安科瑞 宣依依
摘要：面對(duì)能源短缺和環(huán)保壓力，工業(yè)制造業(yè)急需優(yōu)化能源利用,。分布式光伏系統(tǒng)憑借清潔*效特性，成為理想的能源解決方案,。本研究針對(duì)工業(yè)制造場(chǎng)景,，構(gòu)建了基于光伏系統(tǒng)的能源優(yōu)化模型，并進(jìn)行了實(shí)地應(yīng)用分析,。實(shí)驗(yàn)顯示,，引入分布式光伏系統(tǒng)后,，工廠總能耗顯著降低，同時(shí)保持生產(chǎn)能力與工藝,，碳排放量明顯減少,，實(shí)現(xiàn)了綠色制造的目標(biāo)。此外,，分布式光伏系統(tǒng)在節(jié)能減排,、降低電力成本等方面表現(xiàn)出的積極效應(yīng)，更進(jìn)一步確認(rèn)了其在工業(yè)制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用價(jià)值,。此項(xiàng)研究不僅向我們展示了分布式光伏系統(tǒng)在工業(yè)制造中的能源優(yōu)化應(yīng)用,，也為我國在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域推廣清潔能源提供了具體的技術(shù)路線和實(shí)踐方案。
關(guān)鍵詞：分布式光伏系統(tǒng),；能源優(yōu)化,；工業(yè)制造；節(jié)能減排,；清潔能源
0引言
在21世紀(jì)的今天,，能源問題和環(huán)保壓力已成為全球工業(yè)制造業(yè)面臨的兩大挑戰(zhàn)。工業(yè)制造業(yè)的能源消耗占全球總能耗近五分之三,，同時(shí)也是碳排放的主要來源,。為應(yīng)對(duì)能源短缺和環(huán)保的雙重威脅，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)工業(yè)制造已成為全球共同關(guān)注的焦點(diǎn),。分布式光伏系統(tǒng)作為一種新型的清潔能源技術(shù),，以其*效、環(huán)保和易于分布式部署的優(yōu)點(diǎn),，受到了廣泛的關(guān)注,，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)工業(yè)制造提供了重要途徑。特別是在工業(yè)制造業(yè)中,，分布式光伏系統(tǒng)的引入,，不僅有助于降低能源消耗和碳排放，同時(shí)也有望將工業(yè)生產(chǎn)的方式和模式帶向更為可持續(xù)和環(huán)保的方向,，實(shí)現(xiàn)*正意義上的“綠色制造",。對(duì)于工業(yè)制造業(yè)來說，一方面要滿足大規(guī)模,、持續(xù)的生產(chǎn)需求,，另一方面也要關(guān)注能源消耗和環(huán)保問題，因此,，如何有效采用和利用分布式光伏系統(tǒng),，進(jìn)行能源優(yōu)化，便成為了一個(gè)待解答的問題,。本文針對(duì)這一問題進(jìn)行研究,，于工業(yè)制造場(chǎng)景構(gòu)建光系統(tǒng)能源優(yōu)化模型,，運(yùn)用實(shí)地?cái)?shù)據(jù)，在理論與實(shí)踐之間獲得平衡,，并以此提供一種可能的解決之道,。
1能源問題與工業(yè)制造的實(shí)際需求
當(dāng)今能源短缺與環(huán)保壓力的分析
近年來，全球范圍內(nèi)的能源短缺問題日益嚴(yán)重,?；剂献鳛橹饕茉矗鋬?chǔ)量有限,，且許多*家的資源消耗速度遠(yuǎn)超其補(bǔ)給速度,。這種供需失衡導(dǎo)致了能源價(jià)格不斷攀升，進(jìn)一步加劇了生產(chǎn)和生活成本,?；茉吹拈_采和使用還帶來了環(huán)境污染問題，包括二氧化碳等溫室氣體排放,，引發(fā)全球氣候變化,、空氣污染和生態(tài)環(huán)境破壞。
工業(yè)制造業(yè)作為能源消耗的大戶,，對(duì)能源問題的敏感性尤為突出,。制造業(yè)的發(fā)展對(duì)*家經(jīng)濟(jì)起著重要支撐作用，但其高能耗,、高排放的特性也對(duì)環(huán)境保護(hù)構(gòu)成巨大挑戰(zhàn),。傳統(tǒng)的能源供給方式依賴電網(wǎng)，電力傳輸過程中存在著較高的能量損耗,，進(jìn)一步加劇了能源的供需矛盾,，電力的生產(chǎn)主要依賴煤炭燃燒，這無疑加劇了環(huán)境污染和碳排放的問題,。為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的能源和環(huán)境問題,，尤其在工業(yè)制造領(lǐng)域，迫切需要*效且可持續(xù)的能源利用方式,。采用清潔能源已成為全球共識(shí),。光伏系統(tǒng)因其能夠直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,，具有清潔,、*效、可再生的特點(diǎn),，成為解決能源短缺與環(huán)保壓力的重要途徑,。通過在制造業(yè)中應(yīng)用分布式光伏系統(tǒng)，不僅能夠緩解能源供給的緊張局面,，大幅減少碳排放和其他污染物排放,，推動(dòng)環(huán)保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),。
當(dāng)前的環(huán)境背景下，光伏系統(tǒng)的應(yīng)用不僅具備技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性,，還能夠協(xié)調(diào)工業(yè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾,，為未來實(shí)現(xiàn)“綠色制造"提供了可行的路徑和保障。
1.2工業(yè)制造能源消耗的特點(diǎn)與問題
作為高能耗產(chǎn)業(yè),，工業(yè)制造在能源消耗方面展現(xiàn)出特殊的特點(diǎn)與緊迫的問題,。工業(yè)制造的能源需求量龐大，往往占據(jù)總能源消費(fèi)的很大比例,，特別是在冶金,、化工、機(jī)械制造等行業(yè),。這些行業(yè)不僅需要持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng),，還需要應(yīng)對(duì)高溫、高壓等特殊工況,，導(dǎo)致能源利用效率低下,。能源利用過程中產(chǎn)生的大量廢熱如果沒有有效回收和利用，不僅浪費(fèi)了寶貴的能源資源,，還進(jìn)一步加劇了環(huán)境污染問題,。許多工廠的設(shè)備老化、工藝落后,，以及管理手段不夠科學(xué),，導(dǎo)致能源使用效率進(jìn)一步降低。能源的高成本和低效率也直接影響到生產(chǎn)成本和產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,。再者,，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)面臨的電網(wǎng)壓力*大、運(yùn)行成本高昂,、能源來源不穩(wěn)定等問題,，也在一定程度上限制了工業(yè)制造的正常運(yùn)作。高峰用電時(shí)期,，電力供應(yīng)緊張,，還有可能導(dǎo)致停工停產(chǎn)，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失,。
這種能源利用方式不僅無法滿足當(dāng)前的制造需求,，更嚴(yán)重制約了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，迫切需要尋找*效,、綠色的能源替代方案,。分布式光伏系統(tǒng)以其清潔、*效且分布靈活的優(yōu)勢(shì),，為工業(yè)制造提供了一種可行的解決路徑,，其在削減能耗,、降本增效方面的應(yīng)用前景廣闊。
