淺析微電網能量管理係統在光伏電站儲能的應用

hth下载地址 陳聰

摘要：隨著我國電力行業(ye) 的迅速發展和新能源技術的不斷湧現，針對係統可靠性和穩定性的要求也逐漸提高。而要實現供電品質穩定，避免停電現象的發生，較好的辦法就是通過建立基站，對電能進行儲(chu) 存。因此，為(wei) 使儲(chu) 能係統得到科學、合理的應用，本文在對太陽能光伏項目的調查基礎上，根據當前的發展趨勢，製定了一種適合於(yu) 市場的儲(chu) 能係統和能量管理體(ti) 係，以確保市場運行的安全、穩定、可靠。

關(guan) 鍵詞：光伏電站；儲(chu) 能係統；配置研究

1、前言

在新能源發展中，太陽能、風能之間存在間歇性、波動性、隨機性等特性，要通過建立相應的能量存儲(chu) 體(ti) 係來解決(jue) 棄光棄風問題，同時還要考慮太陽能、風電場的發電量，並在風電場建成之前規劃好如何並網、如何消納。此外，由於(yu) 在電網結構薄弱、棄光棄風嚴(yan) 重的區域，太陽能發電、風電場等行業(ye) 仍舊存在著較大的發展空間。在實際應用中，應對風電機組的裝機容量做出合理的評價(jia) ，並對風電機組的充放電能力進行多方麵的分析和研究，以便製訂出合理的發展規劃，以實現可持續發展。

2、光伏電站儲(chu) 能係統作用

光伏儲(chu) 能係統簡單而言就是將太陽能光伏和太陽能電池係統有機地結合起來，其主要功能包括“調節負荷、存儲(chu) 電量、新能源接入、補償(chang) 線損、功率補償(chang) 、提高電能質量、孤網運行、削峰填穀”等功能。簡單的說，就像是一座水庫，它可以在峰頂的時候，將多餘(yu) 的水都儲(chu) 存起來，然後在峰頂使用，從(cong) 而降低了能源的浪費；另外，蓄能電站還可以降低線路損耗，延長線路及設備的使用壽命。在微型網絡中，能量存儲(chu) 係統的功能包括：

2.1保證係統穩定

由於(yu) 光伏發電係統的輸出功率和負載曲線具有很大的差別，而且均有不可預料的波動特性，因此在不同的情況下應采用不同的濾波方法。通過儲(chu) 能係統的能量存儲(chu) 和緩衝(chong) ，可以實現對電網的快速控製，改善電網的靜態和動態特性，從(cong) 而保證電力係統在負荷劇烈變動的情況下仍然能夠維持穩定的電力輸出。

2.2能量備用

當太陽能光伏發電不能正常工作時，能量儲(chu) 存係統可以作為(wei) 後備和過渡性的功能，比如在晚上或陰雨天氣中，當電池處於(yu) 飽和狀態時，可以限製太陽能的發電，實現電力供需的均衡，提高係統的能量利用率，並防止蓄電池過充電，延長係統的使用壽命。

2.3提高電力品質與(yu) 可靠性

能量儲(chu) 存係統也可以避免由於(yu) 電壓尖峰、電壓下降以及其它外部幹擾而導致的電網波動，從(cong) 而有效地改善了電力係統的功率因數和電壓穩定，並且能夠有效地抑製係統的振動。充分利用能量存儲(chu) ，可以確保輸出功率的質量和可靠性。

2.4日常能量儲(chu) 存

當太陽輻射強度高，負荷小時，可以把剩餘(yu) 的太陽能進行蓄積，充分吸收太陽能的電能。太陽板除了能為(wei) 車輛提供電力外，還能在房屋需要電力時，將多餘(yu) 的電力進行轉換為(wei) 房屋所使用。由此可以得出，太陽能發電係統的安全運行是非常關(guan) 鍵的。能量存儲(chu) 技術的優(you) 點是既能確保電力係統的穩定、可靠，又能解決(jue) 電壓脈衝(chong) 、湧流、電壓跌落、瞬間電源中斷等動態電能質量問題。此外，儲(chu) 能係統在電站整體(ti) 投資中占有相當大的比重，因此，如何合理地選取和管理，對整個(ge) 係統的經濟效益起著至關(guan) 重要的作用，需要對其進行多方位的分析和合理的決(jue) 策。

