淺談“雙碳”目標下民用建築用戶側儲能微電網能量管理係統應用展望與策略

hth下载地址 陳聰

摘要：探索“雙碳”目標下民用建築用戶側(ce) 儲(chu) 能應用前景和應用策略，分析建築用戶側(ce) 儲(chu) 能安全性等問題，探討建築光儲(chu) 直柔、儲(chu) 能創新技術的推廣應用，並提出利用用戶側(ce) 儲(chu) 能構建多樣性自備電源的策略。

關(guan) 鍵詞：“雙碳”目標；用戶側(ce) 儲(chu) 能；應用前景；應用策略；儲(chu) 能安全；光儲(chu) 直柔；自備電源；能源耦合

0引言

2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和，是中國為(wei) 應對全球氣候變化而作出的莊嚴(yan) 承諾，也是2035遠景目標綱要和“十四五”時期經濟社會(hui) 發展的主要目標之一。我國碳排放主要來源於(yu) 電力、建築、工業(ye) 生產(chan) 等領域，其中電力占比大，約2/5左右，其次是建築領域，占比超1/5。建築領域大的碳排放源是建築用電和用熱產(chan) 生的間接碳排放，約占我國碳排放總量的17%。因此，探索和研究建築領域的降碳理念及實施路徑，是非常重要的。

近些年，圍繞“雙碳”目標，地方相關(guan) 政策頻出，相關(guan) 行業(ye) 從(cong) 業(ye) 人員也致力於(yu) 不斷創新和研發，從(cong) 理念、技術等各方麵，積極推動綠色低碳生產(chan) 生活方式的轉變和變革。其中，用戶側(ce) 儲(chu) 能作為(wei) 一種新興(xing) 的能源技術，其理念已被廣泛接受和認可，正在成為(wei) 未來能源係統的重要組成部分，在平滑電網負荷和調峰填穀、節約能源成本、提高供電可靠性、可持續能源利用和碳減排等方麵發揮重要作用，具有廣闊的應用前景和發展潛力。

1民用建築用戶側(ce) 儲(chu) 能的應用前景展望

未來的供配電係統中，儲(chu) 能是智能電網、可再生能源高占比能源係統、“互聯網+”智慧能源的重要組成部分和關(guan) 鍵支撐技術。儲(chu) 能技術主要有物理儲(chu) 能（包括抽水蓄能、壓縮空氣蓄能和飛輪儲(chu) 能等）和電化學儲(chu) 能（主要包括鋰電池儲(chu) 能、鉛蓄電池儲(chu) 能和液流電池儲(chu) 能）。物理儲(chu) 能建設需要一定的自然條件，受地理條件製約，建設周期較長。目前，大規模儲(chu) 能技術中隻有抽水蓄能技術相對成熟，用於(yu) 電網側(ce) 。電化學儲(chu) 能技術相對成熟，應用空間廣泛，未來有可能成為(wei) 具發展前景的儲(chu) 能技術路線。其中電池儲(chu) 能技術具有響應速度快、效率高及對安裝維護要求低等優(you) 點。從(cong) 技術特點考慮，鋰電池具有存儲(chu) 密度高、循環特性好、響應速度快等優(you) 點，是電化學儲(chu) 能中的絕對主力和發展方向，適合於(yu) 用戶側(ce) 儲(chu) 能。

目前，用戶側(ce) 儲(chu) 能進一步發展和推廣應用尚缺少標準體(ti) 係的支撐，以及政策方麵的支持等，在具體(ti) 實踐應用中，還存在諸多問題和不確定性，主要體(ti) 現在以下幾個(ge) 方麵：

a.標準問題。目前還未出台針對用戶側(ce) 儲(chu) 能建設統一認定的相關(guan) 規範，儲(chu) 能係統建設規模沒有確定的經濟量化指標。一段時間以來，民用建築用戶側(ce) 儲(chu) 能項目基本都是在試點過程，若要大規模推廣儲(chu) 能，還須出台新的政策和標準去指導用戶側(ce) 儲(chu) 能項目的落地實施。

