè)備等要素共同組成微電網(wǎng)漆粉,其中分布式電源指的是負(fù)載周邊分布的一種電力,主要將其分成2種满葛,即非再生能源径簿、可再生能源。儲能設(shè)備主要為飛輪儲存纱扭、*級電容量和蓄電池等牍帚。在電網(wǎng)有效功率*于負(fù)載要求的情況下,就會存儲剩余電量乳蛾,以維持電力供需平衡暗赶。微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時,可調(diào)節(jié)儲能設(shè)備頻率肃叶,從而為微網(wǎng)運(yùn)行提供保障蹂随。
圖1分布式光伏發(fā)電微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)
基于該情況,微電網(wǎng)的能源利用率可超過80%因惭。由此可以看出岳锁,世界能源互聯(lián)網(wǎng)下的微電網(wǎng)存在*大的發(fā)展優(yōu)勢。然而蹦魔,與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比激率,微電網(wǎng)起步比較晚,也有很多不利因素唐故,其發(fā)展受到很多制約因素的影響鉴吞,如分布式電源具有較*成本,有待進(jìn)一步提升運(yùn)行和保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)父系;電能存儲和生產(chǎn)*須依照負(fù)載需求調(diào)整摹椅,且微電網(wǎng)市場監(jiān)管制度也不完善,有待從立法層面進(jìn)一步優(yōu)化椒蜜。
2分布式光伏發(fā)電技術(shù)
作為用途*為廣泛的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)梦啊,其結(jié)構(gòu)包括獨(dú)立發(fā)電與并網(wǎng)發(fā)電2類。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生之初多是用于微波中繼站厌留、太空飛船炼岖、電視差轉(zhuǎn)臺以及通信系統(tǒng)等區(qū)域。近年來囊像,越來越多的領(lǐng)域開始推廣應(yīng)用太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電嫩誉,主要為家庭屋頂光伏發(fā)電、城市交通或照明等动苍。
2.1獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)
獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)也被叫作離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)尚憔,為太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)镰吆,由熱輻射與光產(chǎn)生能量。通常來說跑慕,單獨(dú)太陽能發(fā)電一定要配備能量存儲設(shè)備万皿,電池是應(yīng)用*多的設(shè)備。同時核行,需要配備控制器牢硅,主要作用是避免蓄電池過度放電,或者過度充電芝雪。在直流電源中减余,應(yīng)用的獨(dú)立廣電系統(tǒng)核心部件主要為蓄電池組、防反充二*管惩系、電池方陣以及控制器等位岔。
2.2并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)
太陽能光伏系統(tǒng)的主要特點(diǎn)在于,通過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)化直流電成*流電堡牡,進(jìn)而保證交流電能夠與公共電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)有效連接抒抬,向廣大住戶提供更多電力,多余電量直接輸送至電網(wǎng)晤柄。在太陽能電池低電量的情況下擦剑,有必要做好電力網(wǎng)補(bǔ)充工作。并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的示意如圖2所示擒摸。
2.3分布式光伏發(fā)電的工作模式
光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作機(jī)理在于婉涌,通過太陽能電池所具有的光生伏打效應(yīng),太陽能電池板將太陽光中的光能轉(zhuǎn)換為電能供應(yīng)給客戶兴氧。太陽能電池板夏坝、配電室、防雷系統(tǒng)尿笔、匯流箱以及逆變器等是太陽能電池板的重要組成部分。此外郑煌,因?yàn)樘柕哪芰棵芏容^低临颈,所以要求有較大的光電轉(zhuǎn)換效率,并且要使用匯流箱來降低光電轉(zhuǎn)換效率钾趁。由于光伏太陽能電池所產(chǎn)生的電屬于直流電蚂青,因此還*須要有一個逆變器來將直流電變成*流電。同時斑泳,為了確保在雷暴天氣下對發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件孝承,如電池面板、逆變器等進(jìn)行防護(hù)末捣,也*須進(jìn)行初步的防雷設(shè)計侠姑。具有低壓負(fù)載的室內(nèi)配電場所統(tǒng)稱為配電室创橄,能夠?yàn)榈蛪河脩舴职l(fā)電能。由于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)通常在10kV之下莽红,因此只需要設(shè)置一個低壓配電室即可妥畏。除此之外,還*須在電力供應(yīng)上安裝一些能量存儲單元安吁,或是將整個系統(tǒng)接入電力網(wǎng)絡(luò)醉蚁,才能確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定,如此便構(gòu)成一個完備的發(fā)電和用電體系鬼店。光伏發(fā)電原理如圖3所示
3基于微電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電技術(shù)要點(diǎn)
3.1并網(wǎng)控制
若分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)沒有配備相應(yīng)的蓄電池网棍,則需將其并入電網(wǎng),以確保該光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電可靠性妇智。分布式光伏發(fā)電有多能量來源滥玷、多并網(wǎng)逆變器等特性,所以應(yīng)充分考慮影響并網(wǎng)控制的相關(guān)因素俘陷。此外境愕,因分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)能源產(chǎn)生多借助并網(wǎng)逆變器,且并網(wǎng)運(yùn)行期間需要*點(diǎn)注意耦合機(jī)理颁膊,所以涉及控制并網(wǎng)協(xié)調(diào)性能問題停楞,應(yīng)注重在運(yùn)行過程中協(xié)調(diào)控制逆變器的電壓和頻率,以合理地動態(tài)分配其運(yùn)行負(fù)荷撒殷。圖3光伏發(fā)電原理
