儲(chǔ)能技術(shù)在新型電力微電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘要:隨著“雙碳”戰(zhàn)略的推進(jìn),,分布式能源和新型負(fù)荷的大規(guī)模接入對電力系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn),。微電網(wǎng)作為源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的新技術(shù)形態(tài),,以其靈活、*效,、智能的特點(diǎn)成為新型電力系統(tǒng)的重要支撐,。本文聚焦儲(chǔ)能技術(shù)在微電網(wǎng)中的作用,探討其在規(guī)劃設(shè)計(jì),、能量管理,、運(yùn)行控制等方面的應(yīng)用與優(yōu)化,并展望儲(chǔ)能與微電網(wǎng)的未來發(fā)展路徑,。
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng),;儲(chǔ)能技術(shù);新能源
0.引言
2024年2月,,在中共**能源局印發(fā)的《推進(jìn)并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》中指出,,微電網(wǎng)具有微型、清潔,、自治,、友好的特征,能夠推動(dòng)清潔低碳,、安全*效的現(xiàn)代能源體系建設(shè)。
1.微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)中的儲(chǔ)能應(yīng)用
1.1規(guī)劃與設(shè)計(jì)階段的儲(chǔ)能配置優(yōu)化
微電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)是微電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建的重要基礎(chǔ)階段,。微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性,,是充分發(fā)揮微網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢、實(shí)現(xiàn)規(guī)?;植际叫履茉淳偷叵{,、保證持續(xù)穩(wěn)定供電、促進(jìn)配微友好互動(dòng)的關(guān)鍵前提,。微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)主要涉及負(fù)荷預(yù)測技術(shù),、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)等方面。微電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測包括電量需求和電力需求預(yù)測,,由于規(guī)模較小,,涵蓋的區(qū)域與用戶負(fù)荷有限,微電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測要更精細(xì)化,,需要對微電網(wǎng)所在區(qū)域經(jīng)濟(jì),、社會(huì)發(fā)展以及用電習(xí)慣進(jìn)行更為*準(zhǔn)的判斷,并考慮預(yù)期的負(fù)荷增長率,,用于指導(dǎo)微電網(wǎng)的資源規(guī)劃,、容量擴(kuò)展、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等工作,。
微電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測目前主要借鑒大電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測方法,,如概率建模法,、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、蒙特卡羅模擬法等,,但均需要結(jié)合微電網(wǎng)自身特點(diǎn)進(jìn)一步分析,。對獨(dú)立型微電網(wǎng),應(yīng)考慮微電網(wǎng)供電后負(fù)荷的非線性增長以及擴(kuò)容等問題,,確保獨(dú)立型微電網(wǎng)能長期穩(wěn)定運(yùn)行,;并網(wǎng)型微電網(wǎng)要考慮所接入配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)及未來電網(wǎng)的擴(kuò)展問題,*點(diǎn)關(guān)注提升分布式電源的消納水平與供電品質(zhì),。
1.2能量管理系統(tǒng)(EMS)中的儲(chǔ)能調(diào)度
能量匯集與分配系統(tǒng)是微電網(wǎng)的“骨架”,,負(fù)責(zé)匯集和傳輸不同來源的分布式電能,并將其分配到負(fù)載端,,該部分主要包括變壓器,、母線、并網(wǎng)開關(guān)等,。變壓器,、母線是電能匯集與分配的主要通道;并網(wǎng)開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的并離網(wǎng)模式切換,??刂婆c保護(hù)系統(tǒng)一般由就地控制器與**控制器。
**控制器*面監(jiān)控和管理微電網(wǎng),,支撐微電網(wǎng)*效穩(wěn)定運(yùn)行,。
目前,微電網(wǎng)組網(wǎng)系統(tǒng)中部分關(guān)鍵設(shè)備尚有欠缺,,組網(wǎng)裝置與電網(wǎng)靈活互動(dòng)存在一定缺陷,,現(xiàn)有變流裝置在過載能力、耐受能力和主動(dòng)支撐能力方面存在不足,;控制與保護(hù)裝備存在功能不完善,、體積大、成本高等問題,;通信標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,,不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備間互操作困難,上述問題說明微電網(wǎng)的組網(wǎng)系統(tǒng)還有很大優(yōu)化空間,。
1.3微電網(wǎng)技術(shù)演進(jìn)與發(fā)展
微電網(wǎng)是支撐電力系統(tǒng)構(gòu)建的重要技術(shù)形態(tài),,是大電網(wǎng)的有益補(bǔ)充。當(dāng)前微電網(wǎng)處于示范應(yīng)用到逐步推廣的階段,,技術(shù)需求與技術(shù)發(fā)展相互促進(jìn),,工程數(shù)量和規(guī)模不斷增長。在新型電力系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的推動(dòng)下,,微電網(wǎng)技術(shù)不斷融合**技術(shù),,創(chuàng)新發(fā)展新的技術(shù)模式,,在組網(wǎng)形式上,微電網(wǎng)結(jié)合光儲(chǔ)直柔等技術(shù),,正從以交流為主向直流,、交直流混合微電網(wǎng)形態(tài)轉(zhuǎn)變;在功能集成上,,微電網(wǎng)結(jié)合新型功率器件,,正向集約化發(fā)展;在能源組成上,,微電網(wǎng)正逐步融合多種能源形式,,向多能耦合形態(tài)轉(zhuǎn)變;在接入形式上,,微電網(wǎng)結(jié)合集群調(diào)控等技術(shù),,從單一微電網(wǎng)向微電網(wǎng)集群形態(tài)轉(zhuǎn)變;此外,,微電網(wǎng)結(jié)合虛擬電廠,、區(qū)塊鏈等技術(shù),推進(jìn)電力系統(tǒng)向源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化形態(tài)迅速演進(jìn),。
