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摘要:當前,傳(chuan) 統的電網供電充電方式存在速度慢、高峰期負荷大等問題,無法滿足新能源汽車用戶的快速充電需求,已成為(wei) 製約新能源汽車大規模商用的瓶頸,因此設計一種快速、綠色、智能的新充電模式迫在眉睫。“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站通過集成光伏發電係統、儲(chu) 能係統和智能充電係統,可以實現快速便捷的綠色充電,確保充電站自主可靠運行,解決(jue) 新能源汽車充電難題,具有良好的經濟性和環境效益,對促進新能源汽車產(chan) 業(ye) 發展具有重大意義(yi) 。該文分析新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計方案,對該方案進行性能評估和試驗論證,從(cong) 而實現綠色環保的快速充電。
關(guan) 鍵詞:新能源汽車;光伏發電;儲(chu) 能係統;快速充電站
0引言
隨著新能源汽車的快速發展,充電設施建設不完善已經成為(wei) 製約新能源汽車大規模商用的主要原因。目前,新能源汽車充電設施主要依賴電網供電,存在充電速度慢、高峰期負荷大等問題,難以滿足用戶的快速充電需求。因此,設計一種快速、便捷、綠色的新能源汽車充電站十分必要。本文針對這一需求,設計一種“光儲(chu) 充”一體(ti) 化新能源汽車充電站方案。該方案通過將高效的光伏發電係統、大容量儲(chu) 能係統和智能充電係統有機結合,可實現充電站的自主供電和智能化控製,提供高效、便捷的快速充電服務。
1新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計方案
新能源汽車逐漸普及,對高效、便捷、綠色的充電設施需求不斷增加。“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站通過太陽能光伏板吸收太陽能,將其轉化為(wei) 電能進行儲(chu) 存,再通過快速充電樁為(wei) 新能源汽車提供充電服務。這種模式有利於(yu) 充分利用清潔能源,減少對傳(chuan) 統電網的依賴,降低能源消耗和減少環境汙染。此外,“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站還能夠加速新能源汽車的推廣應用,提高充電效率,緩解充電設施不足的問題,並為(wei) 用戶提供更為(wei) 便捷的充電體(ti) 驗,進一步促進新能源汽車行業(ye) 的可持續發展。
1.1總體(ti) 設計思路
新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站的總體(ti) 設計思路:係統集成光伏發電係統、儲(chu) 能係統和智能充電係統,從(cong) 而實現快速綠色充電和充電站獨立供電。其中,光伏發電係統選用高效的太陽能組件,並配套智能跟蹤係統、優(you) 化的並網係統及完善的運行維護體(ti) 係,可實現經濟環保的綠色發電;儲(chu) 能係統采用大容量、長使用壽命的鋰電池,配套智能BMS係統,可實現對電池的安全監控和優(you) 化管理;智能充電係統可實現對多路快速直流充電樁的統一監控和優(you) 化調度,以及用戶管理、計費等功能。這三大係統互為(wei) 支撐、兼容良好,可形成穩定、經濟、智能的一體(ti) 化充電解決(jue) 方案。該設計方案集技術、經濟、管理優(you) 化於(yu) 一體(ti) ,既能解決(jue) 電動汽車快速充電難題,也可實現充電站的獨立自主運行,是新能源汽車充電基礎設施建設的重要實踐路徑。也就是說,為(wei) 充電站配備大量的高效光伏組件,采用智能優(you) 化技術提高發電效率;設置大容量電池作為(wei) 儲(chu) 能係統,平滑光伏發電的間歇性;通過的電力電子設備和控製算法實現快速直流充電;搭建智能充電管理平台,對充電過程進行優(you) 化管理,提供充電預約、計費等功能服務。這樣,在白天光伏發電係統可為(wei) 新能源汽車充電,夜間和陰天則由電池提供電力以保障車輛正常運行,既可實現快速綠色充電,又能確保充電站的獨立自主供電。
1.2光伏發電係統設計
新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計方案中的光伏發電係統設計是一個(ge) 複雜的係統工程,需要考慮選用高效的太陽能電池、合理安排布局、建立智能化的跟蹤和控製係統等多個(ge) 方麵。
其一,工程師需要根據充電站位置的光照條件選擇轉換效率高、可靠性好的多晶矽或銅銦镓硒(CIGS)等光伏電池組件,以確保光伏發電係統具有較高的發電效率。其二,需采用計算機輔助工程軟件,對充電站場地陽光進行分析,確定安裝光伏組件的佳傾(qing) 角、行距和排距,以減少組件之間的相互遮擋對發電量的影響。其三,要考慮組件之間的通風設計,避免發電效率受高溫的負麵影響。還需建立自動化或數字化的太陽能跟蹤係統,實現光伏組件的定時或實時向陽跟蹤,進一步提升發電效率。其四,要搭建智能化的監控係統,對光伏發電係統的工作參數進行遠程監測,並確保其能實現故障預警、自動報警等功能,保證係統的持續高效運行。通過科學的係統規劃設計和智能化的運行維護,光伏發電係統可以為(wei) 充電站提供經濟、穩定、綠色的電力支撐,使整個(ge) 充電站實現自主化供電。
1.3儲(chu) 能係統設計
在新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計中,儲(chu) 能係統設計尤為(wei) 關(guan) 鍵。
“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站可將太陽能光伏板產(chan) 生的電能進行儲(chu) 存,因此需要一個(ge) 可靠的儲(chu) 能係統來保證充電站能夠全天候提供穩定的電能。儲(chu) 能係統需要具備高效的充放電轉換率和較大的儲(chu) 能容量,以滿足白天的太陽能收集和晚上的充電需求。同時,儲(chu) 能係統還需要具備可靠的安全性能,能夠應對各種突發情況,從(cong) 而確保充電站的持續運行和滿足用戶的充電需求。
在儲(chu) 能係統設計中,需要兼顧係統的智能化和可持續性。可以通過智能充放電控製係統實現對儲(chu) 能係統的管理,根據電網和充電需求實時調整儲(chu) 能係統的運行狀態,提高能源利用效率。此外,為(wei) 了確保儲(chu) 能係統的可持續性,需要考慮儲(chu) 能設備的使用壽命和回收利用。因此,在設計儲(chu) 能係統時需要選擇高質量、長循環壽命的電池組件,並考慮到電池組件的可持續利用和回收問題,以減少資源浪費,實現綠色環保的目標。
1.4智能充電係統設計
新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計方案中的智能充電係統,是實現快速智能化充電管理的關(guan) 鍵所在。該係統需要具備的充電控製算法,通過監控電池電壓、電流、溫度等參數,優(you) 化控製充電過程,實現快速充電。同時,需配置高功率的直流快速充電樁,並支持其對多輛新能源汽車同時快速充電。在智能充電係統設計中,還需建立的充電負荷預測模型,並根據光伏發電量和儲(chu) 能係統容量進行科學調度,實現充電負荷的平滑化,避免係統超載。此外,需要搭建包含充電樁、車載係統及控製係統的充電站通信網絡,實現對充電過程的實時監控和管理,保障充電效率與(yu) 安全。還可對用戶充電需求進行分析與(yu) 預測,進而實現充電預約、優(you) 先充電等差異化智能調度服務,並建立用戶注冊(ce) 付費係統,提供充電賬單和繳費服務。