3、項目技術方案

3.1項目總體(ti) 技術概述

太陽能發電係統是一種利用太陽能電池的“光伏效應”，將太陽能輻射能量轉化成電能的發電裝置。當太陽光照射在太陽能電池的表麵，會(hui) 發生一係列的繞射，形成一種特殊的光線，在這個(ge) 時候，太陽能電池就會(hui) 吸收光能量，形成一對“電子-空穴對”。在內(nei) 建電場中，光生電子與(yu) 空穴對被分開，並在電池組中形成不同數量的電荷，從(cong) 而形成“光生電壓”。同時，如果將電極引到內(nei) 建電場的兩(liang) 邊，再連接到負荷，“光生電流”就會(hui) 通過該負荷，從(cong) 而產(chan) 生功率。通過將太陽能轉換成直流電能，從(cong) 而達到控製、監控、兼容和診斷電網的目的。當前光伏發電的主要形式有三種：獨立的混合發電係統、並網光伏發電係統、微網光伏發電係統。

（1）獨立混合發電係統

獨立的混合動力係統包含了電池方陣，蓄電池，電能轉換和控製，以及柴油發電機等。當電量充足時，由充電控製器將蓄電池和其它發電站的能量存儲(chu) 到蓄電池堆中；在電力不足的情況下，利用放電控製器將電池中的電量轉換為(wei) 電力轉換設備，以滿足使用者的需求。柴油發電機用作應急時的低溫後備電源。在邊遠地區，獨立的電力係統是一種主要的電力供應方式，它的技術發展十分成熟，從(cong) 一台數十瓦的路燈到一台數百瓦的混合電力。同時，我國的逆變器和蓄電池的充放電控製技術也已經實現了工業(ye) 化，其功率級別從(cong) 數十千瓦到數十千瓦不等。

（2）並網光伏發電係統

並網光伏係統的主要內(nei) 容有：低電壓並網的光伏發電和高壓並網發電，其中包含了一個(ge) 電池陣列和一個(ge) 並網的逆變器。目前國內(nei) 已經有成熟的低壓和高壓並網逆變器，其中，在低壓並網的情況下，*大單機功率為(wei) 500kW，而在高壓並網發電係統中，*大功率為(wei) 1MW。並網逆變器是一種根據電網的頻率、電壓而改變的電流源，其功率因數為(wei) 1或指令調整依賴於(yu) 電網，不能獨立產(chan) 生電力，在電力係統中，其容量有限，其輸出功率取決(jue) 於(yu) 光伏的輸入，在*大或*小的情況下，其輸出功率不能得到保障。