構(gòu)建交直流混合微電網(wǎng)網(wǎng)架時(shí),,根據(jù)供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及供電制式的不同要求,,選擇合適的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),。交直流混合微電網(wǎng)能夠減少交直流轉(zhuǎn)換次數(shù)及能量損耗,提升整體效能,,降低變換器的購置、運(yùn)維成本,。交直流子網(wǎng)之間一般既可以獨(dú)立運(yùn)行,,也可以通過互聯(lián)接口的協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)功率雙向流動(dòng),提高供電可靠性,。未來交直流混合微電網(wǎng)的研究將主要集中在網(wǎng)架拓?fù)涞膬?yōu)化,、多端口互聯(lián)變流器的設(shè)計(jì)、變流器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性等方面,,以期優(yōu)化能量流動(dòng)路徑,,實(shí)現(xiàn)功率在交直流子網(wǎng)之間的合理分配,進(jìn)一步提升混合系統(tǒng)的魯棒性與可靠性,。依托863計(jì)劃,,國內(nèi)*個(gè)商業(yè)化運(yùn)營的交直流混合微電網(wǎng)項(xiàng)目—“浙江上虞交直流混合微網(wǎng)示范工程”已投入使用,該項(xiàng)目發(fā)揮了交流和直流微電網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行優(yōu)勢,,具備多種運(yùn)行模式靈活切換,,實(shí)現(xiàn)了交直流混合微電網(wǎng)裝備制造領(lǐng)域的突破,。
隨著供能對集約化與小型化需求的日益增加,以及電力電子技術(shù)特別是碳化硅等新型高功率半導(dǎo)體器件的快速發(fā)展,,為微電網(wǎng)進(jìn)一步電力電子化的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),。固態(tài)微電網(wǎng),是一種利用新型功率器件進(jìn)行系統(tǒng)集成,,實(shí)現(xiàn)能量接入,、轉(zhuǎn)換、分配,、控制和管理的一體化微電網(wǎng)系統(tǒng),。固態(tài)微電網(wǎng)使用高開關(guān)頻率與低能量損耗的固態(tài)電子器件進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)集成,*大提升了轉(zhuǎn)換效率,;能夠?qū)崿F(xiàn)毫秒*的開關(guān)與控制,,快速響應(yīng)電源與負(fù)荷波動(dòng),保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性,;模塊化設(shè)計(jì)和多樣化接口提供了*大的靈活性與可擴(kuò)展性,,能夠*效集成不同類型的能源與負(fù)荷。固態(tài)微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對功率半導(dǎo)體器件的高密度集成,,減少了常規(guī)開關(guān)的使用,,*大程度減少了傳輸與配電環(huán)節(jié),降低了故障風(fēng)險(xiǎn),,提升了系統(tǒng)的可靠性與使用壽命,。目前,固態(tài)微電網(wǎng)尚處于研發(fā)與探索階段,,但其在提高能源利用效率,、增強(qiáng)可靠性、支持源網(wǎng)荷儲(chǔ)深層次一體化發(fā)展等方面具有顯著優(yōu)勢,,是未來微電網(wǎng)發(fā)展的重要形式,。
2.安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)解決方案
2.1概述
安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲(chǔ)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(chǔ),、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視監(jiān)控、報(bào)警管理,、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能,。在高*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(chǔ)能一體柜,,也可以用于儲(chǔ)能集裝箱,是專門用于儲(chǔ)能設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺(tái),。
2.2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。
2.2.1工商業(yè)儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)充電站:光伏自發(fā)自用、供給電動(dòng)車充電站能源,,儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)能積*探索融合發(fā)展新場景,已出現(xiàn)在數(shù)據(jù)*心、5G基站,、換電重卡,、港口岸電等眾多應(yīng)用場景。
2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.4系統(tǒng)功能
2.4.1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(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: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(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(chǔ)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(chǔ)能信息,、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等,。
2.4.2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(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示,。
2.4.3儲(chǔ)能界面
圖4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5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(chǔ)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(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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(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12儲(chǔ)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(chǔ)能各模組的電芯電壓與溫度,,并展示當(dāng)前電芯的*大、*小電壓,、溫度值及所對應(yīng)的位置,。
2.4.4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(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
2.4.5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(gè)充電樁的運(yùn)行數(shù)據(jù)等,。
2.4.6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。
2.4.7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(dòng)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