智能充電係統承擔對充電站所有資源進行科學管理與(yu) 優(you) 化配置的重任,既是實現快速、便捷、經濟充電服務的關(guan) 鍵所在,也是提升充電站整體(ti) 智能化運營水平的重要組成部分。
2新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計方案性能評估
在實施新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計方案時,需要對其進行性能評估,重點從(cong) 技術指標評估、經濟效益評估兩(liang) 個(ge) 方麵進行,以評估其性能優(you) 劣。這對於(yu) 進一步優(you) 化設計方案,確保實現技術進步和經濟效益大化具有重要意義(yi) 。同時,也可以為(wei) 該設計方案的實際應用提供參考依據。
2.1技術指標評估
在新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計方案的性能評估中,技術指標評估是衡量充電站整體(ti) 性能的關(guan) 鍵。光伏發電係統性能指標的評估,是通過測量光伏板的轉換效率、輸出功率穩定性、溫度係數、衰減率等參數來進行的。轉換效率直接關(guan) 係每平方米光伏板能產(chan) 生多少電力,是評估光伏板質量的直觀指標;輸出功率穩定性則反映了光伏發電係統在不同日照條件下的發電能力是否穩定,這對於(yu) 保證充電站的持續穩定供電至關(guan) 重要;溫度係數是評價(jia) 光伏板在不同溫度下性能變化的指標,會(hui) 影響光伏板在實際環境中的發電效率;衰減率是指光伏板隨著使用時間增加效率下降的速度,是評估光伏板長期使用價(jia) 值的重要參數。
儲(chu) 能係統性能指標評估還涉及其容量、充放電效率、循環壽命及整體(ti) 穩定性。儲(chu) 能係統的容量決(jue) 定了充電站能夠儲(chu) 存多少電力,是保證在光伏發電不足時仍能滿足充電需求的基礎;充放電效率是評價(jia) 電能在儲(chu) 存和釋放過程中損耗程度的重要參數,直接關(guan) 係係統的能源利用率;循環壽命反映了儲(chu) 能設備可以經受多少次充放電循環後仍能保持一定容量,是判斷儲(chu) 能係統經濟性和可靠性的關(guan) 鍵指標;係統的整體(ti) 穩定性包括儲(chu) 能係統在長期運行過程中的安全性和環境適應能力,旨在保證充電站在各種環境下都能安全穩定地工作。
2.2技術經濟性評估
新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計方案中的技術經濟性評估主要體(ti) 現在技術評估和經濟性評估兩(liang) 個(ge) 方麵。
一,技術評估。“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站采用太陽能光伏發電係統與(yu) 電池儲(chu) 能係統相結合的方案,可實現清潔能源的發電和儲(chu) 能,供給新能源汽車充電使用。在技術評估方麵,需要對光伏發電係統和儲(chu) 能係統的性能進行評估。光伏發電係統的評估指標包括太陽能電池板的轉換效率、陣列布局設計、麵積利用率等;儲(chu) 能係統的評估指標包括電池的能量密度、循環壽命、充放電效率等。
二,經濟性評估。在經濟性評估方麵,需要考慮“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站的建設和運營成本,以及其與(yu) 傳(chuan) 統充電站的對比。建設成本包括光伏發電係統和儲(chu) 能係統的投資成本,以及充電設施和配套設備的成本;運營成本包括電力購買(mai) 成本、設備維護成本等[6]。與(yu) 傳(chuan) 統充電站相比,“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站可以降低對傳(chuan) 統電網的依賴,減少能源購買(mai) 成本,同時還可以通過銷售多餘(yu) 的電力回收一部分投資。
3新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計方案試驗論證
在構建好新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計方案後,需要通過試驗對其進行具體(ti) 分析。但考慮到充電站實地建設難度較大,所以主要從(cong) 技術可行性和經濟可行性兩(liang) 個(ge) 層麵對其進行詳細論證,以驗證該新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計方案的可行性,為(wei) 其推廣應用提供決(jue) 策依據。
一是技術可行性論證。工程師可通過計算機建模進行仿真試驗,驗證該充電站設計的關(guan) 鍵技術指標。例如,在仿真試驗係統中建立“光儲(chu) 充”充電站,該站采用60kW的分布式光伏發電係統、100kW·h的鋰電池儲(chu) 能係統,支持6個(ge) 120kW的快速直流充電樁。仿真試驗結果表明:該充電站可滿足日均充電服務2000車次的需求,大輸出功率可達600kW,儲(chu) 能係統可確保夜間23時至次日7時實現正常充電,儲(chu) 能效率在90%以上,驗證了充電站的獨立供電和快速充電的技術可行性。
二是經濟可行性論證。通過對當前市場情況進行調查和分析,對充電站進行成本收益評估得出:單個(ge) 充電站設備投資約為(wei) 150萬(wan) 元,投資回收期約為(wei) 5.5年,投資內(nei) 部收益率在10%以上。由此可知,該方案具有良好的經濟可行性。
4Acrel-2000MG充電站微電網能量管理係統
4.1平台概述
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) 能係統以及充電站的接入,*進行數據采集分析,直接監視光伏、風能、儲(chu) 能係統、充電站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平台適用場合
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。
4.3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。
5.1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,實時監測光伏、風電、儲(chu) 能、充電站等各回路電壓、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:相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數、頻率、有功/無功電度、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、充電站及總體(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1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、充電站信息、通訊狀況及一些統計列表等。
