安科瑞 陳聰

摘要：光儲充一體化電站建設(shè)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(shè)的重要作用與實(shí)際情況進(jìn)行了簡要的介紹，并在此基礎(chǔ)上分析了光儲充電站建設(shè)的具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制方式，進(jìn)一步闡述了光儲充一體電站的運(yùn)行技術(shù)情況，便于將光儲充一體化電站與現(xiàn)有配網(wǎng)接入，促進(jìn)新能源健康發(fā)展，推動電動汽車行業(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；電動汽車；低碳經(jīng)濟(jì)

0引言

為了應(yīng)對日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染與國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)調(diào)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(shè)內(nèi)容。同時(shí)，隨著低碳經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步推進(jìn)，我國新能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到一個蓬勃發(fā)展與快速推進(jìn)的時(shí)期，電動汽車的普及是我國交通領(lǐng)域重*的車用能源綠色行動。光能是一種普及推廣的可再生能源，我國還需開展光能發(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(shè)提供了一個非常良好并且有效的途徑，改善光能發(fā)電的穩(wěn)定性同時(shí)確保了負(fù)載輸出的*效，值得進(jìn)行大力推廣發(fā)展和應(yīng)用。我國的電網(wǎng)建設(shè)在飛速發(fā)展，為提升其安全性與可靠性，需要加大相應(yīng)的電站建設(shè)。結(jié)合光能發(fā)電技術(shù)，進(jìn)行光儲充一體化電站建設(shè)，對推進(jìn)整體電網(wǎng)建設(shè)。發(fā)展完善國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作具有重要作用。

面對零碳目標(biāo)下新能源+儲能快速規(guī)?；l(fā)展的新機(jī)遇，持續(xù)深化技術(shù)創(chuàng)新，以更科學(xué)合理的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)進(jìn)一步挖掘和提升儲能的服務(wù)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)儲能與電網(wǎng)從被動適應(yīng)向主動安全、主動支撐轉(zhuǎn)變，為構(gòu)建上下游產(chǎn)業(yè)鏈命運(yùn)共同體、促進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障。

1光儲充一體式充電站建設(shè)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微電網(wǎng)，利用光伏發(fā)電，將電量存儲在儲能電池中，當(dāng)發(fā)電不穩(wěn)定時(shí)，儲能電池將電量供給充電樁使用。充電樁通過光儲充系統(tǒng)，將清潔電源輸送給新能源汽車進(jìn)行智能化柔性充電。目前，**雙碳政策的發(fā)展方向，順應(yīng)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(jù)了解，目前市面公共直流快充樁的功率達(dá)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(tǒng)通過削峰填谷平衡大電流對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊，保護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。后，光儲充電站為動力電池回收提供途徑。我國正迎來動力電池的退役潮，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，為滿足充電站的用電需要，在進(jìn)行整個建設(shè)過程中需要建立起一個完整完善的供電系統(tǒng)，并且對應(yīng)的電力系統(tǒng)還需要與公共電網(wǎng)連接，通過接入電網(wǎng)購電。因此，引入并設(shè)置光儲充一體化電站建設(shè)十分重要，并且進(jìn)行電站建設(shè)時(shí)還要考慮充電站整體的占地面積情況。通常，需建設(shè)完整的光儲充配電系統(tǒng)，滿足實(shí)際用電需要。當(dāng)整個光儲充一體化電站系統(tǒng)在進(jìn)行子系統(tǒng)連接時(shí)，會采用三相交流母線接入的方式將光伏系統(tǒng)設(shè)備線路與存儲系統(tǒng)、設(shè)備線路以及充電設(shè)備線路進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，再進(jìn)行并網(wǎng)設(shè)置，從而解決整體集中大功率充電可能帶來的問題，確保整個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(xiàn)良好的儲電用電保障功能。

