光儲充微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)控制策略研究及并網(wǎng)分析

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：為全面落實我國能源革命戰(zhàn)略，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)加大對可再生能源和新能源研發(fā)力度，實現(xiàn)其全面發(fā)展，以此來達到碳達峰、碳中和的戰(zhàn)略目標。所以，在此背景下，光伏發(fā)電的重要性日益凸顯，但是針對電網(wǎng)內部高效調度缺失以及管理力度不強等問題需要著重關注，并制定高效控制措施，只有這樣才能有效解決電力調峰錯谷、系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。為了有針對性的緩解大規(guī)模光伏發(fā)電在接入電網(wǎng)時所造成的各種問題，可以嘗試科學使用儲能技術，減少新能源并網(wǎng)造成的負面影響以及運行壓力，從而強化控制系統(tǒng)經(jīng)濟性，實現(xiàn)質量和效率的全面提高。本文主要針對光伏儲能系統(tǒng)控制策略及并網(wǎng)思考展開研究分析。

關鍵詞：光伏儲能系統(tǒng)；控制措施；并網(wǎng)思考

1. 引言

近幾年，我國對于分布式能源以及微電網(wǎng)發(fā)展的重視程度越來越高，而其中占據(jù)主要地位的就是光伏系統(tǒng)、儲能技術應用，這也逐漸成為保障現(xiàn)代電力能源供應可靠性、促進新能源消納、減少環(huán)境污染的有效措施之一。而針對當代社會對光伏儲能控制系統(tǒng)重視程度的提高，我國新能源領域專業(yè)學者對其發(fā)展前景、應用價值、系統(tǒng)性能等多層面都進行了詳細的研究分析。同時也著重凸顯出了光伏、儲能應用價值以及商業(yè)模式的實際應用效果，這對于后期實現(xiàn)項目科學規(guī)劃建設，保障其經(jīng)濟性發(fā)展以及光伏儲能控制系統(tǒng)質量的提高都有著非常大的戰(zhàn)略意義。

而對于當前開展的各項研究可以看出，對于聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)出力特性的調研工作，應該結合其不同功率波動進行平抑措施，這樣可以更好的實現(xiàn)對新能源儲能量的完善與優(yōu)化；然后就是要根據(jù)新能源出力典型場景進行綜合考慮，根據(jù)其概率分布做好能源系統(tǒng)中儲能控制體系的科學合理配置。除此之外，要明確儲能系統(tǒng)配置和規(guī)劃問題有直接關聯(lián)，同時還與短期運行有著密不可分的關系，因此如果是站在短期運行角度進行分析研究的話，就需要對儲能、新能源進行綜合建模，掌握其對儲能規(guī)劃都有哪些影響，然后構建出高效解決措施來科學配置儲能。

1、光伏儲能系統(tǒng)控制策略分析

針對光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量儲存管理工作分析，其中主要工作重點的就是儲能設備的充電、放電控制、逆變器處并網(wǎng)功率控制幾個節(jié)點，而以下措施主要針對上述工作重心展開針對性討論研究。結合儲能系統(tǒng)控制效益可以看出，此體系的存在可以充分且全面的解決電網(wǎng)消納問題，期間還能借助輸出和輸入兩側的功率平衡來實現(xiàn)電能系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；再加上儲能系統(tǒng)裝備的獨te優(yōu)勢，不僅能在惡劣環(huán)境下正常供電，同時還可以結合實際情況作出不同改變，保障電能供給效益，以此來提高電網(wǎng)運行的可靠性和安全性。

1.1選取高效儲能系統(tǒng)設備

在選擇儲能設備方面，需要針對不同儲能需求以及各種儲能技術來展開工作，關鍵點就是光伏技術主體層面，儲能技術在細節(jié)上主要包括高能量密度儲能技術、高功率密度儲能技術兩種。

高能量密度儲能：涵蓋磁儲能技術、機械能技術、電能技術，而與上面三個對應的分別是超導儲能設備、飛輪儲能設備、超級電容器儲能設備；

高功率密度儲能：涵蓋電化學技術、化學技術，而其中使用儲能設備相對較多的就是化學技術，如：鉛酸蓄電池、鋰電池、硫化鈉電池、流體電池等，且氫電池是關鍵的儲能設備。對此，怎樣選擇合適度較高且實用性較強額的儲能設備，關鍵節(jié)點就在于可以不斷的根據(jù)設備性質、儲能設備能效等方面進行決定，而緊接著還需要不同條件因素，每個儲能設備能量特點、功率等詳細參數(shù)來賦予其權值，后就是要對加權平均值進行計算，這樣就可以選擇出性能好且儲能效益較高的設備。