b.政策問題。相關(guan) 政策對鼓勵發展用戶側(ce) 儲(chu) 能提供了有利條件，如發展改革委、能源局印發的發改能源〔2022〕209號《“十四五”新型儲(chu) 能發展實施方案》指出，要“聚焦新型儲(chu) 能在電源側(ce) 、電網側(ce) 、用戶側(ce) 各類應用場景；實現用戶側(ce) 新型儲(chu) 能靈活多樣發展”；在發改能源規〔2021〕1051號《加快推動新型儲(chu) 能發展的指導意見》指出，要“積極支持用戶側(ce) 儲(chu) 能多元化發展”。然而，當前用戶側(ce) 儲(chu) 能的成本還比較高，激勵用戶側(ce) 儲(chu) 能發展政策性支持和補貼力度還不夠。世界範圍內(nei) ，發展清潔能源的在經過了裝機容量爆炸式增長後，均製定了一係列激勵儲(chu) 能發展的政策。如美國的自發電激勵計劃（自2011年9月起，以2美元/W對獨立的儲(chu) 能係統進行補貼）、德國的小型戶用光伏儲(chu) 能投資補貼計劃（自2013年政策發布起，為(wei) 功率30kW以下、與(yu) 戶用光伏配套的儲(chu) 能係統提供30%的安裝補貼）等。

c.管理問題。用戶側(ce) 儲(chu) 能容量的增大，將會(hui) 對電網的調度帶來新的變革和挑戰，其發展離不開電網的支持和參與(yu) ，麵對以低碳、新能源發展為(wei) 特征的能源電力轉型，電力體(ti) 製改革需創新突破，尤其是對電網作用和功能的認識。運用電力需求響應技術，充分整合和調配用戶側(ce) 儲(chu) 能，可以在保證電網穩定運行的同時，實現經濟效益優(you) 化。

d.安全問題。電化學儲(chu) 能係統存在火災、爆炸、化學風險、電氣風險等安全隱患，安全性問題是製約其發展的一個(ge) 重要因素，尤其是應用在建築室內(nei) 場所。現階段針對儲(chu) 能係統已有部分消防措施，且業(ye) 內(nei) 專(zhuan) 家認為(wei) 鋰電池的安全性在技術上是可以解決(jue) 的，技術發展的空間仍存在。目前規模較大的用戶側(ce) 儲(chu) 能以采用集裝箱式鋰電池儲(chu) 能裝置設置於(yu) 建築室外場地的做法為(wei) 主，鮮有設置在建築內(nei) 部的場景。據了解，上海招商銀行大廈於(yu) 大樓地下一層庫房設置了1MW/2.56MWh磷酸鐵鋰電池儲(chu) 能係統，該項目是上海市商業(ye) 化應用樓宇用戶側(ce) 儲(chu) 能項目；北京朝陽區姚家園華潤商業(ye) 項目於(yu) 大樓地下一層庫房設置了500kW/2000kWh磷酸鐵鋰電池儲(chu) 能係統，儲(chu) 能電池倉(cang) 靠外牆和汽車坡道側(ce) 放置。

2建築儲(chu) 能的安全性

上述幾個(ge) 方麵中，建築儲(chu) 能的安全性是尤為(wei) 需要關(guan) 注的，它也是製約用戶側(ce) 儲(chu) 能在民用建築中推廣應用的主要因素之一，尤其是在建築物內(nei) 部的應用。從(cong) 鋰電池大規模產(chan) 業(ye) 化伊始，安全性便成了與(yu) 之相伴的焦點話題。由於(yu) 鋰電池的電極材料以及電解質均較為(wei) 易燃，當內(nei) 部反應積聚的熱量不能及時散失時，熱失控現象的出現便容易引發電池安全事故。北京豐(feng) 台區“4·16”較大火災事故直接原因就是電池間內(nei) 的磷酸鐵鋰電池發生內(nei) 短路故障引發電池熱失控起火。近些年韓國發生的30多起電池儲(chu) 能電站著火事件，也給我國儲(chu) 能行業(ye) 安全發展敲響了警鍾。雖然我國儲(chu) 能裝機容量在近些年得到了大幅增長，但目前仍缺乏相關(guan) 的安全標準文件，因此，亟待相關(guan) 規劃、設計、施工、檢測、產(chan) 品、運維等標準盡快出台。