5.1.1光伏界麵
圖2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。
5.1.2儲(chu) 能界麵
圖3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4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5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6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7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8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9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10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11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,並展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應的位置。
5.1.3風電界麵
圖12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。
5.1.4充電站界麵
圖13充電站界麵
本界麵用來展示對充電站係統信息,主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費用,變化曲線、各個(ge) 充電站的運行數據等。
5.1.5視頻監控界麵
圖14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。
5.1.6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15光伏預測界麵
5.1.7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、防逆流、有序充電、動態擴容等。
具體(ti) 策略根據項目實際情況(如儲(chu) 能櫃數量、負載功率、光伏係統能力等)進行接口適配和策略調整,同時支持定製化需求。
圖16策略配置界麵
5.1.8運行報表
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、尖峰平穀時段電量等。
圖17運行報表
5.1.9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18實時告警
5.1.10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19曆史事件查詢
5.1.11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*和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*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、*值、*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20微電網係統電能質量界麵
5.1.12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21遙控功能
5.1.13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。
圖22曲線查詢
5.1.14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) 各配電節點的發電、用電、充放電情況,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23統計報表
5.1.15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24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。
5.1.16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。
圖25通信管理
5.1.17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。
圖26用戶權限
5.1.18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。
圖27故障錄波
5.1.19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隨意修改。
5.2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*全斷電(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結束語
在新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計中,應用光伏發電和儲(chu) 能技術,構建智能充電管理係統,可實現快速便捷的綠色充電,確保充電站的自主可靠運行。與(yu) 傳(chuan) 統充電模式相比,該充電站設計方案具有良好的技術經濟性,電價(jia) 優(you) 勢明顯,投資回收期短,綜合效益好,可有效解決(jue) 當前新能源汽車充電不便的問題,推動新能源汽車的廣泛應用。總體(ti) 來看,該新能源汽車“光儲(chu) 充”一體(ti) 化充電站設計方案是當前新能源汽車充電設施建設的重要選擇之一,對充電站的建設具有重要的指導意義(yi) 。未來,還需開展深入研究,推動該充電站設計方案的實際應用,從(cong) 而為(wei) 我國新能源汽車產(chan) 業(ye) 的發展提供有力支撐。
【參考文獻】
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【3】陳一帆,王清華,龍澤鏈,等.風-光-電混合驅動的分布式新能源汽車充電基站的設計研究[J].西部交通科技,2022(9):183-186.
【4】hth下载地址高校綜合能效解決(jue) 方案2022.5版.
【5】hth下载地址企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) 2022.05版.