2.4.8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、有序充電,、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等,。
圖17策略配置界面
2.4.9運(yùn)行報(bào)表
應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*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
2.4.10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19實(shí)時(shí)告警
2.4.11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
2.4.12電能質(zhì)量監(jiān)測
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*分百和正序/負(fù)序/零序電壓值,、三相電流不平衡度*分百和正序/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: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,、*大值,、*小值、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21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面
2.4.13遙控功能
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22遙控功能
2.4.14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
2.4.15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
2.4.16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,。
2.4.17通信管理
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(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26通信管理
2.4.18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*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
2.4.19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(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28故障錄波
2.4.20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*定和隨意修改。
圖29事故追憶
3.系統(tǒng)硬件配置清單
設(shè)備 | 型號(hào) | 圖片 | 說明 |
儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng) | Acrel-2000ES |
| 實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控,,統(tǒng)計(jì)分析,、異常告警、優(yōu)化控制,、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等,; 策略控制:計(jì)劃曲線、需量控制,、削峰填谷,、備用電源等。 |
觸摸屏電腦 | PPX-133L |
| 1)承接系統(tǒng)軟件 2)可視化展示:顯示系統(tǒng)運(yùn)行信息 |
交流計(jì)量表計(jì) | DTSD1352 |
| 集成電力參量及電能計(jì)量及考核管理,,提供各類電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),。具有諧波與總諧波含量檢測,帶有開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出可實(shí)現(xiàn)“遙信”和“遙控”功能,,并具備報(bào)警輸出,。帶有RS485 通信接口,可選用MODBUS-RTU或 DL/T645協(xié)議,。 |
直流計(jì)量表計(jì) | DJSF1352 |
| 表可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流,、功率以及正反向電能等;具有紅外通訊接口和RS-485通訊接口,,同時(shí)支持Modbus-RTU協(xié)議和DLT645協(xié)議;可帶繼電器報(bào)警輸出和開關(guān)量輸入功能。 |
溫度在線監(jiān)測裝置 | ARTM-8 |
| 適用于多路溫度的測量和控制,,支持測量8通道溫度;每一通道溫度測量對應(yīng)2段報(bào)警,,繼電器輸出可以任意設(shè)置報(bào)警方向及報(bào)警值。 |
通訊管理機(jī) | ANet-2E8S1 |
| 能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表,、氣表,、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總,;提供規(guī)約轉(zhuǎn)換,、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮,、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,、邊緣計(jì)算等多項(xiàng)功能;實(shí)時(shí)多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),,可多鏈路上送平臺(tái)據(jù),。 |
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),反饋到能量管理系統(tǒng)中。1)空調(diào)的開關(guān),,調(diào)溫,,及斷電(二次開關(guān)實(shí)現(xiàn));2)上傳配電柜各個(gè)空開信號(hào),;3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等,;4)接入電表、BSMU等設(shè)備 |
遙信模塊 | ARTU-KJ8 |
| 1)反饋各個(gè)設(shè)備狀態(tài),,將相關(guān)數(shù)據(jù)到串口服務(wù)器,;2)讀消防1/0信號(hào),并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機(jī),、事件上報(bào)等),;3)采集水浸傳感器信息,并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(水浸信號(hào)事件上報(bào)),;4)讀取門禁程傳感器信息,,并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(門禁事件上報(bào))。 |
4.結(jié)語
綜上所述,,儲(chǔ)能系統(tǒng)在微電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì),,其合理應(yīng)用能夠大幅提升微電網(wǎng)的運(yùn)行效率與穩(wěn)定性。未來,,隨著人工智能,、大數(shù)據(jù)和**儲(chǔ)能材料的融合發(fā)展,儲(chǔ)能技術(shù)將進(jìn)一步推動(dòng)微電網(wǎng)在新型電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用,,為能源低碳化轉(zhuǎn)型提供重要支持,。
參考文獻(xiàn)
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