3.2優(yōu)化系統(tǒng)電能質(zhì)量
通常情況下羔漂,分布式光伏發(fā)電的電能輸出主要為直流電,然而用戶端負(fù)載多用交流電杏县。若要使用光伏發(fā)電所輸出的電能匹说,則需要轉(zhuǎn)化直流電為特定頻率的交流電,由此就需要應(yīng)用逆變器戳橱。但是卫驯,并網(wǎng)運(yùn)行過程中,正常運(yùn)行時的逆變器會產(chǎn)生直流分量與諧波了奋,會污染到電網(wǎng)毫痢,影響電網(wǎng)得電能質(zhì)量。特別是電網(wǎng)直接連接用戶側(cè)負(fù)載時秉馏,就算直流分量與諧波非常小耙旦,也會嚴(yán)重影響到用戶的用電端口負(fù)載,造成設(shè)備不能順利或正常運(yùn)行萝究,導(dǎo)致設(shè)備遭到損壞免都。除此之外,在用戶負(fù)載中有大量感性負(fù)載的情況下帆竹,接入分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)會大大降低功率因數(shù)cos?绕娘,導(dǎo)致電機(jī)等感性負(fù)載無法正常運(yùn)行脓规,甚至?xí)哟蟀l(fā)熱量。以上情況產(chǎn)生的主要原因在于业舍,分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)大多只輸出有功功率抖拦,還有可能是電網(wǎng)無功功率補(bǔ)償裝置不匹配光伏發(fā)電系統(tǒng)。因此舷暮,若想有效控制光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量态罪,借助可調(diào)節(jié)功率因數(shù)cos?,可以對三電平組串逆變器進(jìn)行輸出下面,也可通過并聯(lián)電容器實(shí)現(xiàn)動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)呐渲酶淳保行Ц纳撇⒕W(wǎng)連接中出現(xiàn)的光伏發(fā)電電能輸出質(zhì)量問題。
3.3電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和配置優(yōu)化
由于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能源為太陽能董翻,而太陽能會因?yàn)楦鞯貧夂蚧⒌乩砦恢玫韧獠恳蛩囟嬖谝欢S機(jī)性,而且光伏發(fā)電的核心部件即太陽能電池板的能量密度相對較低桨挂,相比傳統(tǒng)電網(wǎng)几谐,太陽能電池板的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在一定不同〔疾迹基于以上因素坊欢,在電力系統(tǒng)規(guī)劃過程中,應(yīng)*準(zhǔn)預(yù)估本地可再生能源的分布情況鹃封,同時評估負(fù)載的可用性甥归、隨機(jī)性和合理性。對要進(jìn)行光伏發(fā)電的地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查趟伺,詳細(xì)調(diào)查和研究當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)卑保、客戶的用電負(fù)荷,進(jìn)而決定在當(dāng)?shù)氐牡貐^(qū)設(shè)置相應(yīng)的分布式光伏發(fā)電裝置酸疹,防止負(fù)載過或某一個電網(wǎng)單元負(fù)載過大天俺,有效提升地方電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性雌芽。
4Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
4.1平臺概述
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)授艰,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*進(jìn)經(jīng)驗(yàn)膘怕,專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)想诅。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)召庞、風(fēng)力發(fā)電岛心、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入,*進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析篮灼,直接監(jiān)視光伏忘古、風(fēng)能徘禁、儲能系統(tǒng)、充電站運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況髓堪,是一個集監(jiān)控系統(tǒng)送朱、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)干旁,促進(jìn)可再生能源應(yīng)用驶沼,提*電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動朋暴;有效實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理佛缕、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷下抬,提*電力設(shè)備運(yùn)行效率陈汇、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全紧燎、可靠燕柠、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)戒款,整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層:設(shè)備層尊慷、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)議人狞,物理媒介可以為光纖芜田、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等欢礼。系統(tǒng)支持ModbusRTU蜈沛、ModbusTCP、CDT革半、IEC60870-5-101碑定、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104又官、MQTT等通信規(guī)約延刘。
4.2平臺適用場合
系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、*速公路六敬、工業(yè)園區(qū)碘赖、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)外构、智能建筑普泡、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求审编。
