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雙碳目標下的光儲充一體化電站綜合能源建設分析及解決方案
任運業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:基于“雙碳"目標,對光儲充一體化充電站進行分析,了解其綜合能源服務建設標準,結合現(xiàn)有優(yōu)化途徑,以傳統(tǒng)產品為核心,設置綜合化服務體系。分析認為,綜合能源服務能夠實現(xiàn)能源再生、儲存、分析等新型技術,保障能源彼此之間相互利用,實現(xiàn)能源系統(tǒng)高效率、低成本,是一種行之有效的能源應用方法。
關鍵詞:“雙碳"目標;光儲充一體化;充電站;綜合能源
0引言
通過儲能削峰填谷,可有效減少充電站的負荷,為建設企業(yè)提供充足的經濟效益,還可挖掘當?shù)氐沫h(huán)保資源。通過能源接入以及技術更新,為后續(xù)能源供電技術提供支持,解決建設區(qū)域、周圍區(qū)域的用電出行需求。
1光儲充一體化充電站建設項目概述
光儲充一體化充電站建設項目,可以通過綜合措施,將光伏、儲能、充電進行有機結合,分“晝、夜"兩種運行模式。在白晝可通過分布式光伏發(fā)電,為電動汽車提供充足電能,滿足分布式光伏發(fā)電消納率。還可利用電池儲能技術,在用戶低谷時間段進行充電,在用電高峰時間段放電,減少彼此之間的負荷差異,滿足供電需求。對光伏發(fā)電儲能優(yōu)化能源進行配置,綜合充電站提供行之有效的充電服務,能夠節(jié)約用戶充電成本,滿足用戶綠色能源以及出行需求。此外,結合車輛停放,開展光儲充一體化充電站綜合服務。
2光儲充一體化充電站建設的要求
2.1基本原則
在運行的基本原則中,對光儲充一體化充電站進行分析,其原則包含了分散布置、集中控制。安全可靠,充放電速率快。儲能電站接入源網系統(tǒng),應用充分的光伏充電指標,通過充電樁為電動汽車實現(xiàn)充電、余電上網。在電價低谷時刻,還能夠實現(xiàn)儲能系統(tǒng)放電。結合能量管理、系統(tǒng)調節(jié)、微電網內部電力消納,自覺實現(xiàn)離網切換。在市電停電時,儲能系統(tǒng)就可以實現(xiàn)脫網。為充電樁提供應急電源,盡可能將電網停電所造成的不良影響降至低。在應用原則中,要體現(xiàn)其長久、便捷化。如主要應用于給電動汽車充電以及小區(qū)、商業(yè)、停車場等設置供電所,與相關部門聯(lián)合,建設充電標準。車站、碼頭、機場也要建設供電場,還要具備“黑啟動"功能。
2.2項目需求
在項目建設中,要以一體化充電設施以及能源互相交融為佳控制原則,滿足項目需求。項目建設需滿足以下4項設計需求:
1)光伏發(fā)電系統(tǒng)設計需求。在某區(qū)域內根據(jù)停車棚開展光伏系統(tǒng)建設,光伏發(fā)電系統(tǒng)主要包含282kW屋頂光伏面板。結合6臺50kW組串式光伏逆變器,能夠將產生的直流電轉換成交流電,納入光儲存一體化充電站,實現(xiàn)分布式清潔能源的高效利用。
2)儲能系統(tǒng)布置200kW·h磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng),根據(jù)100kW儲能變流器以及接入的一體化充電站400V低壓母線。一方面,能夠充分消納光伏發(fā)電系統(tǒng)產生的冗余電量,避免電能浪費。而另一方面,也能夠滿足削峰填谷的需求。
3)電動汽車充電系統(tǒng)如某園區(qū)內,現(xiàn)運行30輛電動公交車,為當?shù)鼐用裉峁┥舷掳嗤ㄇ诜铡R虼耍?0輛電動車需要建設總容量為1940kW電動汽車充電站。充電站內部要設置兩種充電樁,1種充電樁為大功率直流充電樁,2種為交流慢速充電樁。二者之間能夠自動為園區(qū)電動公交車提供自動充電服務,該充電樁還可對外營業(yè)收取額外充電服務費用。
4)綜合能源管理系統(tǒng)。搭建綜合能源管理系統(tǒng)能夠建立分布式發(fā)電、智能用電、綜合用電管理模式。在軟件體系架構中,包含操作系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、應用系統(tǒng)三大層次。
3光儲充一體化充電站設計分析
3.1電站電池選擇分析
分析儲能系統(tǒng),其有雙向流動特征。因此,對于大規(guī)模儲能并網,將配電網做一個多電源集成系統(tǒng),配電網的流向將對現(xiàn)有的機電保護方案產生一定的引導作用,使用戶電力設備穩(wěn)定運行。但繼電保護裝置若失效、誤動,就會導致配電網繼電保護裝置的靈敏度降低,使保護設備出現(xiàn)拒動問題。且相鄰線路瞬時速斷、保護誤觸等故障,也會對電流造成干擾[3]。故障出現(xiàn)在系統(tǒng)電源以及儲能線路中時,儲能系統(tǒng)融合并網動作與配電裝置重合,有可能導致重合時間配合不均或系統(tǒng)處于放電狀態(tài)。但并未在重合閘動作前退出,導致重合閘出現(xiàn)失效問題。而在故障發(fā)生后,前端線路器出現(xiàn)跳閘問題。但分布式儲能電站對智能配電網依然輸送電流導致故障點,事故進一步擴大。
3.2電池管理系統(tǒng)設計
在基本模型構建中,要了解儲能充電時的吸收有用功,以及在放電時的有用功是否出現(xiàn)SOC值減小等問題。在構建的公式中,SOC作為初始值,要結合充放電時間段的功率,了解充電效率、放電效率,設置預警值,將預警值設置為數(shù)字“1"。在構建公式中,可如以下公式所示:
SOCmin<SOCt<SOCmax
式中:“SOCmin"以及“SOCmax"分別表示在儲能過程中所允許的大SOC值以及小SOC值。