（3）光伏微網係統

光伏微網可以與(yu) 其他電力或電力網絡並行工作。本係統主要由電池方陣、常規並網逆變器、蓄能器、雙向變流器、柴油發電機等組成。柴油機與(yu) 雙向逆變器（可調節的頻率和電壓）分別或聯合組網，傳(chuan) 統的並網式逆變器（每台*多數十kW）可以通過通信線路並行操作，實現對微網的能源管理。在太陽能微網係統中，太陽能光伏電站可以與(yu) 水輪機、柴油發電機並聯。采用微網能源管理係統，實現了光伏發電和水輪機的協同工作。西藏獅泉河地區的電力網絡建設，能夠滿足電力市場的需要。考慮到氣候變化，太陽能發電站的*大輸出功率將達到35%，以下是10MWp的計算（因為(wei) 太陽能發電站建成後，電力供應不足，根據電池容量，一天隻能處理一到兩(liang) 次）。儲(chu) 能係統是整個(ge) 電廠的總投資，儲(chu) 能係統的選型、選型、主要技術參數的確定、運行管理等都關(guan) 係到儲(chu) 能係統的安全性、穩定性和經濟性，因此需要對儲(chu) 能係統進行多方位的分析和合理的選擇。假設在全功率狀態下，因氣候原因而突然下降到35%，則需要柴油機或水電站承受10MWp的65%，也就是6.5MW，如果獅泉河水電站和係統的柴油機都是冷備用，不能提供旋轉備用容量。因此6.5MW的負載都要通過蓄能係統來進行，在不降低頻率的前提下，根據一定的餘(yu) 量，對7MW的負載進行了計算。在水輪發電機的起動過程中，儲(chu) 能係統的電力輸出是由蓄能係統承擔的，該係統的功率下降到35%，直至達到7000kW的負載，因為(wei) 從(cong) 停機到滿載約需6min左右時間，因此蓄能係統能持續輸出7000kW的能量，並保持10min。在*惡劣的工況下，蓄能係統應在無法充電的情況下進行兩(liang) 次連續放電，而且由於(yu) 距離太遠，不適合頻繁的維修和更換，因此對儲(chu) 能係統的容量和使用壽命都有很大的影響。

3.2儲(chu) 能係統方案策劃

目前全球電力儲(chu) 能技術主要有物理儲(chu) 能、化學儲(chu) 能和電磁儲(chu) 能三大類，不同類型的儲(chu) 能具有各自的特點，為(wei) 不同的大規模儲(chu) 能應用提供了多樣化的選擇。

（1）物理儲(chu) 能

目前*成熟的物理儲(chu) 能技術是利用抽水蓄能技術，它的能源轉化效率高達75%，主要應用於(yu) 電網的削峰填穀、調頻調等。抽水蓄能電站建設對當地地形、水文條件有很高的要求，而獅泉河地區的建設周期、成本和難度都比較大，難以滿足短期內(nei) 與(yu) 太陽能發電的協調發展。另一種物理儲(chu) 能是飛輪儲(chu) 能，它的特點是壽命長，無汙染，但能量密度低，不宜單獨使用，而且能源消耗高，操作成本高。

（2）化學儲(chu) 能

化學蓄積技術是一種比較成熟的技術，但是由於(yu) 其不易控製，很難得到廣泛的推廣。目前，化學儲(chu) 能技術主要包括：鈉硫電池儲(chu) 能、液流電池儲(chu) 能、磷酸鐵鋰電池儲(chu) 能、鉛酸電池儲(chu) 能、*級電容儲(chu) 能等。

①鈉硫電池儲(chu) 能

鈉硫電池是一種新的化學能源，它的出現使化學儲(chu) 能技術迅速發展。鈉硫電池因其體(ti) 積小、容量大、壽命長、效率高而被廣泛用於(yu) 電網的儲(chu) 能領域，如削峰填穀、應急電源、風力發電等。此外，由於(yu) 鈉硫電池工作溫度高，存在安全隱患，且製造過程繁瑣，目前多數為(wei) 日本企業(ye) 所擁有，且價(jia) 格昂貴，因此很難實現國內(nei) 進口。

②液流礬電池儲(chu) 能

釩液流電池是一種以釩為(wei) 主要活性材料的循環流式電解槽。將釩電池的電能儲(chu) 存在不同價(jia) 態釩離子的硫酸溶液中，然後利用外部泵將其注入到蓄電池中。而液流礬電池的優(you) 勢就在於(yu) 它的高能量密度和100%的放電深度，但由於(yu) 正極和負極之間存在著相互汙染和嚴(yan) 重的環境問題，所以在大規模應用之前，需要先解決(jue) 這些問題，然後才能充分發揮其技術優(you) 勢。

③*級電容儲(chu) 能

*級電容蓄能設備主要包括*級電容器組、雙向DC/DC轉換器和相應的控製電路。其技術難點在於(yu) 電容器的電壓平衡與(yu) 控製策略，以及逆變器的拓撲結構與(yu) 控製方式。此外，電容儲(chu) 能設備通常是一種快速反應的儲(chu) 能係統，具有較快的動態響應，且具有較低的時間消耗。但它的能量密度較小，單位成本較高，因此不宜將其作為(wei) 大規模的儲(chu) 能係統，尤其是在不合理使用的情況下。