4.3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)計撼班,即站控層歧匈、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
5充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案
5.1實(shí)時監(jiān)測
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機(jī)界面友好砰嘁,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)嚎猛,實(shí)時監(jiān)測光伏、風(fēng)電鹤梯、儲能拉鳄、充電站等各回路電壓、電流犬洽、功率洋训、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器绰尖、隔離開關(guān)等合妙散、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號吹磕。其中诅慧,各子系統(tǒng)回路電參量主要有:相電壓、線電壓壤牙、三相電流班聂、有功/無功功率、視在功率适肠、功率因數(shù)霍衫、頻率、有功/無功電度侯养、頻率和正向有功電能累計值敦跌;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逛揩。
系統(tǒng)應(yīng)可以對分布式電源柠傍、儲能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理,使管理人員實(shí)時掌握發(fā)電單元的出力信息辩稽、收益信息惧笛、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)管理逞泄,能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時告警患整,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)主界面喷众,包含微電網(wǎng)光伏各谚、風(fēng)電、儲能、充電站及總體負(fù)荷組成情況迈窗,包括收益信息、天氣信息栋灿、節(jié)能減排信息惑妥、功率信息、電量信息浴瞭、電壓電流情況等示荠。根據(jù)不同的需求,也可將充電岳散,儲能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示节立。
圖1系統(tǒng)主界面
子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息眠煮、風(fēng)電信息患并、儲能信息、充電站信息茴审、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等破溺。
5.1.1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)躁绸、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報警裕循、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)計净刮、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計剥哑、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計淹父、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測株婴、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時對系統(tǒng)的總功率暑认、電壓電流及各個逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示督暂。
5.1.2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)前充放電量穷吮、收益逻翁、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)置捡鱼,包括開關(guān)機(jī)八回、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓逛径、電流的限值撼烹。
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)限值远燕、電池組電壓久泞、電流、溫度限值等奖放。
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)淡藻,主要包括相電壓、電流砚粒、功率缔沐、頻率、功率因數(shù)等益柳。
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)尊陪,主要包括相電壓、電流捕谢、功率段物、頻率、功率因數(shù)轧简、溫度值等弯淘。同時針對交流側(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)吉懊,主要包括電壓庐橙、電流、功率借嗽、電量等态鳖。同時針對直流側(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)信息恶导,主要包括通訊狀態(tài)浆竭、運(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等惨寿。
圖10儲能電池狀態(tài)界面
本界面用來展示對BMS狀態(tài)信息邦泄,主要包括儲能電池的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息裂垦、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等顺囊,同時展示當(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吝蔽,主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度端辛,并展示當(dāng)前電芯的電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置超肃。