2光儲充一體化電站系統(tǒng)研究

光儲充一體化電站的關(guān)鍵技術(shù)涵蓋的內(nèi)容非常廣泛，包括光儲充一體化電站的整體系統(tǒng)與子系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)、光儲充一體化電站建設(shè)過程中需要安裝的各類設(shè)備以及光儲充一體化電站建設(shè)完成后對整個系統(tǒng)運(yùn)行情況的全*控制，以保證光儲充一體化電站的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.1光儲充一體化電站設(shè)備

總體來說，光儲充一體化電站的設(shè)備主要由光伏設(shè)備、儲能設(shè)備以及充電設(shè)備3個部分組成。

光伏設(shè)備是將光能或太陽能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備，光伏設(shè)備本身的電力輸出能力與太陽輻射強(qiáng)度、周圍環(huán)境溫度有關(guān)。光伏發(fā)電設(shè)備如圖1所示。

圖1光伏發(fā)電設(shè)備

儲能設(shè)備的設(shè)置需要考慮儲能容量的實(shí)際配置情況，對應(yīng)的儲能系統(tǒng)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(shè)備和儲能系統(tǒng)運(yùn)行過程中，需要對儲能系統(tǒng)本身的建設(shè)成本和效益進(jìn)行估算，這一過程通常利用儲能設(shè)備或儲能系統(tǒng)的使用壽命模型進(jìn)行預(yù)測，由此計(jì)算出儲能設(shè)備或儲能系統(tǒng)在運(yùn)行全過程中能夠產(chǎn)生的終效益。目前來說，常見的儲能方式之一就是運(yùn)用電池進(jìn)行儲能。由于電池本身完成充放電的次數(shù)是有限的，應(yīng)對整體效益進(jìn)行估算。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，電池的充放電循環(huán)次數(shù)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(tǒng)或設(shè)備成本的原因就是在日常使用過程中的維護(hù)與運(yùn)營，維護(hù)運(yùn)營工作本身需要成本，而維護(hù)和運(yùn)營工作的成果對儲能系統(tǒng)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(shè)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

光儲充一體化電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。光儲充一體化電站系統(tǒng)本身在新能源汽車領(lǐng)域應(yīng)用較多，單獨(dú)設(shè)置的光伏模塊、儲能模塊以及充電模塊彼此連接并接入統(tǒng)一配電線路，形成一個完整的微電網(wǎng)。對于光儲充一體化電站而言，這樣的微電網(wǎng)需要具備接入整個城市供電系統(tǒng)以及供電線路的基礎(chǔ)功能。

圖2光儲充一體化電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在進(jìn)行電站建設(shè)的時(shí)候，基礎(chǔ)的就是需要包括光伏系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)以及充電系統(tǒng)3個方面。在此基礎(chǔ)上，還要配有相對應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測整個電站的充放電情況，對電站的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，良好地完成對電站的功率分配工作，確保能夠滿足不同用電設(shè)備和用電區(qū)域的具體需求。

此外，可以結(jié)合現(xiàn)有的自動化技術(shù)和信息技術(shù)建立一個完整的云端綜合控制管理平臺，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性處理、預(yù)測與分析，更好地完成整個系統(tǒng)中電力的優(yōu)化配置與調(diào)度工作，準(zhǔn)確下達(dá)對總系統(tǒng)的控制命令，從而使整個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(jié)合上述所提到的云端綜合控制管理平臺了解次日天氣數(shù)據(jù)與信息及歷史的光伏發(fā)電功率、數(shù)據(jù)情況，結(jié)合次日的光伏功率情況對整體發(fā)電狀況進(jìn)行預(yù)測，由此下發(fā)具體的電力調(diào)度曲線情況給各自監(jiān)控系統(tǒng)，并對光儲充一體化電站電的發(fā)電功率進(jìn)行限制補(bǔ)充以及調(diào)整，從而使得整個光儲充一體化電站的發(fā)電穩(wěn)定，并且不會對電網(wǎng)整體的電能穩(wěn)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題存在不能夠良好地對整個工業(yè)園區(qū)進(jìn)行用電的情況，此時(shí)可以考慮切換到一個離網(wǎng)運(yùn)行模式。采用該模式后，即使外接電網(wǎng)出現(xiàn)了故障，也可以確保整個工廠仍然在有序穩(wěn)定的進(jìn)行相應(yīng)的生產(chǎn)工作，通過對儲電、儲能、光伏發(fā)電等設(shè)備實(shí)際運(yùn)行功率的調(diào)整和聯(lián)合，確保終的發(fā)電更加穩(wěn)定。

