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光儲充微電網能量管理係統控製策略研究及並網分析

更新時間:2024-09-06      瀏覽次數:417

摘要:為(wei) 全麵落實我國能源革命戰略,實現可持續發展,現加大對可再生能源和新能源研發力度,實現其全麵發展,以此來達到碳達峰、碳中和的戰略目標。所以,在此背景下,光伏發電的重要性日益凸顯,但是針對電網內(nei) 部高效調度缺失以及管理力度不強等問題需要著重關(guan) 注,並製定高效控製措施,隻有這樣才能有效解決(jue) 電力調峰錯穀、係統穩定性問題。為(wei) 了有針對性的緩解大規模光伏發電在接入電網時所造成的各種問題,可以嚐試科學使用儲(chu) 能技術,減少新能源並網造成的負麵影響以及運行壓力,從(cong) 而強化控製係統經濟性,實現質量和效率的全麵提高。本文主要針對光伏儲(chu) 能係統控製策略及並網思考展開研究分析。

關(guan) 鍵詞:光伏儲(chu) 能係統;控製措施;並網思考

  1. 引言

近幾年,我國對於(yu) 分布式能源以及微電網發展的重視程度越來越高,而其中占據主要地位的就是光伏係統、儲(chu) 能技術應用,這也逐漸成為(wei) 保障現代電力能源供應可靠性、促進新能源消納、減少環境汙染的有效措施之一。而針對當代社會(hui) 對光伏儲(chu) 能控製係統重視程度的提高,我國新能源領域專(zhuan) 業(ye) 學者對其發展前景、應用價(jia) 值、係統性能等多層麵都進行了詳細的研究分析。同時也著重凸顯出了光伏、儲(chu) 能應用價(jia) 值以及商業(ye) 模式的實際應用效果,這對於(yu) 後期實現項目科學規劃建設,保障其經濟性發展以及光伏儲(chu) 能控製係統質量的提高都有著非常大的戰略意義(yi) 。

而對於(yu) 當前開展的各項研究可以看出,對於(yu) 聯合發電係統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對新能源儲(chu) 能量的完善與(yu) 優(you) 化;然後就是要根據新能源出力典型場景進行綜合考慮,根據其概率分布做好能源係統中儲(chu) 能控製體(ti) 係的科學合理配置。除此之外,要明確儲(chu) 能係統配置和規劃問題有直接關(guan) 聯,同時還與(yu) 短期運行有著密不可分的關(guan) 係,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(chu) 能、新能源進行綜合建模,掌握其對儲(chu) 能規劃都有哪些影響,然後構建出高效解決(jue) 措施來科學配置儲(chu) 能。

1、光伏儲(chu) 能係統控製策略分析

針對光伏發電係統的能量儲(chu) 存管理工作分析,其中主要工作重點的就是儲(chu) 能設備的充電、放電控製、逆變器處並網功率控製幾個(ge) 節點,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(chu) 能係統控製效益可以看出,此體(ti) 係的存在可以充分且全麵的解決(jue) 電網消納問題,期間還能借助輸出和輸入兩(liang) 側(ce) 的功率平衡來實現電能係統運行的穩定性;再加上儲(chu) 能係統裝備的*特優(you) 勢,不僅(jin) 能在惡劣環境下正常供電,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,以此來提高電網運行的可靠性和安全性。

1.1選取高效儲(chu) 能係統設備

在選擇儲(chu) 能設備方麵,需要針對不同儲(chu) 能需求以及各種儲(chu) 能技術來展開工作,關(guan) 鍵點就是光伏技術主體(ti) 層麵,儲(chu) 能技術在細節上主要包括高能量密度儲(chu) 能技術、高功率密度儲(chu) 能技術兩(liang) 種。

高能量密度儲(chu) 能:涵蓋磁儲(chu) 能技術、機械能技術、電能技術,而與(yu) 上麵三個(ge) 對應的分別是超導儲(chu) 能設備、飛輪儲(chu) 能設備、超級電容器儲(chu) 能設備;

高功率密度儲(chu) 能:涵蓋電化學技術、化學技術,而其中使用儲(chu) 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(ti) 電池等,且氫電池是關(guan) 鍵的儲(chu) 能設備。對此,怎樣選擇合適度較高且實用性較強額的儲(chu) 能設備,關(guan) 鍵節點就在於(yu) 可以不斷的根據設備性質、儲(chu) 能設備能效等方麵進行決(jue) 定,而緊接著還需要不同條件因素,每個(ge) 儲(chu) 能設備能量特點、功率等詳細參數來賦予其權值,後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(chu) 能效益較高的設備。

1.2儲(chu) 能係統設備充放電控製

SC與(yu) 蓄電池混合設備,主要是利用DC/DC雙向變換器之後,與(yu) 直流母線進行關(guan) 聯,所以在研究分析方麵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(yu) 衝(chong) 擊電流,以此來實現使用壽命的提高,同時還可以維持直流母線處的功率穩定以及電壓平衡。