1.2儲能系統(tǒng)設備充放電控制

SC與蓄電池混合設備，主要是利用DC/DC雙向變換器之后，與直流母線進行關聯(lián)，所以在研究分析方面可以在設備沒有過量充電或者是過量放電條件下進行分析研究，還有就是在設計方法角度上，能減少蓄電池充放電的大功率與沖擊電流，以此來實現(xiàn)使用壽命的提高，同時還可以維持直流母線處的功率穩(wěn)定以及電壓平衡。

SC與蓄電池混合設備在與直流母線進行連接時，可以采用被動控制、半主動控制、主動控制三種方式。被動控制方式的主要連接方式是直接把混合儲能設備連接到直流母線位置上，這樣能降低電能儲能設備安裝難度及成本，但是功率難以有效控制，發(fā)展前景并不樂觀；主動控制方式是SC與蓄電池混合設備需要分別經(jīng)過DC/DC雙向變換器，然后與直流母線進行連接，實現(xiàn)對設備的實際功率控制，這種控制方式設備安裝及運行成本高；半主動控制方式，是將SC與蓄電池混合設備按照兩種方式進行連接，安裝過程中有效的避免了以上兩種方式所衍生出的缺點，盡可能融合其優(yōu)點，但是還是存在一些問題。所以，針對光伏儲能系統(tǒng)控制措施方面，可以選擇主動控制的方式來強化儲能設備功率，保障其優(yōu)化的控制。

1.3利用規(guī)則控制器進行管理

對于怎樣利用規(guī)則控制器進行管理，主要操作方式就是將直流母線的功率差額輸入到規(guī)則控制器當中，確保低通濾波器當中可以通過高頻分量，緊接著就是要按照規(guī)范要求，在超級電容器與蓄電池中做好低頻部分的分配工作。在整個工作流程期間，儲能設備的功率平衡會不時的出現(xiàn)高頻份量處理，因此要把超級電容器介入其中，從而促使兩者實現(xiàn)平衡。此文獻也對于處在控制期間的FLC作出了詳細的定向分析，同時結合光伏并網(wǎng)中具體高效的功率控制措施進行了更加深入的研究，但是對于像能量控制、儲能設備充放電控制、逆變器控制這幾個層面，還是要結合實際，落實基本標準，不僅要保障電容器的正常運行以外，關鍵的還是要滿足電力需求。

1.4逆變器處并網(wǎng)功率控制措施

首要工作就是結合非隔離性逆變器作出直流變換，是否正常運轉進行研究分析，同時分析工作還要涉及到單位功率因數(shù)并網(wǎng)的控制方式。因此，單從逆變器角度來說，不僅要滿足工作需求，關鍵的是要滿足一點零功率因素和維持母線電壓的根本需求，所以，從工作重心方面分析，主要節(jié)點并不是針對逆變器功率因素調節(jié)方面。而關鍵在于，利用雙環(huán)P1的控制方式對逆變器進行控制，但對于內部層面的控制，重點還是在并網(wǎng)點電流電能控制、直流母線電壓的穩(wěn)定控制方面。對此，怎樣才能發(fā)揮儲能裝置的放電實際效果，關鍵在于對儲能裝置管理控制系統(tǒng)的內部優(yōu)化，防止其壽命受到損傷。

2、光伏儲能系統(tǒng)并網(wǎng)思考

2.1光伏儲能系統(tǒng)并網(wǎng)技術概述

目前，光伏儲能系統(tǒng)并網(wǎng)基本分為分布式發(fā)電體系、荒漠電站體系，而這兩種系統(tǒng)的主要工作機理就是將太陽能組件在工作運行期間，所產(chǎn)生的直流電，轉換成交流電，以此來滿足我們日常生活需求，之后在將其介入到公共電網(wǎng)當中，從而實現(xiàn)并網(wǎng)。而在整個并網(wǎng)系統(tǒng)中起到關鍵性作用的，就是并網(wǎng)逆變器，并網(wǎng)逆變器主要作用就是對電流、檢測電網(wǎng)的信號、功率點跟蹤、抗孤島進行控制和輸出。同時還具有檢測并網(wǎng)、控制并網(wǎng)、保護并網(wǎng)功能。根據(jù)目前的社會發(fā)展，我國的光伏儲能系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)展還比較緩慢，在實際運用和技術上還有很多問題等待解決。另外，由于在實際使用中缺少實驗數(shù)據(jù)，光伏儲能系統(tǒng)并網(wǎng)對整體電網(wǎng)是否存在影響也無從得知。而且，光伏儲能系統(tǒng)并網(wǎng)的穩(wěn)定性相對較差、能量的密度也比較低、調節(jié)能力也一般，周圍的天氣溫差和氣候甚至是地理位置都會在不同程度上對發(fā)電量產(chǎn)生影響。所以，深入研究光伏儲能系統(tǒng)并網(wǎng)的體系模式，對加快能源結構調整步伐，提高新能源利用率等這些都具有重大意義。

