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摘要:文章針對儲(chu) 能係統在電源能量管理中的應用,探討優(you) 化儲(chu) 能係統設計和運行策略的關(guan) 鍵技術,分析儲(chu) 能係統在電源能量管理中的作用和麵臨(lin) 的挑戰,著重研究儲(chu) 能係統的建模方法、能量調度算法、壽命評估與(yu) 預測技術。在此基礎上,提出一種考慮儲(chu) 能係統全生命周期的多目標優(you) 化策略,可有效提升係統經濟性和可靠性。通過仿真算例驗證所提策略的有效性和**性。文章的研究成果可為(wei) 促進儲(chu) 能技術在電源能量管理中的應用提供參考。
關(guan) 鍵詞:儲(chu) 能係統;電源能量管理;優(you) 化策略
0、引言
隨著新能源的大規模開發利用,電力係統麵臨(lin) 著更大的波動性和不確定性挑戰。儲(chu) 能係統以其靈活的充放電能力成為(wei) 維護電網穩定和經濟運行的重要手段。如何優(you) 化儲(chu) 能係統的設計配置和運行策略,充分發揮其在電源能量管理中的作用,是一個(ge) 亟待解決(jue) 的問題。文章從(cong) 儲(chu) 能係統的建模、調度、壽命預測等方麵入手,探索基於(yu) 儲(chu) 能優(you) 化的電源能量管理新策略。
1、儲(chu) 能係統在電源能量管理中的作用分析
儲(chu) 能係統憑借其靈活的充放電能力和快速響應特性,在電源能量管理中發揮著關(guan) 鍵作用。儲(chu) 能係統可在電價(jia) 低穀時充電,高峰時放電,削減峰穀差,提高電網運行經濟性,同時減輕電力係統的備用容量壓力。麵對新能源出力和負荷需求波動對電網頻率的衝(chong) 擊,儲(chu) 能係統可作為(wei) 快速靈活的調頻資源,有效控製頻率波動,維護電網安全、穩定運行。
儲(chu) 能係統還可以在電力缺額時快速放電,保障負荷供應,其響應速度快、調節精度高,能夠顯著提高係統備用水平,有效解決(jue) 新能源“棄風棄光”問題。新能源出力過剩時,儲(chu) 能係統吸收盈餘(yu) 電量,出力不足時放電補償(chang) 缺額,實現新能源出力平滑,提高並網友好性。合理開發利用儲(chu) 能資源,對提升電力係統靈活性、經濟性、安全性以及推動能源清潔低碳轉型意義(yi) 重大。
2、儲(chu) 能係統優(you) 化麵臨(lin) 的關(guan) 鍵技術問題
儲(chu) 能係統要在電源能量管理中發揮明顯效用,針對其全生命周期過程開展係統優(you) 化。這需要攻克一係列關(guan) 鍵技術難題,主要集中在儲(chu) 能係統建模、能量優(you) 化調度、壽命評估與(yu) 預測3個(ge) 方麵。
2.1儲(chu) 能係統建模
儲(chu) 能係統建模是實現其優(you) 化設計和運行控製的重要基礎。準確、高效的建模方法可為(wei) 儲(chu) 能係統的規劃配置、運行管理以及壽命預估提供可靠的理論工具和決(jue) 策支持。然而,由於(yu) 儲(chu) 能係統涉及複雜的電化學、熱力學以及電磁學等多物理場耦合過程,且在實際運行中表現出明顯的多時間尺度動態特性,給建模工作帶來諸多挑戰。目前,儲(chu) 能係統建模主要有3類方法,分別為(wei) 基於(yu) 機理的物理建模、基於(yu) 等效電路的半經驗建模以及基於(yu) 數據驅動的智能建模。
基於(yu) 機理的物理建模方法是從(cong) 儲(chu) 能係統的物理機理出發,利用偏微分方程描述其內(nei) 部電化學和熱力學過程。例如,通過電荷守恒定律刻畫離子在電解質中的遷移擴散行為(wei) ,利用法拉定律描述電極界麵的電荷轉移動力學,結合能量守恒方程分析係統的熱量傳(chuan) 遞與(yu) 溫度分布。物理建模通常還需要結合材料的本構關(guan) 係,如固體(ti) 電解質的電導率、電極材料的嵌鋰電位等,完整地描述儲(chu) 能係統的充放電特性。這類“*一性原理”模型具有清晰的物理意義(yi) 和機理解釋性,可深入分析材料結構、界麵效應等對電池性能的影響機製,但也麵臨(lin) 偏微分方程組複雜、多場耦合強、數值求解困難等問題,計算成本較高,難以直接應用於(yu) 工程實踐。