2.4持續(xù)優(yōu)化設(shè)備整體配置情況

通過對光儲充一體化電氣設(shè)備的整體系統(tǒng)模型構(gòu)建，優(yōu)化整體用電設(shè)施設(shè)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(shè)備的整體配置不斷優(yōu)化，對各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行革新和改進(jìn)，以確保終電站建設(shè)完成后效益的大化。

3能量管理系統(tǒng)各功能的實(shí)現(xiàn)

光伏電站本身會對整體電網(wǎng)產(chǎn)生比較明顯的沖擊與影響，這就造成了光伏電站現(xiàn)在的應(yīng)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(dú)的充電設(shè)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，這種集中性的充電工作增加了整個電網(wǎng)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)?？傮w而言，城市整體的電路系統(tǒng)建設(shè)中缺少對大規(guī)模充電設(shè)施的考慮。如果將充電設(shè)備直接進(jìn)行配網(wǎng)，那么需要對相應(yīng)的變電氣和線路進(jìn)行改造，增加整體建設(shè)成本。如果建設(shè)了光儲充一體化電站，可以在用電量較大的時(shí)候通過光儲充電站對設(shè)備用電情況進(jìn)行補(bǔ)充，減少接入電網(wǎng)時(shí)可能造成的系統(tǒng)干擾問題，提升企業(yè)整體的經(jīng)濟(jì)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效益。

為了滿足電動汽車充電的穩(wěn)定性和電站運(yùn)營成本低化，運(yùn)行控制策略原則如下：一是保證電能輸出的穩(wěn)定性；二是大程度消納光電能；三是大限度實(shí)現(xiàn)削峰填谷作用；四是降低對電網(wǎng)的沖擊。

根據(jù)西安市階梯電價(jià)運(yùn)行原則（見表1），結(jié)合運(yùn)行控制策略原則，設(shè)計(jì)優(yōu)化策略。

根據(jù)峰平谷電價(jià)的時(shí)間段分布進(jìn)行控制階段的設(shè)定，為3級調(diào)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(fù)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(dá)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(yù)先形式：如果光伏電量能夠滿足電動汽車需求，則單獨(dú)供電；如果光伏電量無法滿足電動汽車需求時(shí)，則利用儲能設(shè)備進(jìn)行供電（儲能設(shè)備電能余量需滿足在高峰期與光伏整體的穩(wěn)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(yīng)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(shè)備進(jìn)行穩(wěn)定輸出配合；其次，如果光能源電量將出現(xiàn)缺口時(shí)，則應(yīng)采用儲能設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)充，穩(wěn)定輸出；后，在二者均無法滿足供電需求時(shí)，補(bǔ)充市電進(jìn)行充電作業(yè)。光儲充一體式充電站運(yùn)行控制如圖3所示。

圖3光儲充一體式充電站運(yùn)行控制圖

4安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)解決方案

4.1概述

安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲能監(jiān)控與管理功能，涵蓋了儲能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。在應(yīng)用上支持能量調(diào)度，具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對電池組性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測及歷史數(shù)據(jù)分析、根據(jù)分析結(jié)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(tǒng)支持Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用SQLServer。本系統(tǒng)既可以用于儲能一體柜，也可以用于儲能集裝箱，是專門用于儲能設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺。

4.2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。

工商業(yè)儲能四大應(yīng)用場景

1）工廠與商場：工廠與商場用電習(xí)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(dāng)后備電源應(yīng)急；