SC與(yu) 蓄電池混合設備在與(yu) 直流母線進行連接時,可以采用被動控製、半主動控製、主動控製三種方式。被動控製方式的主要連接方式是直接把混合儲(chu) 能設備連接到直流母線位置上,這樣能降低電能儲(chu) 能設備安裝難度及成本,但是功率難以有效控製,發展前景並不樂(le) 觀;主動控製方式是SC與(yu) 蓄電池混合設備需要分別經過DC/DC雙向變換器,然後與(yu) 直流母線進行連接,實現對設備的實際功率控製,這種控製方式設備安裝及運行成本高;半主動控製方式,是將SC與(yu) 蓄電池混合設備按照兩(liang) 種方式進行連接,安裝過程中有效的避免了以上兩(liang) 種方式所衍生出的缺點,盡可能融合其優(you) 點,但是還是存在一些問題。所以,針對光伏儲(chu) 能係統控製措施方麵,可以選擇主動控製的方式來強化儲(chu) 能設備功率,保障其優(you) 化的控製。

1.3利用規則控製器進行管理

對於(yu) 怎樣利用規則控製器進行管理,主要操作方式就是將直流母線的功率差額輸入到規則控製器當中,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範要求,在超級電容器與(yu) 蓄電池中做好低頻部分的分配工作。在整個(ge) 工作流程期間,儲(chu) 能設備的功率平衡會(hui) 不時的出現高頻份量處理,因此要把超級電容器介入其中,從(cong) 而促使兩(liang) 者實現平衡。此文獻也對於(yu) 處在控製期間的FLC作出了詳細的定向分析,同時結合光伏並網中具體(ti) 高效的功率控製措施進行了更加深入的研究,但是對於(yu) 像能量控製、儲(chu) 能設備充放電控製、逆變器控製這幾個(ge) 層麵,還是要結合實際,落實基本標準,不僅(jin) 要保障電容器的正常運行以外,關(guan) 鍵的還是要滿足電力需求。

1.4逆變器處並網功率控製措施

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並網的控製方式。因此,單從(cong) 逆變器角度來說,不僅(jin) 要滿足工作需求,關(guan) 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(cong) 工作重心方麵分析,主要節點並不是針對逆變器功率因素調節方麵。而關(guan) 鍵在於(yu) ,利用雙環P1的控製方式對逆變器進行控製,但對於(yu) 內(nei) 部層麵的控製,重點還是在並網點電流電能控製、直流母線電壓的穩定控製方麵。對此,怎樣才能發揮儲(chu) 能裝置的放電實際效果,關(guan) 鍵在於(yu) 對儲(chu) 能裝置管理控製係統的內(nei) 部優(you) 化,防止其壽命受到損傷(shang) 。

2、光伏儲(chu) 能係統並網思考

2.1光伏儲(chu) 能係統並網技術概述

目前,光伏儲(chu) 能係統並網基本分為(wei) 分布式發電體(ti) 係、荒漠電站體(ti) 係,而這兩(liang) 種係統的主要工作機理就是將太陽能組件在工作運行期間,所產(chan) 生的直流電,轉換成交流電,以此來滿足我們(men) 日常生活需求,之後在將其介入到公共電網當中,從(cong) 而實現並網。而在整個(ge) 並網係統中起到關(guan) 鍵性作用的,就是並網逆變器,並網逆變器主要作用就是對電流、檢測電網的信號、功率點跟蹤、抗孤島進行控製和輸出。同時還具有檢測並網、控製並網、保護並網功能。根據目前的社會(hui) 發展,我國的光伏儲(chu) 能係統並網發展還比較緩慢,在實際運用和技術上還有很多問題等待解決(jue) 。另外,由於(yu) 在實際使用中缺少實驗數據,光伏儲(chu) 能係統並網對整體(ti) 電網是否存在影響也無從(cong) 得知。而且,光伏儲(chu) 能係統並網的穩定性相對較差、能量的密度也比較低、調節能力也一般,周圍的天氣溫差和氣候甚至是地理位置都會(hui) 在不同程度上對發電量產(chan) 生影響。所以,深入研究光伏儲(chu) 能係統並網的體(ti) 係模式,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(yi) 。

2.2光伏儲(chu) 能係統並網體(ti) 係研究

站在結構係統方麵分析,光伏儲(chu) 能係統並網體(ti) 係基本分為(wei) 兩(liang) 種,分別是單級結構、二級結構。

單級結構:關(guan) 鍵機理就是借助逆變器,將光伏電站係統的直流電轉換成交流電,之後在將其轉換成和並網頻率相同、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,之後在逆變器的作用下將電流轉化成與(yu) 電網相同頻率、電壓幅值的交流電,後實現並網。