基於(yu) 等效電路的半經驗建模方法是從(cong) 儲(chu) 能係統的輸入輸出特性出發,用電壓源、電阻、電容等電路元件等效其充放電行為(wei) 。例如,Rint模型將電池等效為(wei) 一個(ge) 理想電壓源串聯內(nei) 阻;Thevenin模型在此基礎上增加一個(ge) RC並聯支路描述極化效應;PNGV模型進一步引入一個(ge) 電容模擬電池的容量衰減。這類模型形式簡單、物理意義(yi) 明確,模型參數可由實測數據擬合得到,計算求解十分高效,因而在工程應用中得到廣泛使用。但半經驗模型受限於(yu) 等效電路結構,難以刻畫電池內(nei) 部的複雜機理,對溫度、老化等因素的影響描述不足,機理解釋性較差。
基於(yu) 數據驅動的智能建模方法是利用機器學習(xi) 算法,從(cong) 儲(chu) 能係統的海量運行監測數據中自動提取輸入輸出關(guan) 係。通過訓練神經網絡、支持向量機等智能模型,可構建儲(chu) 能狀態變量與(yu) 外部環境、工況條件間的映射。這類數據驅動模型具有很強的非線性擬合與(yu) 學習(xi) 泛化能力,可自適應地逼近任意複雜係統,無須預先對物理機理作過多假設,因而建模靈活性高、適用範圍廣。但智能模型一般表現為(wei) “黑箱”形式,很難解釋其內(nei) 在機理,且過度依賴樣本數據的質量,容易出現過擬合等問題。
隨著儲(chu) 能係統監測數據的快速積累,急需開發物理建模與(yu) 數據驅動相結合的混合建模新方法。可在物理模型框架下引入數據對偏微分方程組進行參數辨識和結構簡化,也可用物理機理對數據驅動模型進行先驗約束和後驗校正。這不僅(jin) 有助於(yu) 提高建模精度和泛化性,還可賦予智能算法以物理解釋,為(wei) 複雜儲(chu) 能係統行為(wei) 的分析與(yu) 優(you) 化提供新的思路。
2.2能量優(you) 化調度
在儲(chu) 能係統的優(you) 化調度中,除考慮負荷需求、電價(jia) 信息以及新能源出力的隨機性,還需要兼顧其他多個(ge) 目標和約束條件。例如,降低運行成本、提高能量利用效率、延長電池使用壽命等。儲(chu) 能係統本身的容量和功率約束也限製了其調度靈活性。因此,急需發展多時間尺度、多目標協同的能量優(you) 化調度新方法,以實現儲(chu) 能係統在電源能量管理中的價(jia) 值*大化。
針對儲(chu) 能調度中的各種不確定性因素,可以引入隨機優(you) 化理論進行建模求解。例如,隨機動態規劃可以將不確定性參數視為(wei) 隨機變量,通過構建多階段決(jue) 策模型來優(you) 化調度策略。隨機優(you) 化方法能夠有效應對不確定性帶來的挑戰,提高儲(chu) 能調度的適應性和健壯性。
在實際應用中,模型參數的不確定性和目標需求的多變性也給能量優(you) 化調度帶來了挑戰。針對這些問題,可以采用健壯優(you) 化方法來構建調度策略。通過考慮參數的不確定集合,尋求在糟糕情況下仍然滿足約束並優(you) 化目標的解,從(cong) 而提高決(jue) 策的穩健性和可靠性。此外,在工程實踐中,還可以進一步構建能量調度的預警機製和風險對衝(chong) 策略。例如,根據電價(jia) 波動和調度成本設置情景觸發條件,當觸發條件滿足時,及時調整調度策略;通過金融套期*值交易,對衝(chong) 電價(jia) 波動風險,鎖定儲(chu) 能收益。這些措施有助於(yu) 提高儲(chu) 能係統應對不確定性風險的能力,保障其經濟效益和穩定運行。
2.3壽命評估與(yu) 預測
儲(chu) 能係統的使用壽命是製約其長期經濟性和可靠性的關(guan) 鍵因素。鋰電池等電化學儲(chu) 能在反複充放電過程中,健康狀態會(hui) 發生退化,難以準確評估和預測壽命。因此,急需開展儲(chu) 能係統在線健康監測、退化機理分析、剩餘(yu) 壽命預測等關(guan) 鍵技術研究。