5.1.3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)信息希没,主要包括逆變控制一體機(jī)直流側(cè)械拉、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析腿伟、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計鸿铐、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計芬过、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測胞仅、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時對系統(tǒng)的總功率袜晌、電壓電流及各個逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示课枉。
5.1.4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)信息白嘁,主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率漆枚、電量湿蛔、電量費(fèi)用膀曾,變化曲線、各個充電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)等阳啥。
5.1.5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)所接入的視頻畫面添谊,且通過不同的配置,實(shí)現(xiàn)預(yù)覽察迟、回放斩狱、管理與控制等。
5.1.6發(fā)電預(yù)測
系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)扎瓶、實(shí)測數(shù)據(jù)所踊、未來天氣預(yù)測數(shù)據(jù),對分布式發(fā)電進(jìn)行短期概荷、超短期發(fā)電功率預(yù)測秕岛,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)電計劃误证,便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控继薛。
圖15光伏預(yù)測界面
5.1.7策略配置
系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量棕凉、負(fù)荷需求及分時電價信息灯彩,進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷桃镐、周期計劃黎撤、需量控制、防逆流尘是、有序充電侄灭、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)載功率亏傅、光伏系統(tǒng)能力等)進(jìn)行接口適配和策略調(diào)整摊谢,同時支持定制化需求。
圖16策略配置界面
5.1.8運(yùn)行報表
應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)醉装、回路或設(shè)備*時間的運(yùn)行參數(shù)辕芳,報表中顯示電參量信息應(yīng)包括:各相電流、三相電壓宵睦、總功率因數(shù)记罚、總有功功率、總無功功率壳嚎、正向有功電能桐智、尖峰平谷時段電量等。
圖17運(yùn)行報表
5.1.9實(shí)時報警
應(yīng)具有實(shí)時報警功能烟馅,系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器说庭、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)動作或事故跳閘時應(yīng)能發(fā)出告警郑趁,應(yīng)能實(shí)時顯示告警事件或跳閘事件刊驴,包括保護(hù)事件名稱、保護(hù)動作時刻寡润;并應(yīng)能以彈窗捆憎、聲音、短信和電話等形式通知相關(guān)人員梭纹。
圖18實(shí)時告警
5.1.10歷史事件查詢
應(yīng)能夠?qū)b信變位攻礼,保護(hù)動作、事故跳閘落怀,以及電壓甚宜、電流、功率百览、功率因數(shù)映情、電芯溫度(鋰離子電池)、壓力(液流電池)笑杯、光照阱墩、風(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理辱得,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯局该,查詢統(tǒng)計、事故分析沉享。
圖19歷史事件查詢
5.1.11電能質(zhì)量監(jiān)測
應(yīng)可以對整個微電網(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)測涉佑,使管理人員實(shí)時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況加梁,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(yīng)能實(shí)時顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)淮超、各監(jiān)測點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率融蹂、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/零序電流值弄企;
2)諧波分析功能:系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率超燃、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率拘领、奇次諧波電流總畸變率意乓、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率约素;應(yīng)能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率届良、2-63次諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電壓含有率业汰、0.5~63.5次間諧波電流含有率伙窃;
3)電壓波動與閃變:系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動值菩颖、A/B/C三相電壓短閃變值样漆、A/B/C三相電壓長閃變值;應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動曲線晦闰、短閃變曲線和長閃變曲線放祟;應(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差;
4)功率與電能計量:系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率散烂、無功功率和視在功率巾妖;應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無功功率变钙、總視在功率和總功率因素牵梗;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)挥棒;