（3）電磁儲(chu) 能

電磁儲(chu) 能目前發展較受成本製約，如超導電磁儲(chu) 能等，成本高且技術不夠成熟，不具備大規模推廣的價(jia) 值。根據該項目的需求，當太陽能發電量降低時，儲(chu) 能係統應能夠提供充足的電力，以支持係統的電壓，確保電網的穩定運行。而目前，用於(yu) 儲(chu) 能係統的逆變器都是采用電流源的雙向逆變器，這種逆變器隻能根據係統的電壓變化來模擬其電壓，從(cong) 而使其輸出電流，而不能支持係統的電壓。所以針對此類情況，電磁儲(chu) 能主要可分為(wei) 鉛酸蓄電池儲(chu) 能與(yu) 磷酸鐵鋰電池儲(chu) 能兩(liang) 種類型。

①鉛酸蓄電池儲(chu) 能

鉛酸電池技術成熟，成本低廉，是目前*成熟的一種儲(chu) 能技術。但由於(yu) 其操作溫度高、能量密度小、放電深度低（一般放電深度不宜大於(yu) 30%，特殊使用時不宜超過50%)，因此，在大規模的能源存儲(chu) 係統中，尤其是在氣候條件惡劣、交通不便的情況下，將會(hui) 受到技術條件的限製。例如，鉛酸蓄電池製造時所產(chan) 生的酸霧，也會(hui) 對環境造成一定的汙染，不符合環保要求。

②磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰是近年來發展比較快的一種新型電池，它以其高能量密度、長周期、大放電深度和高放電電流而受到廣泛關(guan) 注。現在，像比亞(ya) 迪這樣的企業(ye) ，已經把它應用到了電動車的能量存儲(chu) 係統中，並且在大規模的電力係統中得到了應用。磷酸鐵鋰電池在正常工作狀態下的放電深度超過80%，在成組後可以進行1500次以上的充電和放電，對於(yu) 經常充電和放電的場合是十分適用的。然而，由於(yu) 其對充放電係統的控製要求比較高，從(cong) 而限製了它的發展。結合項目的具體(ti) 情況，如果選用LRA電池，以40%的放電深度進行分析，並在合理的裕度下，應配備7000千伏的電池。如果用磷酸鐵鋰電池做能量存儲(chu) 單元，以80%的放電深度計算，則需要3500kVAh的磷酸鐵鋰電池。但是，考慮到一天1~2次的深度放電需求，以及維修和更換電池的成本，磷酸鐵鋰電池的*越性就更加突出了。建議在該項目中使用磷酸鐵鋰作為(wei) 能量存儲(chu) 係統。

（4）光熱儲(chu) 能

光熱蓄能器又稱為(wei) 聚焦式太陽能熱儲(chu) 存，利用各種物理方法將直接的陽光集中在一起，形成高溫、高壓的水蒸氣，由蒸汽機帶動渦輪機發電。根據不同的集熱器形式，又可分為(wei) 太陽能槽式熱儲(chu) 能、太陽能塔式熱儲(chu) 能和太陽能碟式熱儲(chu) 能三種。

①太陽能槽式熱儲(chu) 能

槽式太陽熱發電係統全稱為(wei) 槽式拋物麵式太陽能熱發電係統，它是利用多個(ge) 槽形拋物麵聚光集熱器，以串聯、並聯的形式對工質進行加熱，產(chan) 生高溫蒸汽來進行太陽能發電。另外，槽型光熱循環係統還可以利用多能互補的方式，充分發揮其儲(chu) 存的優(you) 點，通過縮短發電量的時間，來降低初期的資金投入與(yu) 發電成本。