縱觀世界範圍內(nei) 儲(chu) 能相關(guan) 安全標準，由美國消防協會(hui) 製定的NFPA855-2023《StandardfortheInstallationofStationaryEnergyStorageSystems》相對係統和全麵，該標準早發布於(yu) 2019年秋季，據稱是全麵的儲(chu) 能係統安裝防火標準。該標準明確了基於(yu) 儲(chu) 能係統所使用的儲(chu) 能技術，儲(chu) 能係統安裝、尺寸、隔離及滅火和控製係統的要求。對不同類型儲(chu) 能的大儲(chu) 能容量值也有明確要求（鋰電池大安裝容量不得超過600kWh，如表1所示）。同時該標準還規定：儲(chu) 能係統每組儲(chu) 能容量大為(wei) 50kWh，每組之間間距以及與(yu) 牆的距離均不得小於(yu) 0.9m；包含儲(chu) 能係統的房間應具有至少2h耐火等級的防火屏障並與(yu) 建築物的其他區域分隔開等措施。另外，還重點對儲(chu) 能係統的排氣通風、火災探測、火災控製、爆炸控製以及噴淋係統、撲救措施等作了細致規定。國內(nei) 已經發布的儲(chu) 能安全標準還較少，該標準也許可提供一些參考借鑒。

根據鋰電池特點，結合建築安全，以及參考相關(guan) 標準要求，建築設置儲(chu) 能係統建議重點做好以下幾個(ge) 方麵：

a.慎選設置位置場所。如參考NFPA855-2023

表1儲(chu) 能係統大儲(chu) 存容量

Tab.1Maximumstoredenergyofenergystorage

systems（ESS）

要求：室內(nei) 儲(chu) 能裝置所在樓層高度不得高於(yu) 22.8m、不得低於(yu) 安全出口場地完成麵以下9.14m；室外距離建築、公共通道等不得少於(yu) 1.524m，離安全出口不得小於(yu) 3.048m等。這些都是基於(yu) 美國消防車通道救援和安全疏散角度來要求的，具體(ti) 可結合我國建築防火要求來規定。

b.做好建築空間防火。如參考NFPA855-2023要求：防火牆至少2h防火性能、與(yu) 其他機房分隔等。

c.合理設置儲(chu) 能裝置。如參考NFPA855-2023要求：單個(ge) 防火區域內(nei) 大安裝容量不超過600kWh、單個(ge) 機櫃容量不超過50kWh、機櫃間距不小於(yu) 0.9m等。

d.儲(chu) 能單元智能監控。監測及分析電池工作狀態和工作環境，主動對電池係統進行保護，及時停止充放電動作，以保證係統安全。

e.配備完善消防措施。排氣通風、火災探測、火災控製、爆炸控製以及噴淋係統、撲救措施等。

f.嚴(yan) 格把控產(chan) 品選型。通過高規格檢測測試，如UL9540、UL9540A、TÜVSÜD南德認證等。

關(guan) 於(yu) 檢測標準，UL9540《能量儲(chu) 存係統和組件的安全標準》和UL9540A《電池儲(chu) 能係統熱失控擴散評估測試方法》是兩(liang) 個(ge) **行業(ye) 影響力的電池能量儲(chu) 存係統安全性標準。UL9540是全球儲(chu) 能係統和設備安全標準，也是當下儲(chu) 能係統的高安全標準。測試類目繁多，條件苛刻，被北美多個(ge) 授權為(wei) 級安全標準。適用於(yu) 包括電化學、機械和熱能的各種類型能量儲(chu) 存係統，評估集成到儲(chu) 能係統中不同組件的兼容性和安全性，不針對構成儲(chu) 能係統的單個(ge) 部件/組件。UL9540A是儲(chu) 能電池具*的熱失控防護測試之一，側(ce) 重於(yu) 係統組件的安全性能評估和應對故障情況的要求，其測試報告主要從(cong) 電芯（電芯是否熱失控）、模塊（熱失控在模塊內(nei) 部擴散的傾(qing) 向，並可能蔓延到其他相鄰機櫃的情況）、機櫃（熱失控是否在整個(ge) 機櫃內(nei) 蔓延）、安裝（消防係統的有效性）4個(ge) 層級測試對儲(chu) 能係統熱失控蔓延的情況進行評估。