1.3工業(yè)制造對(duì)*效綠色能源的迫切需求
工業(yè)制造過程中,，*效綠色能源的應(yīng)用至關(guān)重要,。傳統(tǒng)能源的高污染、高排放已給環(huán)保帶來巨大壓力,，而綠色能源能有效減少污染物排放[3],。同時(shí)，工業(yè)制造能耗巨大,，*效能源的使用能顯著降低能耗,，提高能源利用率，減少成本,。面對(duì)能源價(jià)格波動(dòng)和供應(yīng)不穩(wěn)定,，分布式光伏系統(tǒng)等綠色能源方案提供了穩(wěn)定、可持續(xù)的能源供給,，確保生產(chǎn)過程中的能源可靠性,。
2分布式光伏系統(tǒng)及其優(yōu)勢(shì)
2.1分布式光伏系統(tǒng)的基本構(gòu)成與工作原理
分布式光伏系統(tǒng)由光伏組件、逆變器,、配電系統(tǒng),、儲(chǔ)能裝置和監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成。光伏組件,，以硅基材料如單晶硅,、多晶硅為主，通過光電效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電,，是系統(tǒng)的核心[4],。逆變器則將直流電轉(zhuǎn)換為工業(yè)制造所需的交流電，其效率和穩(wěn)定性對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行至關(guān)重要,。此外,，為確保電力連續(xù)穩(wěn)定，系統(tǒng)配備儲(chǔ)能裝置,，如鋰電池系統(tǒng),，能在陽光不足時(shí)提供電力支持。
配電系統(tǒng)負(fù)責(zé)將光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電力分配到各個(gè)用電設(shè)備,，并與電網(wǎng)進(jìn)行交互,。通過智能配電系統(tǒng)，光伏電力可優(yōu)先供給廠內(nèi)設(shè)備,，實(shí)現(xiàn)自給自足,，余電可反饋到電網(wǎng),。
監(jiān)控系統(tǒng)是分布式光伏系統(tǒng)的“大腦",，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏組件的工作狀態(tài),、電量生成和消耗情況，可以優(yōu)化能源管理,，提高系統(tǒng)效率,。*進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)還能預(yù)警組件故障，并提供維護(hù)指導(dǎo),，從而保證系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行,。
光伏系統(tǒng)工作原理基于光電效應(yīng)，當(dāng)太陽光照射在光伏組件上,，光子被組件內(nèi)的半導(dǎo)體材料吸收,，從而激發(fā)電子產(chǎn)生電流。逆變器將該電流轉(zhuǎn)換為交流電,，通過配電系統(tǒng)供電或儲(chǔ)存,，助力工業(yè)生產(chǎn)過程中的節(jié)能與減排目標(biāo)。
2.2分布式光伏系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
分布式光伏系統(tǒng)以太陽能為主要能源,，相較于傳統(tǒng)電力系統(tǒng),，其優(yōu)勢(shì)顯著。首先,，在環(huán)保方面,，該系統(tǒng)無需排放任何污染物，能夠顯著降低二氧化碳及其他有害氣體的排放,，*美契合工業(yè)制造領(lǐng)域?qū)G色能源的需求,。其次，其自我供電的特性意味著在本地發(fā)電并供應(yīng)本地使用,，從而降低了對(duì)外電力供應(yīng)的依賴,，確保了能源的安全性和穩(wěn)定性。分布式光伏系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),，易于擴(kuò)展和維護(hù),，可以根據(jù)實(shí)際需求和能源使用情況靈活調(diào)整發(fā)電規(guī)模，相較于傳統(tǒng)電力的固定線路和集中發(fā)電模式,，更為靈活和*效,。此外，分布式光伏系統(tǒng)能顯著降低工廠的電力成本,，這一優(yōu)勢(shì)得到了廣泛認(rèn)同和采用,。從長遠(yuǎn)來看，盡管初期投資相對(duì)較高,，但光伏系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)成本較低,，且太陽能作為免費(fèi)能源，在長期使用中能實(shí)現(xiàn)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。更重要的是,，分布式光伏系統(tǒng)的引入使工業(yè)制造企業(yè)能部分或全部實(shí)現(xiàn)能源自給自足,，減少對(duì)電網(wǎng)的依賴和負(fù)荷，從而減輕電力系統(tǒng)的壓力,，提升整體電網(wǎng)的運(yùn)行效率和可靠性,。通過推廣使用分布式光伏系統(tǒng)，我們能夠有效推動(dòng)工業(yè)制造生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展,，實(shí)現(xiàn)能源利用的*效和合理,。
2.3分布式光伏系統(tǒng)在工業(yè)制造中的應(yīng)用前景
分布式光伏系統(tǒng)在工業(yè)制造中的應(yīng)用前景十分廣闊。由于該系統(tǒng)能夠充分利用工廠廠房屋頂,、停車場(chǎng)等閑置空間,，具有高度靈活性和可擴(kuò)展性[5]。通過將光伏發(fā)電與電網(wǎng)電力相結(jié)合,，不僅可以緩解電力供應(yīng)緊張的問題,，還能降低工廠對(duì)外部電力的依賴，提升能源安全性,。在能源成本方面,，分布式光伏系統(tǒng)的長期運(yùn)營成本相對(duì)較低，有助于減少工廠的電費(fèi)支出,。此外,，光伏系統(tǒng)發(fā)出的電力清潔*污染，能夠顯著降低工廠的碳足跡,，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)生產(chǎn),。特別是在環(huán)保政策日益嚴(yán)格的背景下，分布式光伏系統(tǒng)的應(yīng)用有助于工廠滿足環(huán)境法規(guī)要求,，提升企業(yè)形象和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,，推動(dòng)工業(yè)制造向綠色、低碳的方向發(fā)展,。
3Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
3.1平臺(tái)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*進(jìn)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(chǔ)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(chǔ)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(dòng),；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(jí)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(tái)適用場(chǎng)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(tái)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(cè)