②太陽能塔式熱儲(chu) 能

塔式光熱發電技術是利用大型定日鏡對太陽進行實時追蹤，並將太陽能集中於(yu) 塔頂的熱吸收設備，以高溫熔鹽進行蓄熱，然後利用熱和熱形成高溫高壓蒸汽，由蒸汽渦輪帶動發電機發電，實現光、熱、機械、電能的轉換。采用不同的熔鹽進行共晶化處理，達到容量大、安全可靠、低成本、高品位的能量儲(chu) 存，以改進整個(ge) 係統的可靠性。

③太陽能碟式熱儲(chu) 能

太陽能碟式熱儲(chu) 能作為(wei) 世界上*早出現的太陽能動力係統，其主要是以拋物麵為(wei) 的反射鏡，將其內(nei) 部的熱量加熱至750攝氏度，從(cong) 而帶動引擎產(chan) 生電能。此外，與(yu) 光電技術相比，碟式太陽能熱發電具有較低的空氣阻力、較低的發射質量和較低的運行費用。

④線性菲尼爾光熱儲(chu) 能

線性菲涅爾式聚光係統主要包括三個(ge) 部件：主反射鏡陣列(聚光鏡場)、跟蹤控製裝置和接收器。其主要原理就是沿南北方向或東(dong) 西方向對稱排列，主反射鏡在跟蹤裝置的控製下軸線上自動跟蹤太陽，將太陽光聚集到接收裝置上，而另一部分通過複合拋物麵二次聚光器反射並投影到一個(ge) 真空集熱器上.集熱管在吸收了太陽輻射之後，通過管道中的熱傳(chuan) 遞工質（水、導熱油、熔鹽）進行加熱儲(chu) 能。此外，.CPC線性菲涅爾式聚光集熱係統.菲涅爾式光熱電站的導熱主要是在高溫介質上，而高溫介質可以大量地進行低成本的存儲(chu) ，這就使太陽能光熱與(yu) 大規模的儲(chu) 能技術息息相關(guan) 。

3.3儲(chu) 能係統運行方式確定

根據該項目的需求，當太陽能發電量降低時，儲(chu) 能係統應能夠提供充足的電力，以支持係統的電壓。目前，用於(yu) 儲(chu) 能係統的逆變器都是采用電流源的雙向逆變器，這種逆變器隻能根據係統的電壓變化來模擬其電壓，從(cong) 而使其輸出電流，而不能支持係統的電壓。

但目前，電源型雙向逆變器的單體(ti) 容量太少，不能並聯，隻能用於(yu) 小型電廠，不能用於(yu) 譬如阿裏地區的大規模微型電網建設。鑒於(yu) 項目工期的緊迫性，大容量並聯電壓源雙向逆變器的技術瓶頸還沒有被解決(jue) ，因此，在發電能力降低的情況下，電站將其作為(wei) 電力供應。在大容量可並聯電壓源雙向逆變器技術成熟後，為(wei) 確保獅泉河電網安全可靠地進行技術改造，並對其進行了相應的改造，以適應多種供電方式同時調度的需要。

4、Acrel-2000MG微電網能量管理係統概述

4.1概述

Acrel-2000MG微電網能量管理係統，是我司根據新型電力係統下微電網監控係統與(yu) 微電網能量管理係統的要求，總結國內(nei) 外的研究和生產(chan) 的經驗，專(zhuan) 門研製出的企業(ye) 微電網能量管理係統。本係統滿足光伏係統、風力發電、儲(chu) 能係統以及充電樁的接入，全天候進行數據采集分析，直接監視光伏、風能、儲(chu) 能係統、充電樁運行狀態及健康狀況，是一個(ge) 集監控係統、能量管理為(wei) 一體(ti) 的管理係統。該係統在安全穩定的基礎上以經濟優(you) 化運行為(wei) 目標，促進可再生能源應用，提高電網運行穩定性、補償(chang) 負荷波動；有效實現用戶側(ce) 的需求管理、消除晝夜峰穀差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本。為(wei) 企業(ye) 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(jue) 方案。