3.3能量管理系統(tǒng)設計
結合分布式儲能功率分配能夠了解每個儲能量的多少,以及在分配過程中及是否處于相對均衡狀態(tài)。要考慮各儲能定額功率SOC值來決定其輸出功率。具體分配方法要分析充電SOC函數(shù)以及放電SOC函數(shù)。在基于儲能的額定功率中,將數(shù)據(jù)“N"作為總儲能個數(shù)。當對多個儲能點進行充放電時,SOC較高的儲能少充多放,而SOC較低的儲能多充少放,二者之間要保持相對均衡性,設計合理的充電數(shù)據(jù)值非常重要。在基礎比較過程中,結合函數(shù)Logistic為核心,建立函數(shù)數(shù)據(jù)模型。了解儲能SOC自變量對應的函數(shù)公式:
Fc(hx)=1+exp-200(5-x)
當SOC數(shù)據(jù)值處于較小狀態(tài)下,整體充電函Fc(hx)取值較大。而放電函數(shù)Fd(isx)取值較小時,SOC充電功率以及放電功率也會相應調整。
3.4能力管理對策設計
在能力管理對策設計中,可通過“SOC"均衡分布式儲能聚合進行研究。例如,要基于一致性算法分布規(guī)則,將儲能作為兩大單位。如儲能“i"以及儲能“j",當儲能“i"以及儲能“j"相連時,就能夠實現(xiàn)相互交融、相互通信,后形成連通圖。在一致性算法分布規(guī)則控制中,當儲能“i"對儲能“j"發(fā)送對應的信息時,能夠表示頂點i、頂點j的相容性。任何一種一致性算法的通信建模,都能夠看出一致性算法的數(shù)據(jù)更靈活,且不要求相連儲能之間的通信包容性更強。按照一致性算法的圖連要求,要定義充、放電的一致性變量公式。按照有領導一致性算法分布式技能控制,其智能配電網的控制只要向分布式儲能領dao者下達對應的控制指令,就可以進行計算,防止以往在指ding下達時出現(xiàn)的偏差,實現(xiàn)通信功率分配。在儲能設備的相互通信過程中,發(fā)送接收相應的已知變量信息,進行充電初始化、放電初始化計算。當控制發(fā)出總充、總放控制指令后,就可以進行充放電的多次迭代計算。了解一致性變化總量相同,實現(xiàn)分布式儲能聚合控制。結合數(shù)據(jù)模型提供的數(shù)據(jù),可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時分析、調控、篩選,達到“一致性"建設要求。
4綜合能源服務建設模式分析
4.1合能源服務分析
國外綜合能源服務,主要重點在于無領導一致性算法,分布式儲能的聚合控制要構建通信建模,了解到一個包含全部儲能的有向圖。確定輸入矩陣“P"、輸出矩陣“Q"。控制只需要向分布式儲能的某一個儲能下達總放、充電控制指令,就可以保證各儲能之間實現(xiàn)通訊功率匹配。發(fā)送以及接受一致性變量調整下信息,而非其他儲能定額功率以及SOC信息。在進行迭代前,要進行一次性變量,功率效以及功率調整效要進行初始化。對于控制發(fā)出的指令進行多次迭代后,就可以計算出整個功率分配任務,完成分布式儲能的聚合控制。在功率更新項的修正中,SOC函數(shù)值若小于1,就會導致迭代過程變慢。為了避免此類現(xiàn)象,要在迭代計算前乘上大于1的量,避免影響功率分配。在無領導一致算法中,所有的SOC公式以及數(shù)據(jù)模型都能夠進行儲能迭代計算。計算結果較為,滿足運行需求。且相關人員后續(xù)能夠繼續(xù)進行計算優(yōu)化,調節(jié)模型不合理之處。
4.2合能源服務分析
我國儲能系統(tǒng)包含電池倉以及設備倉,電池系統(tǒng)以“電芯"為小單位,包含電池模組、電池簇。要結合現(xiàn)場實際需求,配置對應的電池容量。在設備倉內部要放置儲能變流器以及交流配電柜、直流配電柜、消防系統(tǒng)、動環(huán)監(jiān)控軌道,對儲能系統(tǒng)的交流母線要將其接入系統(tǒng)內部,提高能源的利用效率,保障電能實現(xiàn)優(yōu)化配置。完成本地能源以及用電負荷量的均衡,與公共電網靈活應對,獨立運行。能夠更好地緩解充電樁對電網的用電沖擊,還可解決城市充電基礎設施建設的電網問題。充電樁的激活方式,主要通過掃碼充電。充電樁內部包含智能監(jiān)控系統(tǒng)以及計量系統(tǒng),能夠對電能進行輸出控制以及數(shù)據(jù)計算。充電樁智能控制器對電樁的測量控制具備保護功能。在交流電輸出后,通過內置的智能電表,將輸出電能實現(xiàn)控制,上傳給電能控制器以及網絡運營平臺,實現(xiàn)過欠壓保護、短路保護、過流保護、漏電保護、接地檢測、過溫保護等多重功能,具備IP54防護等級。
4.3源服務發(fā)展前景
目前,充電站在建設過程中,絕大多數(shù)在空地建設。新型建設方可在充電站頂棚建設光伏,滿足充電站用電需求,適用于商業(yè)園、工業(yè)園、住宅區(qū)等范圍。在屋頂上,通過批量建設的光伏儲能系統(tǒng),減少運行成本。在后續(xù),隨著光儲充一體化的進一步發(fā)展,其建設成本將會降低??剂績δ茈姵?、電動汽車退役的動力電池,實現(xiàn)階梯式利用。在節(jié)約成本的同時,高效利用能源,保障電池回收有新的解決方向,進一步優(yōu)化電站建設效率。由此可見,從基本功能分析,光儲充一體化充電站的功能為多元化供電、清潔能源供給、節(jié)能減排等。在后續(xù)要結合市示范應用場站,實現(xiàn)大面積推廣。
4.4典型用戶用能特點分析
從優(yōu)化調度中,考慮鋰電池損耗模型的削峰填谷優(yōu)化問題。鋰電池損耗模型通常用于描述電池在充放電過程中的性能衰減。削峰填谷優(yōu)化是一種策略,旨在降低電池充放電過程中的峰值電流Ipeak,reduced,以減少電池的損耗。下面是一個簡單的鋰電池削峰填谷優(yōu)化公式的示例:
Ipeak,reduced=Ipea(k1-QDelta,SOC/QSOC,ma)x
式中:Ipeak為原始峰值電流;QDelta,SOC為考慮削峰填谷優(yōu)化后的SOC(StateofCharge,電池荷電狀態(tài))變化量;QSOC,max為電池的大SOC值(通常為100%)。這個公式假設電池的峰值電流與SOC的變化量之間存在線性關系。通過調整SOC變化量(QDelta,SOC),可以降低峰值電流,從而降低電池損耗。在實際應用中,可能需要考慮更復雜的模型和算法,以更準確地描述鋰電池的損耗特性。
此外,客戶端優(yōu)化需要結合實際信息,在實踐過程中,要求分析并預測次日用戶用電負荷使用特征。將信息發(fā)送至客戶端EMS中,達到次日用戶的用電充放電行為分析,幫助用戶節(jié)約用電成本。結合用戶的電力負荷情況,保障整體數(shù)據(jù)、數(shù)字模型得到優(yōu)化。調度算法分為日前優(yōu)化算法以及日內優(yōu)化算法,可供電池儲能系統(tǒng)容量配置,為后續(xù)日內優(yōu)化提供指導意見。需要注意的是,各公式之間的約束性與中間變量有一定關聯(lián)。在優(yōu)化求解算法中,建設一個非線性的多目標優(yōu)化架構。采用粒子群算法,將理想目標函數(shù)作為衡量指標,所有的粒子通過參照,處于優(yōu)位置,保證其粒子運動方向能夠被捕捉。粒子算法具有不依賴初始值,且使用參數(shù)較小、收集速度較快等優(yōu)勢。系統(tǒng)能夠判定各粒子的位置以及各參數(shù)對應位置,完成優(yōu)化問題的解析。根據(jù)Cpeak、Closs計算結果,重新計算各粒子的適應度。在算法結束后,采用對應函數(shù)計算完成求解,將約束條件以函數(shù)單位“G(X)"作為表示粒子,群算法的適用公式為“S(X)+G(X)"。
5 Acrel-2000MG充電站微電網能量管理系統(tǒng)
5.1平臺概述
Acrel-2000MG微電網能量管理系統(tǒng),是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網監(jiān)控系統(tǒng)與微電網能量管理系統(tǒng)的要求,總結國內外的研究和生產的經驗,專門研制出的企業(yè)微電網能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入,*進行數(shù)據(jù)采集分析,直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電站運行狀態(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)定的基礎上以經濟優(yōu)化運行為目標,促進可再生能源應用,提高電網運行穩(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)微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。
微電網能量管理系統(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、網絡通信層和站控層。站級通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協(xié)議,物理媒介可以為光纖、網線、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。
5.2平臺適用場合
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。
5.3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、網絡層和設備層,詳細拓撲結構如下:
圖1典型微電網能量管理系統(tǒng)組網方式
6充電站微電網能量管理系統(tǒng)解決方案
6.1實時監(jiān)測
微電網能量管理系統(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)測光伏、風電、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: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,包含微電網光伏、風電、儲能、充電站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。
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、風電信息、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。
6.1.1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、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。
6.1.2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4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5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6儲能系統(tǒng)PCS電網側數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS電網側數(shù)據(jù),主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。