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(cè)光伏,、風(fēng)電,、儲(chǔ)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(dòng)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(hào),。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(duì)分布式電源、儲(chǔ)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(chǔ)能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元運(yùn)行功率設(shè)置等,。
系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理,，能夠根據(jù)儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(duì)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(cè)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(cè)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(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析,；同時(shí)對(duì)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(chǔ)能界面
圖3儲(chǔ)能系統(tǒng)界面
本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量,、儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面
本界面主要用來展示對(duì)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(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面
本界面用來展示對(duì)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(chǔ)能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對(duì)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(chǔ)能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對(duì)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(duì)交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。
圖8儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對(duì)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(duì)直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警,。
圖9儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面
本界面用來展示對(duì)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(chǔ)能電池狀態(tài)界面
本界面用來展示對(duì)BMS狀態(tài)信息,，主要包括儲(chǔ)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(chǔ)能電池的SOC信息,。
圖11儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對(duì)電池簇信息,，主要包括儲(chǔ)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(duì)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(duì)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(cè)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(cè),、發(fā)電功率模擬及效率分析,；同時(shí)對(duì)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(duì)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。
4.1.6發(fā)電預(yù)測(cè)
系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù),、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),、未來天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),，對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè),，并展示合格率及誤差分析,。根據(jù)功率預(yù)測(cè)可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計(jì)劃，便于用戶對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控,。
圖15光伏預(yù)測(cè)界面
4.1.7策略配置
系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲(chǔ)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(dòng)態(tài)擴(kuò)容等。
具體策略根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況（如儲(chǔ)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
4.1.8運(yùn)行報(bào)表
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
4.1.9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(dòng)和關(guān)閉等遙信變位,，及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動(dòng)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(dòng)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