在線健康監測方麵,可綜合荷電狀態(StateofCharge,SoC)、電池電壓、溫度等測量信息,提取表征電池健康狀態的關(guan) 鍵特征量,構建實時健康評估指標體(ti) 係。退化機理分析方麵,可通過理化檢測手段,研究電池材料和結構隨充放電循環的演化規律,多尺度融合解析儲(chu) 能係統的衰退機理。壽命預測方麵,可建立映射電池運行工況和健康狀態的數據驅動模型,再結合蓄電池退化物理模型,形成具備外推能力的複合壽命預測方法。典型鋰離子電池的循環壽命和衰減機理如表1所示。
考慮儲(chu) 能全生命周期的多目標優(you) 化策略
儲(chu) 能係統在電源能量管理中扮演著至關(guan) 重要的角色,其規劃和運行須統籌投資成本、運維成本、調度收益以及壽命周期等多重目標。文章提出一種全生命周期多目標協同的優(you) 化新策略,以實現儲(chu) 能係統在投資、運行、養(yang) 護等各環節的係統優(you) 化。
3.1優(you) 化目標與(yu) 約束
考慮儲(chu) 能全生命周期優(you) 化的目標函數包括投資成本、運行成本、維護成本以及調度收益4個(ge) 部分,同時綜合考慮儲(chu) 能容量約束、功率約束、荷電狀態時序約束以及電池健康狀態約束。
3.2優(you) 化模型與(yu) 算法
建立大時間尺度下的多階段決(jue) 策優(you) 化模型,在投資階段確定儲(chu) 能容量配置,並製定全生命周期有效的調度策略。采用時間段劃分與(yu) 滾動優(you) 化、隨機動態規劃、啟發式算法等方法,應對電價(jia) 和負荷的不確定性、電池健康狀態的非線性退化特性等求解挑戰。
3.3算例分析
以河北省張家口市的儲(chu) 能電站為(wei) 例,針對新能源配套場景開展算例分析。該電站由國網冀北電力有限公司投資建設,於(yu) 2016年12月正式投運,是當時全球較大的儲(chu) 能電站項目之一。
張家口儲(chu) 能電站采用磷酸鐵鋰電池作為(wei) 儲(chu) 能媒介,裝機容量為(wei) 36MW·h,配套14MW光伏發電係統,主要承擔新能源並網消納、電網調峰調頻等任務。通過分析實測光伏出力數據,采用文章提出的全生命周期多目標優(you) 化策略,製定光儲(chu) 協同優(you) 化調度方案。
結果表明,配套儲(chu) 能係統可有效應對新能源短期波動,削減新能源功率波動率50%以上。優(you) 化調度後的儲(chu) 能響應速度可達毫秒級,有效參與(yu) 電網一次調頻,提高電網運行靈活性。在北京電力交易組織的輔助服務市場中,張家口儲(chu) 能電站通過調峰調頻獲得了可觀的運營收益。
實際運行數據表明,張家口儲(chu) 能電站在提高可再生能源利用率方麵也發揮了重要作用。配套儲(chu) 能使光伏年利用小時數提高10%以上,棄光率降低2%以上。電池經過3年多運行監測,容量衰減率控製在5%以內(nei) ,各項性能指標良好。按照設計壽命20年估算,在考慮全生命周期成本的前提下,該電站綜合投資收益率預計可達8%,展現出良好的技術經濟價(jia) 值。
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。
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。
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。
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
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
應能查詢各子係統、回路或設備**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。
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指*和隨意修改。
圖29事故追憶
5、硬件及其配套產(chan) 品
序號 | 設備 | 型號 | 圖片 | 說明 |
1 | 能量管理係統 | Acrel-2000MG | | 內(nei) 部設備的數據采集與(yu) 監控,由通信管理機、工業(ye) 平板電腦、串口服務器、遙信模塊及相關(guan) 通信輔件組成。 數據采集、上傳(chuan) 及轉發至服務器及協同控製裝置 策略控製:計劃曲線、需量控製、削峰填穀、備用電源等 |