5)電壓暫態(tài)監(jiān)測:在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升仓脓、電壓暫降、短時中斷發(fā)生時芭惠,系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生告警锨间,事件能以彈窗、閃爍弦离、聲音婿芝、短信、電話等形式通知相關(guān)人員棵章;系統(tǒng)應(yīng)能查看相應(yīng)暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形挨让。
6)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計:系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù)枚冗,包括均值、*值亡问、*值官紫、95%概率值、方均根值州藕。
7)事件記錄查看功能:事件記錄應(yīng)包含事件名稱束世、狀態(tài)(動作或返回)、波形號床玻、越限值毁涉、故障持續(xù)時間、事件發(fā)生的時間锈死。
圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面
4.1.12遙控功能
應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作贫堰。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)置待牵、遙控返校其屏、遙控執(zhí)行的操作順序,可以及時執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令缨该。
圖21遙控功能
5.1.13曲線查詢
應(yīng)可在曲線查詢界面偎行,可以直接查看各電參量曲線,包括三相電流饿遏、三相電壓医狡、有功功率、無功功率替熊、功率因數(shù)肿车、SOC、SOH掘顾、充放電量變化等曲線到讽。
圖22曲線查詢
5.1.14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(yùn)行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的發(fā)電累踱、用電保媒、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)計分析報表馋奠。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進(jìn)行統(tǒng)計分析屎洒;對系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能、收益等分析丰吐;具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析虑稼,包括年停電時間、年停電次數(shù)等分析势木;具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析蛛倦。
圖23統(tǒng)計報表
5.1.15網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
系統(tǒng)支持實(shí)時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)歌懒,能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)溯壶,發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位及皂。
圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/span>
本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)洌ㄏ到y(tǒng)的組成內(nèi)容且改、電網(wǎng)連接方式验烧、斷路器、表計等信息又跛。
5.1.16通信管理
可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理碍拆、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)測慨蓝。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感混,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(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況缩髓。通信應(yīng)支持ModbusRTU憨箍、ModbusTCP、CDT学释、IEC60870-5-101遇娜、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104堤型、MQTT等通信規(guī)約扬瘸。
圖25通信管理
5.1.17用戶權(quán)限管理
應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能类繁。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如遙控操作教物,運(yùn)行參數(shù)修改等)∽怖耍可以定義不同級別用戶的登錄名糊争、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行炭央、維護(hù)婴鞭、管理提供可靠的安全保障。
圖26用戶權(quán)限
5.1.18故障錄波
應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時熙掺,自動準(zhǔn)確地記錄故障前未斑、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币绩、比較蜡秽,對分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動作缆镣、提*電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平有著重要作用试浙。其中故障錄波共可記錄16條,每條錄波可觸發(fā)6段錄波寞蚌,每次錄波可記錄故障前8個周波田巴、故障后4個周波波形挟秤,總錄波時間共計46s壹哺。每個采樣點(diǎn)錄波至少包含12個模擬量艘刚、10個開關(guān)量波形。
圖27故障錄波
5.1.19事故追憶
可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實(shí)時掃描數(shù)據(jù)父森,包括開關(guān)位置、保護(hù)動作狀態(tài)秽烫、遙測量等断迁,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迎硼,當(dāng)每個事件發(fā)生時,存儲事故掃描周期及事故后10個掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數(shù)據(jù)雹税。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶隨意修改。