3 積極推動建築光儲(chu) 直柔應用落地

今天，光儲(chu) 直柔（Photovoltaics，Energystorage，DirectcurrentandFlexibility，PEDF）已不是一個(ge) 陌生的概念，它是指通過光伏等可再生能源發電、儲(chu) 能、直流配電和柔性用能來構建適應碳中和目標需求的新型建築配電係統（或稱建築能源係統），如圖1所示。國發〔2021〕23號《國務院關(guan) 於(yu) 印發2030年前碳達峰行動

圖1建築光儲(chu) 直柔配電係統圖

方案的通知》明確提出：提高建築終端電氣化水平，建設集光伏發電、儲(chu) 能、直流配電、柔性用電於(yu) 一體(ti) 的“光儲(chu) 直柔”建築。可以說，光儲(chu) 直柔是“雙碳”目標、能源政策的必然產(chan) 物，也是重要的技術支撐。光儲(chu) 直柔係統的終目的是柔性用電，使建築用電由剛性負載轉變為(wei) 柔性負載，其中用戶側(ce) 儲(chu) 能係統用於(yu) 終端用戶側(ce) （如商業(ye) 樓宇、工業(ye) 園區等）存儲(chu) 和管理電力，是其重要組成部分，發揮著關(guan) 鍵作用。

目前，已有一些建築中開展了“光儲(chu) 直柔”係統的應用探索，如金磚新開發銀行總部（係統配置容量為(wei) 86kW的光伏發電，126kWh的鉛酸電池儲(chu) 能係統，應用直流配電係統供重要樓層照明）、深圳建科院未來大廈（係統配置容量為(wei) 150kW的光伏發電，300kWh電池儲(chu) 能係統，應用直流配電係統，直流負載容量達到388kW）、清華大學建築節能樓（係統配置容量為(wei) 20kW的光伏發電，3組6.6kWh的鈦酸鋰電池儲(chu) 能，應用直流配電係統）等。然而，目前的這些應用案例中，儲(chu) 能規模還較小，應用場景相對單一，未來對於(yu) 如何在大體(ti) 量、多場景建築中構建合理的光儲(chu) 直柔係統還需進一步探索和研究。

4 應用用戶側(ce) 儲(chu) 能構建多樣性自備電源之策略

隨著對儲(chu) 能的政策支持，以及製約其大規模應用的儲(chu) 能安全性、經濟性等問題得到逐步解決(jue) 後，應用用戶側(ce) 儲(chu) 能可以在建築內(nei) 打造更多應用場景，如作為(wei) 建築自備電源。當前，建築中常見的自備電源有：獨立於(yu) 正常電源的發電機組、蓄電池組（EPS、UPS）、幹電池等，具體(ti) 根據用電負荷的容量、允許中斷供電的時間以及要求的電源為(wei) 交流或直流等條件來確定。在儲(chu) 能技術發展的今天，構建建築自備電源就有了多種選擇，可以是傳(chuan) 統的柴油發電機，也可以是“柴油發電機+儲(chu) 能”多能混合的模式，還可以是純儲(chu) 能的模式，具體(ti) 結合工程實際情況進行經濟性、合理性分析而定。

4.1儲(chu) 能裝置與(yu) 柴油發電機組合模式

儲(chu) 能與(yu) 柴油發電機組合的方式在建築領域應用中很常見（如UPS+柴油發電機的組合），但這種模式下，UPS儲(chu) 能裝置主要承擔的任務是柴油發電機啟動階段的過渡，一般在柴油發電機啟動成功後退出供電。這裏要探討的是利用鋰電池等裝機容量較大、持續供電時間較長的新型用戶側(ce) 儲(chu) 能裝置。