圖7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8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)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(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11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,并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應的位置。
6.1.3風電界面
圖12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。
6.1.4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、電量費用,變化曲線、各個充電站的運行數(shù)據(jù)等。
6.1.5視頻監(jiān)控界面
圖14微電網視頻監(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。
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15光伏預測界面
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、防逆流、有序充電、動態(tài)擴容等。
具體策略根據(jù)項目實際情況(如儲能柜數(shù)量、負載功率、光伏系統(tǒng)能力等)進行接口適配和策略調整,同時支持定制化需求。
圖16策略配置界面
應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設備*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、尖峰平谷時段電量等。
圖17運行報表
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18實時告警
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。
圖19歷史事件查詢
應可以對整個微電網系統(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*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(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、*值、*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20微電網系統(tǒng)電能質量界面
應可以對整個微電網系統(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21遙控功能
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。
圖22曲線查詢
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)點的發(fā)電、用電、充放電情況,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;具備對并網型微電網的并網點進行電能質量分析。
圖23統(tǒng)計報表
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)網絡結構;可在線診斷設備通信狀態(tài),發(fā)生網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24微電網系統(tǒng)拓撲界面
本界面主要展示微電網系統(tǒng)拓撲,包括系統(tǒng)的組成內容、電網連接方式、斷路器、表計等信息。
可以對整個微電網系統(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。
圖25通信管理
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。
圖26用戶權限
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。
圖27故障錄波
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qian10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)點可由用戶隨意修改。
7結束語
光儲充一體化充電站設置的目的,是要滿足車輛充電需求。與傳統(tǒng)充電模式相比,光儲充一體化充電站具備智能化、自動化的優(yōu)勢??梢栽诮ㄔO區(qū)域內利用空閑場地,提供清潔能源以及儲能技術,為充電站、配電網提供優(yōu)質可靠電量。
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作者簡介
任運業(yè),男,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。