2.2光伏儲能系統(tǒng)并網(wǎng)體系研究

站在結構系統(tǒng)方面分析，光伏儲能系統(tǒng)并網(wǎng)體系基本分為兩種，分別是單級結構、二級結構。

單級結構：關鍵機理就是借助逆變器，將光伏電站系統(tǒng)的直流電轉換成交流電，之后在將其轉換成和并網(wǎng)頻率相同、電壓幅值相同的電能。

二級結構：使用的則是轉換器，首先是升高直流電電壓，之后在逆變器的作用下將電流轉化成與電網(wǎng)相同頻率、電壓幅值的交流電，后實現(xiàn)并網(wǎng)。

大多數(shù)情況下，向這種大型光伏電站的控制系統(tǒng)，容量都非常大。所以，為了實現(xiàn)資源節(jié)約，減少不必要的資源浪費，基本上選擇的都是單級結構，而在其中起到?jīng)Q定性因素的關鍵技術則是合理設計出的并網(wǎng)逆變器構造和操作方式。所以，使用效益高且科學的并網(wǎng)逆變器，不僅會降低發(fā)電成本，提高發(fā)電效率和質量，關鍵的是可以保障終并網(wǎng)效益。而像電壓閃變、孤島效應等新問題，這些都對并網(wǎng)逆變器的控制提出新的挑戰(zhàn)。并網(wǎng)逆變器的設計應更加科學，更能有效的控制效率等，以此來減少電網(wǎng)中出現(xiàn)的問題。

2.3光伏儲能系統(tǒng)并網(wǎng)的配件設計

光伏電站的整體結構復雜，零部件也非常多，這里面貴的元件就是光伏電池，但是光伏電池的轉換效率也是在這個領域一直研究的問題。隨著現(xiàn)在社會科技的不斷發(fā)展，在單晶硅、多晶硅和薄膜電池的廣泛應用以后，與此同時也開發(fā)出了聚光式的光伏元件，它可以把太陽的光聚焦成很多倍，因此在未來的元器件設計中，一定能實現(xiàn)能量的高效轉換。

2.4高性能高效率的電能變換技術

大型的光伏電站內含有的零件非常多，組成也很復雜，而且并網(wǎng)逆變器在光伏電站中一直都有著重要的作用。并網(wǎng)逆變器的元件在實際應用中主要有兩大功能，協(xié)調控制和集群。同時還包含了兩方面的重要內容，在實際應用中可以運用并網(wǎng)逆變器統(tǒng)一控制，同時淡化彼此間的影響；還有一種就是借助系統(tǒng)的整體控制，從而來完成并網(wǎng)逆變器集群的統(tǒng)一工作，這樣就可以讓電壓穿越、孤島檢測等一系列功能能高效運行。

2.5大功率點的跟蹤技術

大功率點的跟蹤技術主要就是指控制器可以實時自動偵cha太陽能陣列的電壓，并對高功率值進行追蹤，以此來保障控制系統(tǒng)能取得太陽能陣列中大值的功率，以此來進行充電和放點的管理。大部分的大功率點的跟蹤技術基本涵蓋：電壓電流直接控制、參數(shù)選擇間接控制、現(xiàn)代控制理論人工智能等。其中，間接控制：主要就是對經(jīng)驗、公式、數(shù)據(jù)庫進行使用，保障大功率點，但是存在一個弊端，就是無法實現(xiàn)對大功率點的跟蹤，誤差也大。但是，借助電流電壓檢測的方式，再對其進行跟蹤，實際效果要更加理想，優(yōu)勢也比較突出；但是如果運用檢測電壓電流的方式，然后對大功率點進行跟蹤更具有明顯的優(yōu)勢。通過一些實際研究可以看出，對電壓電流的檢測方式，要非常高，并且能夠實時的對大功率點進行跟蹤控制，滿足了所有場景的要求，在實際運用中得到了廣泛的運用。

2.6孤島效應技術

孤島效應通俗的講就是一種自給供電孤島現(xiàn)象，它的工作模式是當供電系統(tǒng)因為事故、故障或者是維修等因素暫停工作的時候，在按照客戶端時，對于是否存在停電問題，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)并沒有做出檢測，甚至無法及時切斷自身與市政電力網(wǎng)絡的連接，以至于終會影響到周圍電力公共負載供電。而對于實際檢測孤島效應的方式，主要分為被動式和主動式兩種。被動式：主要是檢測電壓頻率、電壓諧波等。主動式檢測法：基本上包括功率擾動法、頻率擾動法等。但是隨著技術科技創(chuàng)新，現(xiàn)在又衍生出了一種較檢測方式，就是電網(wǎng)斷電過程中，改變電壓和電流的相位，此時整個系統(tǒng)中的輸出功率就會一同發(fā)生變化，從而實現(xiàn)檢測時間縮短的目的，關鍵的是可以使用不同的參數(shù)來實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的并聯(lián)檢測。