2 | 顯示器 | 25.1英寸液晶顯示器 | | 係統軟件顯示載體(ti) |
3 | UPS電源 | UPS2000-A-2-KTTS | | 為(wei) 監控主機提供後備電源 |
4 | 打印機 | HP108AA4 | | 用以打印操作記錄,參數修改記錄、參數越限、複限,係統事故,設備故障,保護運行等記錄,以召喚打印為(wei) 主要方式 |
5 | 音箱 | R19U | | 播放報警事件信息 |
6 | 工業(ye) 網絡交換機 | D-LINKDES-1016A16 | | 提供 16 口百兆工業(ye) 網絡交換機解決(jue) 了通信實時性、網絡安全性、本質安全與(yu) 安全防爆技術等技術問題 |
7 | GPS時鍾 | ATS1200GB | | 利用 gps 同步衛星信號,接收 1pps 和串口時間信息,將本地的時鍾和 gps 衛星上麵的時間進行同步 |
8 | 交流計量電表 | AMC96L-E4/KC | | 電力參數測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率,頻率、功率因數等)、複費率電能計量、 四象限電能計量、諧波分析以及電能監測和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU 協議:帶開關(guan) 量輸入和繼電器輸出可實現斷路器開關(guan) 的"遜信“和“遙控”的功能 |
9 | 直流計量電表 | PZ96L-DE | | 可測量直流係統中的電壓、電流、功率、正向與(yu) 反向電能。可帶 RS485 通訊接口、模擬量數據轉換、開關(guan) 量輸入/輸出等功能 |
10 | 電能質量監測 | APView500 | | 實時監測電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諾波等電能質量,記錄各類電能質量事件,定位擾動源。 |
11 | 防孤島裝置 | AM5SE-IS | | 防孤島保護裝置,當外部電網停電後斷開和電網連接 |
12 | 箱變測控裝置 | AM6-PWC | | 置針對光伏、風能、儲(chu) 能升壓變不同要求研發的集保護,測控,通訊一體(ti) 化裝置,具備保護、通信管理機功能、環網交換機功能的測控裝置 |
13 | 通信管理機 | ANet-2E851 | | 能夠根據不同的采集規的進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據果集匯總: 提供規約轉換、透明轉發、數據加密壓縮、數據轉換、邊緣計算等多項功能:實時多任務並行處理數據采集和數據轉發,可多鏈路上送平台據: |
14 | 串口服務器 | Aport | | *功能:轉換“輔助係統"的狀態數據,反饋到能量管理係統中。 1)空調的開關(guan) ,調溫,及完*斷電(二次開關(guan) 實現) 2)上傳(chuan) 配電櫃各個(ge) 空開信號 3)上傳(chuan) UPS 內(nei) 部電量信息等 4)接入電表、BSMU 等設備 |
15 | 遙信模塊 | ARTU-K16 | | 1)反饋各個(ge) 設備狀態,將相關(guan) 數據到串口服務器: 讀消防 VO信號,並轉發給到上層(關(guan) 機、事件上報等) 2)采集水浸傳(chuan) 感器信息,並轉發3)給到上層(水浸信號事件上報) 4)讀取門禁程傳(chuan) 感器信息,並轉發 |
6、結語
文章研究了儲(chu) 能係統在電源能量管理中的關(guan) 鍵技術問題,提出一種全生命周期視角下的多目標優(you) 化新策略。理論分析和算例驗證表明,優(you) 化後的儲(chu) 能係統可有效提升電源能量管理的經濟性和可靠性水平,為(wei) 新能源高滲透率下的電網靈活調控提供有力支撐。未來還需要進一步開展儲(chu) 能健康管理、多時間尺度協調優(you) 化等方麵的深入研究,促進儲(chu) 能技術與(yu) 電源能量管理的深度融合。
參考文獻
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