微電網能量管理係統應采用分層分布式結構，整個(ge) 能量管理係統在物理上分為(wei) 三個(ge) 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通信協議，物理媒介可以為(wei) 光纖、網線、屏蔽雙絞線等。係統支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

4.2技術標準

本方案遵循的標準有：

本技術規範書(shu) 提供的設備應滿足以下規定、法規和行業(ye) 標準：

GB/T26802.1-2011工業(ye) 控製計算機係統通用規範1部分：通用要求

GB/T26806.2-2011工業(ye) 控製計算機係統工業(ye) 控製計算機基本平台2部分：性能評定方法

GB/T26802.5-2011工業(ye) 控製計算機係統通用規範5部分：場地安全要求

GB/T26802.6-2011工業(ye) 控製計算機係統通用規範6部分：驗收大綱

GB/T2887-2011計算機場地通用規範

GB/T20270-2006信息安全技術網絡基礎安全技術要求

GB50174-2018電子信息係統機房設計規範

DL/T634.5101遠動設備及係統5-101部分:傳(chuan) 輸規約基本遠動任務配套標準

DL/T634.5104遠動設備及係統5-104部分:傳(chuan) 輸規約采用標準傳(chuan) 輸協議子集的IEC60870-5-網絡訪問101

GB/T33589-2017微電網接入電力係統技術規定

GB/T36274-2018微電網能量管理係統技術規範

GB/T51341-2018微電網工程設計標準

GB/T36270-2018微電網監控係統技術規範

DL/T1864-2018獨立型微電網監控係統技術規範

T/CEC182-2018微電網並網調度運行規範

T/CEC150-2018低壓微電網並網一體(ti) 化裝置技術規範

T/CEC151-2018並網型交直流混合微電網運行與(yu) 控製技術規範

T/CEC152-2018並網型微電網需求響應技術要求

T/CEC153-2018並網型微電網負荷管理技術導則

T/CEC182-2018微電網並網調度運行規範

T/CEC5005-2018微電網工程設計規範

NB/T10148-2019微電網1部分：微電網規劃設計導則

NB/T10149-2019微電網2部分：微電網運行導則

4.3適用場合

係統可應用於(yu) 城市、高速公路、工業(ye) 園區、工商業(ye) 區、居民區、智能建築、海島、無電地區可再生能源係統監控和能量管理需求。

4.4型號說明

4.5係統配置

4.5.1係統架構

本平台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係統組網方式

4.6係統功能

4.6.1實時監測

微電網能量管理係統人機界麵友好，應能夠以係統一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各回路斷路器、隔離開關(guan) 等合、分閘狀態及有關(guan) 故障、告警等信號。其中，各子係統回路電參量主要有：三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值；狀態參數主要有：開關(guan) 狀態、斷路器故障脫扣告警等。

係統應可以對分布式電源、儲(chu) 能係統進行發電管理，使管理人員實時掌握發電單元的出力信息、收益信息、儲(chu) 能荷電狀態及發電單元與(yu) 儲(chu) 能單元運行功率設置等。

係統應可以對儲(chu) 能係統進行狀態管理，能夠根據儲(chu) 能係統的荷電狀態進行及時告警，並支持定期的電池維護。

微電網能量管理係統的監控係統界麵包括係統主界麵，包含微電網光伏、風電、儲(chu) 能、充電樁及總體(ti) 負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求，也可將充電，儲(chu) 能及光伏係統信息進行顯示。

圖2係統主界麵

子界麵主要包括係統主接線圖、光伏信息、風電信息、儲(chu) 能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統計列表等。

4.6.1.1光伏界麵

圖3光伏係統界麵

本界麵用來展示對光伏係統信息，主要包括逆變器直流側(ce) 、交流側(ce) 運行狀態監測及報警、逆變器及電站發電量統計及分析、並網櫃電力監測及發電量統計、電站發電量年有效利用小時數統計、發電收益統計、碳減排統計、輻照度/風力/環境溫濕度監測、發電功率模擬及效率分析；同時對係統的總功率、電壓電流及各個(ge) 逆變器的運行數據進行展示。