3、Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)概述

3.1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，總結國內外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗，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)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入，全天候進行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電樁運行狀態(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(jīng)濟優(yōu)化運行為目標，促進可再生能源應用，提高電網(wǎng)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(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟運行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)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(wǎng)絡通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡采用標準以太網(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技術標準

本方案遵循的標準有：

本技術規(guī)范書提供的設備應滿足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標準：

GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范1部分：通用要求

GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)工業(yè)控制計算機基本平臺2部分：性能評定方法

GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范5部分：場地安全要求

GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范6部分：驗收大綱

GB/T2887-2011計算機場地通用規(guī)范

GB/T20270-2006信息安全技術網(wǎng)絡基礎安全技術要求

GB50174-2018電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范

DL/T634.5101遠動設備及系統(tǒng)5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠動任務配套標準

DL/T634.5104遠動設備及系統(tǒng)5-104部分:傳輸規(guī)約采用標準傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡訪問101

GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定

GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)技術規(guī)范

GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設計標準

GB/T36270-2018微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范

DL/T1864-2018獨立型微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調度運行規(guī)范

T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術規(guī)范

T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運行與控制技術規(guī)范

T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應技術要求

T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負荷管理技術導則

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調度運行規(guī)范

T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設計規(guī)范

NB/T10148-2019微電網(wǎng)1部分：微電網(wǎng)規(guī)劃設計導則

NB/T10149-2019微電網(wǎng)2部分：微電網(wǎng)運行導則

3.3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。

3.4型號說明

3.5系統(tǒng)配置

3.5.1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(wǎng)絡層和設備層，詳細拓撲結構如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

3.6系統(tǒng)功能

3.6.1實時監(jiān)測

微電網(wǎng)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：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(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、風電、儲能、充電樁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、風電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。

3.6.1.1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、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(wǎng)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。

3.6.1.2儲能界面

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5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6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7儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS電網(wǎng)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8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9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)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(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12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，并展示當前電芯的大、小電壓、溫度值及所對應的位置。

3.6.1.3風電界面

圖13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。

3.6.1.4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、電量費用，變化曲線、各個充電樁的運行數(shù)據(jù)等。

3.6.1.5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，實現(xiàn)預覽、回放、管理與控制等。

3.6.2發(fā)電預測

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16光伏預測界面

3.6.3策略配置

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、有序充電、動態(tài)擴容等。

圖17策略配置界面

3.6.4運行報表

應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設備指ding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、正向有功電能等。

圖18運行報表

3.6.5實時報警

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19實時告警

3.6.6歷史事件查詢

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20歷史事件查詢

3.6.7電能質量監(jiān)測

應可以對整個微電網(wǎng)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、三相電壓不平衡度百fen百和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度百fen百和正序/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(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、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21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質量界面

3.6.8遙控功能

應可以對整個微電網(wǎng)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22遙控功能

3.6.9曲線查詢

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。

3.6.10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)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況，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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進行電能質量分析。

圖24統(tǒng)計報表

3.6.11網(wǎng)絡拓撲圖

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(wǎng)絡結構；可在線診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)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25微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲界面

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲，包括系統(tǒng)的組成內容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。

3.6.12通信管理

可以對整個微電網(wǎng)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。

3.6.13用戶權限管理

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(jīng)授權的操作（如遙控操作，運行參數(shù)修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

3.6.14故障錄波

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。

3.6.15事故追憶

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)點可由用戶指ding和隨意修改。

圖29事故追憶

4、硬件及其配套產(chǎn)品

1. 結束語

綜上所述，結合現(xiàn)代社會不斷發(fā)展進步，世界各國均受到政策和能源戰(zhàn)略不同程度影響，這種現(xiàn)實背景也在一定程度上推動了分布式光伏和儲能的全面發(fā)展，促使其逐漸發(fā)展成能源互聯(lián)網(wǎng)的必要組成部分，除此之外，在能源生產(chǎn)以及消費方面也起著決定性的作用。如果是站在地域化角度進行分析的話，消納能力較強的地區(qū)普遍集中在華東和華中以及珠三角地區(qū)，而且電價水平也比較高，這種情況會隨著時間推移逐漸延伸到其它地區(qū)當中。從發(fā)展類型方面來看，主要是從體量較大的工商業(yè)屋頂分布式光伏、儲能作為主要切入點，然后逐漸探索出光儲充一體化的發(fā)展模式，并做好試點工作，逐步做好后期培育工作，以此來保障全新功能的增長。通過計算電站在并網(wǎng)運行時各個流程中故障情況的發(fā)生幾率，能發(fā)現(xiàn)其內部存在的問題，這樣是后期保障實時性和計量性基礎上需要著重解決的重點工作。

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作者介紹：
任運業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。