大多數情況下,向這種大型光伏電站的控製係統,容量都非常大。所以,為(wei) 了實現資源節約,減少不必要的資源浪費,基本上選擇的都是單級結構,而在其中起到決(jue) 定性因素的關(guan) 鍵技術則是合理設計出的並網逆變器構造和操作方式。所以,使用效益高且科學的並網逆變器,不僅(jin) 會(hui) 降低發電成本,提高發電效率和質量,關(guan) 鍵的是可以保障終並網效益。而像電壓閃變、孤島效應等新問題,這些都對並網逆變器的控製提出新的挑戰。並網逆變器的設計應更加科學,更能有效的控製效率等,以此來減少電網中出現的問題。

2.3光伏儲(chu) 能係統並網的配件設計

光伏電站的整體(ti) 結構複雜,零部件也非常多,這裏麵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(ge) 領域一直研究的問題。隨著現在社會(hui) 科技的不斷發展,在單晶矽、多晶矽和薄膜電池的廣泛應用以後,與(yu) 此同時也開發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(nei) 含有的零件非常多,組成也很複雜,而且並網逆變器在光伏電站中一直都有著重要的作用。並網逆變器的元件在實際應用中主要有兩(liang) 大功能,協調控製和集群。同時還包含了兩(liang) 方麵的重要內(nei) 容,在實際應用中可以運用並網逆變器統一控製,同時淡化彼此間的影響;還有一種就是借助係統的整體(ti) 控製,從(cong) 而來完成並網逆變器集群的統一工作,這樣就可以讓電壓穿越、孤島檢測等一係列功能能高效運行。

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製器可以實時自動*查太陽能陣列的電壓,並對高功率值進行追蹤,以此來保障控製係統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:電壓電流直接控製、參數選擇間接控製、現代控製理論人工智能等。其中,間接控製:主要就是對經驗、公式、數據庫進行使用,保障大功率點,但是存在一個(ge) 弊端,就是無法實現對大功率點的跟蹤,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(you) 勢也比較突出;但是如果運用檢測電壓電流的方式,然後對大功率點進行跟蹤更具有明顯的優(you) 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,並且能夠實時的對大功率點進行跟蹤控製,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象,它的工作模式是當供電係統因為(wei) 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,對於(yu) 是否存在停電問題,光伏並網發電係統並沒有做出檢測,甚至無法及時切斷自身與(yu) 市政電力網絡的連接,以至於(yu) 終會(hui) 影響到周圍電力公共負載供電。而對於(yu) 實際檢測孤島效應的方式,主要分為(wei) 被動式和主動式兩(liang) 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新,現在又衍生出了一種較檢測方式,就是電網斷電過程中,改變電壓和電流的相位,此時整個(ge) 係統中的輸出功率就會(hui) 一同發生變化,從(cong) 而實現檢測時間縮短的目的,關(guan) 鍵的是可以使用不同的參數來實現並網逆變器的並聯檢測。

3、Acrel-2000MG微電網能量管理係統概述

3.1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。

3.2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

3.3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。

3.4型號說明

3.5係統配置

3.5.1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

3.6係統功能

3.6.1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。

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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。

3.6.1.1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。

3.6.1.2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。

3.6.1.3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。

3.6.1.4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。

3.6.1.5視頻監控界麵

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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。

3.6.2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

3.6.3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。

基礎參數

計劃曲線-一充一放

圖17策略配置界麵

3.6.4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

3.6.5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

3.6.6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。

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圖20曆史事件查詢

3.6.7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

3.6.8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

3.6.9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。

3.6.10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。

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圖24統計報表

3.6.11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。

3.6.12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。

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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。

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3.6.14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。

3.6.15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

4、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*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

  1. 結束語

綜上所述,結合現代社會(hui) 不斷發展進步,世界各國均受到政策和能源戰略不同程度影響,這種現實背景也在一定程度上推動了分布式光伏和儲(chu) 能的全麵發展,促使其逐漸發展成能源互聯網的必要組成部分,除此之外,在能源生產(chan) 以及消費方麵也起著決(jue) 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普遍集中在華東(dong) 和華中以及珠三角地區,而且電價(jia) 水平也比較高,這種情況會(hui) 隨著時間推移逐漸延伸到其它地區當中。從(cong) 發展類型方麵來看,主要是從(cong) 體(ti) 量較大的工商業(ye) 屋頂分布式光伏、儲(chu) 能作為(wei) 主要切入點,然後逐漸探索出光儲(chu) 充一體(ti) 化的發展模式,並做好試點工作,逐步做好後期培育工作,以此來保障全新功能的增長。通過計算電站在並網運行時各個(ge) 流程中故障情況的發生幾率,能發現其內(nei) 部存在的問題,這樣是後期保障實時性和計量性基礎上需要著重解決(jue) 的重點工作。

參考文獻

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[10]hth下载地址企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用設計,2022,05