4.1.10歷史事件查詢
應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)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(chǔ)和管理,，方便用戶對(duì)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
4.1.11電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)
應(yīng)可以對(duì)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(cè),，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(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)裝置通信狀態(tài),、各監(jiān)測(cè)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(dòng)與閃變：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動(dòng)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(dòng)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(cè)：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(chǔ)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(dòng)作或返回）,、波形號(hào)、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
4.1.12遙控功能
應(yīng)可以對(duì)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
4.1.13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22曲線查詢
4.1.14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(duì)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(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能,、收益等分析,；具備對(duì)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(duì)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
4.1.15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(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(dòng)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。
4.1.16通信管理
可以對(duì)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(cè)。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(dòng)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
4.1.17用戶權(quán)限管理
應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能,。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(jí)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
4.1.18故障錄波
應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)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(duì)這些電氣量的分析、比較,，對(duì)分析處理事故,、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)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
4.1.19事故追憶
可以自動(dòng)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(dòng)作狀態(tài),、遙測(cè)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(dòng)事件,，當(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí)，存儲(chǔ)事故10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(dòng)事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶隨意修改,。
4.2硬件及其配套產(chǎn)品
5結(jié)束語
本次研究發(fā)現(xiàn)，分布式光伏系統(tǒng)在工業(yè)制造中展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢(shì),。作為一種清潔*效的能源,，它不僅有效減少了能源消耗和碳排放，促進(jìn)了工業(yè)制造的“綠色化",，而且提高了生產(chǎn)效率并降低了電力成本,。然而，*面應(yīng)用分布式光伏系統(tǒng)仍面臨技術(shù),、經(jīng)濟(jì)和管理方面的挑戰(zhàn),，需要進(jìn)一步的研究和探索。因此,，未來的研究應(yīng)繼續(xù)致力于尋找克服這些挑戰(zhàn)的有效方案,，進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的清潔能源轉(zhuǎn)型?？傮w而言,，本研究為工業(yè)制造領(lǐng)域提供了具有實(shí)踐指導(dǎo)意義的清潔能源技術(shù)路徑，為保護(hù)環(huán)境,、節(jié)約能源開辟了新的道路,，并為相關(guān)領(lǐng)域的后續(xù)研究提供了理論基礎(chǔ)和參考方向。
【參考文獻(xiàn)】
【1】郭俊志.探析新能源分布式光伏發(fā)展優(yōu)化舉措[J].數(shù)字化用戶,2020(04).
【2】曹金京.面向新能源消納的分布式光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置[J].自動(dòng)化應(yīng)用,2021(04).
【3】程澤.分布式光伏系統(tǒng)在工業(yè)制造場(chǎng)景中的能源優(yōu)化應(yīng)用研究
【4】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.
【5】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.