4.6.1.2儲(chu) 能界麵

圖4儲(chu) 能係統界麵

本界麵主要用來展示本係統的儲(chu) 能裝機容量、儲(chu) 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(chu) 能係統PCS參數設置界麵

本界麵主要用來展示對PCS的參數進行設置，包括開關(guan) 機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

圖6儲(chu) 能係統BMS參數設置界麵

本界麵用來展示對BMS的參數進行設置，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(chu) 能係統PCS電網側(ce) 數據界麵

本界麵用來展示對PCS電網側(ce) 數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數等。

圖8儲(chu) 能係統PCS交流側(ce) 數據界麵

本界麵用來展示對PCS交流側(ce) 數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數、溫度值等。同時針對交流側(ce) 的異常信息進行告警。

圖9儲(chu) 能係統PCS直流側(ce) 數據界麵

本界麵用來展示對PCS直流側(ce) 數據，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側(ce) 的異常信息進行告警。

圖10儲(chu) 能係統PCS狀態界麵

本界麵用來展示對PCS狀態信息，主要包括通訊狀態、運行狀態、STS運行狀態及STS故障告警等。

圖11儲(chu) 能電池狀態界麵

本界麵用來展示對BMS狀態信息，主要包括儲(chu) 能電池的運行狀態、係統信息、數據信息以及告警信息等，同時展示當前儲(chu) 能電池的SOC信息。

圖12儲(chu) 能電池簇運行數據界麵

本界麵用來展示對電池簇信息，主要包括儲(chu) 能各模組的電芯電壓與(yu) 溫度，並展示當前電芯的*大、*小電壓、溫度值及所對應的位置。

4.6.1.3風電界麵

圖13風電係統界麵

本界麵用來展示對風電係統信息，主要包括逆變控製一體(ti) 機直流側(ce) 、交流側(ce) 運行狀態監測及報警、逆變器及電站發電量統計及分析、電站發電量年有效利用小時數統計、發電收益統計、碳減排統計、風速/風力/環境溫濕度監測、發電功率模擬及效率分析；同時對係統的總功率、電壓電流及各個(ge) 逆變器的運行數據進行展示。

4.6.1.4充電樁界麵

圖14充電樁界麵

本界麵用來展示對充電樁係統信息，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(ge) 充電樁的運行數據等。

4.6.1.5視頻監控界麵

圖15微電網視頻監控界麵

本界麵主要展示係統所接入的視頻畫麵，且通過不同的配置，實現預覽、回放、管理與(yu) 控製等。

4.6.2發電預測

係統應可以通過曆史發電數據、實測數據、未來天氣預測數據，對分布式發電進行短期、超短期發電功率預測，並展示合格率及誤差分析。根據功率預測可進行人工輸入或者自動生成發電計劃，便於(yu) 用戶對該係統新能源發電的集中管控。

圖16光伏預測界麵

4.6.3策略配置

係統應可以根據發電數據、儲(chu) 能係統容量、負荷需求及分時電價(jia) 信息，進行係統運行模式的設置及不同控製策略配置。如削峰填穀、周期計劃、需量控製、有序充電、動態擴容等。

圖17策略配置界麵

4.6.4運行報表

應能查詢各子係統、回路或設備相應時間的運行參數，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、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。

圖18運行報表

4.6.5實時報警

應具有實時報警功能，係統能夠對各子係統中的逆變器、雙向變流器的啟動和關(guan) 閉等遙信變位，及設備內(nei) 部的保護動作或事故跳閘時應能發出告警，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；並應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關(guan) 人員。

圖19實時告警

4.6.6曆史事件查詢

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、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(chu) 和管理，方便用戶對係統事件和報警進行曆史追溯，查詢統計、事故分析。

圖20曆史事件查詢

4.6.7電能質量監測

應可以對整個(ge) 微電網係統的電能質量包括穩態狀態和暫態狀態進行持續監測，使管理人員實時掌握供電係統電能質量情況，以便及時發現和消除供電不穩定因素。

1）在供電係統主界麵上應能實時顯示各電能質量監測點的監測裝置通信狀態、各監測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度百分*和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度百分*和正序/負序/零序電流值；