2）光儲充電站：光伏自發(fā)自用、供給電動車充電站能源，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(yùn)行的靈活性，以工業(yè)園區(qū)微網(wǎng)、海島微網(wǎng)、偏遠(yuǎn)地區(qū)微網(wǎng)為主，儲能起到平衡發(fā)電供應(yīng)與用電負(fù)荷的作用；

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

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1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：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(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、充電樁及總體負(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(fēng)電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

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(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、電壓電流及各個逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

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(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。

儲能界面

圖5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6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7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8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9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(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)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(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12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。

風(fēng)電界面

圖13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、電壓電流及各個逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

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(fèi)用，變化曲線、各個充電樁的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。

視頻監(jiān)控界面

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(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

4.4.2發(fā)電預(yù)測

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16光伏預(yù)測界面

4.4.3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、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、有序充電、動態(tài)擴(kuò)容等。

圖17策略配置界面

4.4.4運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備規(guī)定時(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、正向有功電能等。

圖18運(yùn)行報(bào)表

4.4.5實(shí)時(shí)報(bào)警

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19實(shí)時(shí)告警

4.4.6歷史事件查詢

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20歷史事件查詢

4.4.7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，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、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21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

4.4.8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。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22遙控功能

4.4.9曲線查詢

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23曲線查詢

4.4.10統(tǒng)計(jì)報(bào)表

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)的用電情況，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24統(tǒng)計(jì)報(bào)表

4.4.11網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

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25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、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計(jì)等信息。

4.4.12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、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26通信管理

4.4.13用戶權(quán)限管理

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）。可以定義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27用戶權(quán)限

4.4.14故障錄波

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個周波、故障后4個周波波形，總錄波時(shí)間共計(jì)46s。每個采樣點(diǎn)錄波至少包含12個模擬量、10個開關(guān)量波形。

圖28故障錄波

4.4.15事故追憶

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)每個事件發(fā)生時(shí)，存儲事故*10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶規(guī)定和隨意修改。

圖29事故追憶

4.5系統(tǒng)硬件配置清單

5結(jié)　論

本文將光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)與電動汽車充電站結(jié)合，并對光儲充一體式充電站設(shè)備、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行策略進(jìn)行了分析，確立了以運(yùn)行成本為控制主目標(biāo)、以儲能底循環(huán)電量為輔助目標(biāo)的運(yùn)行控制策略。本文在運(yùn)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(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)配置，并結(jié)合實(shí)例數(shù)據(jù)進(jìn)行效果驗(yàn)證，保證控制策略的可行性。

參考文獻(xiàn):

[1]李梓楠.蒙西工業(yè)園區(qū)網(wǎng)架規(guī)劃[D].保定:華北電力大學(xué),2013.

[2]王艷松,趙惺,李*,等.基于油氣開采的海上油田中長期電力負(fù)荷預(yù)測[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2021,45(2):127-133.

[3]吉小鵬,金強(qiáng),喬峰,等.海島微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2013,S1:420-424.

[4]姚力文，白小明，陳軼.基于灰理論的電力負(fù)荷預(yù)測模型[J].南昌大學(xué)學(xué)報(bào)（理科版），2010,34(5):507-510.

[5]李瑞杰.配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃中的空間負(fù)荷預(yù)測技術(shù)研究[D].鄭州：鄭州大學(xué),2020.

[6]王驍.電力系統(tǒng)空間負(fù)荷密度預(yù)測研究[D].上海:上海交通大學(xué),2018.

[7]劉思.配電網(wǎng)空間負(fù)荷聚類及預(yù)測方法研究[D].杭州:浙江大學(xué),2017.

[8]申超群.基于負(fù)荷密度法與Logistic模型法的飽和負(fù)荷預(yù)測研究[D].鄭州:鄭州大學(xué),2016.

[9]崔帥帥,李啟航,馮朝陽,范積亮.光儲充一體化電站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究.

[10]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022年05版.