5.2硬件及其配套產(chǎn)品
序號 | 設(shè)備 | 型號 | 圖片 | 說明 |
1 | 能量管理系統(tǒng) | Acrel-2000MG | 內(nèi)部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控牵敷,由通信管理機(jī)胡岔、工業(yè)平板電腦枷餐、串口服務(wù)器、遙信模塊及相關(guān)通信輔件組成毛肋。 數(shù)據(jù)采集、上傳及轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器及協(xié)同控制裝置 策略控制:計劃曲線惊暴、需量控制饼丘、削峰填谷辽话、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(jī)提供后備電源 | |
4 | 打印機(jī) | HP108AA4 | 用以打印操作記錄啄灭,參數(shù)修改記錄党纱、參數(shù)越限、復(fù)限豹恶,系統(tǒng)事故,設(shè)備故障旅峰,保護(hù)運(yùn)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(luò)交換機(jī) | D-LINKDES-1016A16 | 提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)解決了通信實(shí)時性、網(wǎng)絡(luò)安全性董容、本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù)等技術(shù)問題 | |
7 | GPS時鐘 | ATS1200GB | 利用gps同步衛(wèi)星信號衍震,接收1pps和串口時間信息味滞,將本地的時鐘和gps衛(wèi)星上面的時間進(jìn)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桃犬、電壓刹悴、有功功率、無功功率土匀、視在功率,頻率、功率因數(shù)等)就轧、復(fù)費(fèi)率電能計量、 四象限電能計量妒御、諧波分析以及電能監(jiān)測和考核管理镇饺。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現(xiàn)斷路器開關(guān)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)中的電壓戏喊、電流、功率躺沽、正向與反向電能⊥遥可帶RS485通訊接口、模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換馏舰、開關(guān)量輸入/輸出等功能 | |
10 | 電能質(zhì)量監(jiān)測 | APView500 | 實(shí)時監(jiān)測電壓偏差便浮、頻率俯差、三相電壓不平衡胆快、電壓波動和閃變、諾波等電能質(zhì)量烁焙,記錄各類電能質(zhì)量事件,定位擾動源。 | |
11 | 防孤島裝置 | AM5SE-IS | 防孤島保護(hù)裝置膳殷,當(dāng)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 | 置針對光伏九火、風(fēng)能、儲能升壓變不同要求研發(fā)的集保護(hù)岔激,測控,通訊一體化裝置虑鼎,具備保護(hù)辱匿、通信管理機(jī)功能、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)功能的測控裝置 | |
13 | 通信管理機(jī) | ANet-2E851 | 能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進(jìn)行水表炫彩、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)果集匯總: 提供規(guī)約轉(zhuǎn)換饶饿、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮侮捷、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣計算等多項(xiàng)功能:實(shí)時多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)续疲,可多路上送平臺據(jù): | |
14 | 串口服務(wù)器 | Aport | 功能:轉(zhuǎn)換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù)嘁梦,反饋到能量管理系統(tǒng)中。 1)空調(diào)的開關(guān)滩蔼,調(diào)溫希弟,及斷電(二次開關(guān)實(shí)現(xiàn)) 2)上傳配電柜各個空開信號 3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等 4)接入電表粥搓、BSMU等設(shè)備 | |
15 | 遙信模塊 | ARTU-K16 | 1)反饋各個設(shè)備狀態(tài),將相關(guān)數(shù)據(jù)到串口服務(wù)器: 讀消防VO信號备畦,并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機(jī)、事件上報等) 2)采集水浸傳感器信息许昨,并轉(zhuǎn)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(zhuǎn)發(fā) |
6結(jié)束語
分布式光伏發(fā)電技術(shù)與微電網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展的現(xiàn)階段莉恼,進(jìn)一步擴(kuò)大了分布式光伏設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用范圍,且并網(wǎng)能力也隨之得到提升速那。未來發(fā)展中,還會進(jìn)一步擴(kuò)充太陽能應(yīng)用與發(fā)展的空間端仰,為供電領(lǐng)域提供更多能源,*終推動社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展榆俺。
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作者簡介
黃琴,女盒俏,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事儲能充電站微電網(wǎng)能量管理敷主。
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