實際上，這種方式已經被廣泛應用於(yu) 一些地區的離網和獨立微網係統（指與(yu) 大電網隔離、獨立運行的小型電力係統）中，如供電條件較差的偏遠地區或者海島等。係統充分利用可再生能源發電，如風力發電、光伏發電等。為(wei) 了有效提高獨立微網係統的供電可靠性，需要在係統中配置柴油發電機，可再生能源不能提供足夠的電能以及儲(chu) 能容量過低無法滿足負荷的情況下，啟動柴油發電機為(wei) 係統提供額外的電能支持。當然，當儲(chu) 能係統容量在正常運行範圍內(nei) 時，也可以與(yu) 風力發電、光伏發電一起為(wei) 負荷供電。當柴油發電機開啟時，可以選擇將儲(chu) 能係統退出運行，也可以盡量將柴油發電機運行在額定功率下，多餘(yu) 功率給電池充電。為(wei) 了實現一定的經濟效益，獨立微網係統中的柴油發電機可采用多台相對小容量的機組，根據負荷實際需求，協調控製開啟一台或者多台柴油發電機組，使單台柴油發電機處在佳經濟運行狀態。

對於(yu) 多能混合一體(ti) 的供電係統，需要結合實際情況選擇合適的儲(chu) 能設備和發電機組，並進行科學合理的係統設計和運行管理。

4.2儲(chu) 能裝置替代柴油發電機的可行性

在安全性、可靠性、經濟性等得到保障的前提下，民用建築采用大規模儲(chu) 能裝置用以替代柴油發電機將成為(wei) 一種可能。在儲(chu) 能替代柴油發電機的應用中，基於(yu) 儲(chu) 能技術的運用，通過將電能儲(chu) 存起來並在需要時釋放出來以替代傳(chuan) 統的柴油發電機發電時間長等問題。據報道，2023年高考期間江蘇通州高級中學等高考保點就采用了儲(chu) 能設備作為(wei) 臨(lin) 時後備電源保障的方式，以保障考場內(nei) 照明、英語聽力等用電設備的不間斷供電。

5 Acrel-2000MG微電網能量管理係統

5.1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。

5.2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

5.3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。

5.4型號說明

3.5.5係統配置

5.5.1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

5.6係統功能

5.6.1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。

5.6.1.1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。

5.6.1.2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。

5.6.1.3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。

5.6.1.4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。

5.6.1.5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

5.6.1.6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

5.6.2運行報表

應能查詢各子係統、回路或設備指*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

5.6.3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

5.6.4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

5.6.5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

5.6.7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

5.6.8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。

5.6.9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

5.6.9.1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。

5.6.9.2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。

5.6.9.3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。

5.6.9.4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。

5.6.9.5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

6硬件及其配套產品

7結語

毋庸置疑，通過對光儲(chu) 微電網混合係統控製策略及開關(guan) 優(you) 化方麵的分析，能夠合理的選擇出額定功率和額定容量的配置，從(cong) 而保障微電網的經濟運行。

“雙碳”目標將推動整個(ge) 能源係統的低碳發展，儲(chu) 能技術的應用使建築能源係統的構建模式也將更具多樣性和靈活性，將在降低裝機容量配置、避免電力增容、削峰填穀、有效解決(jue) 可再生能源消納難、提高供電可靠性、促進碳減排提升社會(hui) 效益等方麵發揮重要作用。

本文主要探討的是用戶側(ce) 電化學儲(chu) 能，而實際上儲(chu) 能的概念更加寬泛，它是儲(chu) 電、儲(chu) 熱、儲(chu) 氣等的綜合，不局限於(yu) 化學電池儲(chu) 能等方式。建築內(nei) 可利用的各類具有儲(chu) 能/蓄能能力的設備設施都可以作為(wei) 儲(chu) 能資源，如水蓄冷、冰蓄冷等，均是常見的可實現電力移峰填穀的技術手段。在此基礎上，還可通過能源基礎設施耦合建設，如水蓄冷係統利用建築消防水池蓄冷，既節省土建費用，提升空間集約利用水平，也可節省消防水池維護和消防水質保持費用，進一步降低成本。

文中是筆者結合工程應用實踐以及對儲(chu) 能相關(guan) 知識的學習(xi) 和研究提出的一些民用建築用戶側(ce) 儲(chu) 能應用展望與(yu) 應用策略，部分未經工程實踐驗證，尚不成熟，權作拋磚引玉，希望能給讀者帶來一些啟發。

參考文獻

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