2）諧波分析功能：係統應能實時顯示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(yu) 閃變：係統應能顯示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(yu) 頻率偏差；

4）功率與(yu) 電能計量：係統應能顯示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）電壓暫態監測：在電能質量暫態事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發生時，係統應能產(chan) 生告警，事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關(guan) 人員；係統應能查看相應暫態事件發生前後的波形。

6）電能質量數據統計：係統應能顯示1min統計整2h存儲(chu) 的統計數據，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（動作或返回）、波形號、越限值、故障持續時間、事件發生的時間。

圖21微電網係統電能質量界麵

4.6.8遙控功能

應可以對整個(ge) 微電網係統範圍內(nei) 的設備進行遠程遙控操作。係統維護人員可以通過管理係統的主界麵完成遙控操作，並遵循遙控預置、遙控返校、遙控執行的操作順序，可以及時執行調度係統或站內(nei) 相應的操作命令。

圖22遙控功能

4.6.9曲線查詢

應可在曲線查詢界麵，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、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。

4.6.10統計報表

具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自係統正常運行以來任意時間段內(nei) 各配電節點的用電情況，即該節點進線用電量與(yu) 各分支回路消耗電量的統計分析報表。對微電網與(yu) 外部係統間電能量交換進行統計分析；對係統運行的節能、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、年停電次數等分析；具備對並網型微電網的並網點進行電能質量分析。

圖24統計報表

4.6.11網絡拓撲圖

係統支持實時監視接入係統的各設備的通信狀態，能夠完整的顯示整個(ge) 係統網絡結構；可在線診斷設備通信狀態，發生網絡異常時能自動在界麵上顯示故障設備或元件及其故障部位。

圖25微電網係統拓撲界麵

本界麵主要展示微電網係統拓撲，包括係統的組成內(nei) 容、電網連接方式、斷路器、表計等信息。

4.6.12通信管理

可以對整個(ge) 微電網係統範圍內(nei) 的設備通信情況進行管理、控製、數據的實時監測。係統維護人員可以通過管理係統的主程序右鍵打開通信管理程序，然後選擇通信控製啟動所有端口或某個(ge) 端口，快速查看某設備的通信和數據情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

4.6.13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授權的操作（如遙控操作，運行參數修改等）。可以定義(yi) 不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為(wei) 係統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

4.6.14故障錄波

應可以在係統發生故障時，自動準確地記錄故障前、後過程的各相關(guan) 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、提高電力係統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6段錄波，每次錄波可記錄故障前8個(ge) 周波、故障後4個(ge) 周波波形，總錄波時間共計46s。每個(ge) 采樣點錄波至少包含12個(ge) 模擬量、10個(ge) 開關(guan) 量波形。

4.6.15事故追憶

可以自動記錄事故時刻前後一段時間的所有實時掃描數據，包括開關(guan) 位置、保護動作狀態、遙測量等，形成事故分析的數據基礎。

用戶可自定義(yi) 事故追憶的啟動事件，當每個(ge) 事件發生時，存儲(chu) 事故10個(ge) 掃描周期及事故後10個(ge) 掃描周期的有關(guan) 點數據。啟動事件和監視的數據點可由用戶定和隨意修改。

圖29事故追憶

5、結語

總之，新能源發展迅速，風電、光電等新能源在電網中占有較大比例，但新能源的發電量具有不確定性和不可調度性，給電網的穩定性造成了潛在威脅。同時由於(yu) 我國具有良好的風、光資源，又處於(yu) 電力網絡相對薄弱的區域，這使得國內(nei) 部分地區的新能源開發麵臨(lin) 著技術瓶頸，經過儲(chu) 能技術的不斷研究，為(wei) 保證電力的運輸，製定了新能源發電的政策，要求新能源的發電量不得超過10%~15%，並在滿足新能源發展的條件下，滿足新能源的發展需求。

參考文獻

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