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摘要:本文描述了一種智慧光伏儲(chu) 能充電樁係統的架構,並提出了一種易於(yu) 通過單片機實現的實時能源管理策略。不同於(yu) 常見光儲(chu) 充方案采取交流母線的形式,該充電樁采用了直流母線電氣架構。儲(chu) 能係統直接掛載在直流母線上,支撐母線電壓,同時可通過功率變換器實現與(yu) 電網、光伏與(yu) 電動汽車之間的能量交換。通過分析該電氣架構中的電能流經途徑、尋找比較不錯的傳(chuan) 輸效率路徑,並通過儲(chu) 能充分利用峰穀差價(jia) ,製定規劃了光儲(chu) 充多能互補平台下的能源管理策略。經分析計算,該策略能充分發揮光伏、儲(chu) 能的作用,實現儲(chu) 能日內(nei) 低倍率充放,降低充電樁使用成本。以晴天非通勤車輛三次快速充電為(wei) 例,通過該策略增加收入達28%。
關(guan) 鍵詞:光伏;儲(chu) 能;充電樁;光儲(chu) 充一體(ti) 化;能源管理
0引言
當前,我國電動汽車保有量連年增長,市場滲透率持續提升,但充電設施建設卻相對緩慢,2021年我國車樁比為(wei) 2.7:1,仍遠低於(yu) 《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015―2020)》規劃的1:1的指標[1]。究其原因,目前充電樁建設麵臨(lin) 種種困境:一方麵,電力增容困難,尤以老舊居民區為(wei) 例,當接入大量充電樁負載後,電網負荷過重,配電容量不足以支撐;另一方麵,傳(chuan) 統充電樁盈利模式單一,僅(jin) 靠收取充電服務費,在充電利用率不高的情況下盈利較難。
在此背景下,“光-儲(chu) -充”一體(ti) 化設備/站點的出現則可有效解決(jue) 電力增容困難、盈利差的問題。充電樁夜間利用電池儲(chu) 能,日間利用儲(chu) 能放電、光伏發電,能夠有效降低充電樁使用成本,同時能夠減少高峰時期對電力資源的占用,提高整體(ti) 經濟性。
由於(yu) “光-儲(chu) -充”一體(ti) 化設備/站點形成了一個(ge) 自洽的分布式微網,負責網內(nei) 能源調度以及向網外聯絡的能源管理係統起到了非常重要的作用。針對“光-儲(chu) -充”一體(ti) 化的能源管理策略,已有許多學者做出研究,其中以規劃配置過程中使用的遺傳(chuan) 、粒子群等優(you) 化算法比較流行。文獻[2]通過非支配排序遺傳(chuan) 算法算法對多目標優(you) 化模型進行求解;文獻[3]通過粒子群算法和混合整數線性規劃算法用於(yu) 確定儲(chu) 能控製策略並優(you) 化光儲(chu) 能係統的出力。
然而,此類算法需要對光伏以及充電負荷做出預測以便於(yu) 優(you) 化計算,而實際情況是充電樁的使用行為(wei) 具有隨機性往往難以預期;另一方麵,此類算法需要較強的計算能力,對於(yu) 使用如單片機類的嵌入式微處理器並不適用。本文針對該情況,提出了一種便於(yu) 工程應用的光儲(chu) 充能源管理策略,以便運行於(yu) 計算資源較少的嵌入式係統中。
1智慧光伏儲(chu) 能充電樁架構
智慧光伏儲(chu) 能充電樁包含光伏板、儲(chu) 能電池、充電係統以及能源管理係統。
1.1光伏板
光伏板放置於(yu) 屋頂等光照充足區域,通過DC/DC功率轉換模塊,連接直流母線以對負載供電。相較於(yu) 傳(chuan) 統光伏發電需先逆變上網再用電的方式,該方案通過直流係統就地消納,減少了能源轉換環節,提升了能源轉換效率,實現了一種“源-荷-儲(chu) ”一體(ti) 化的微電網形態。
1.2儲(chu) 能電池
由於(yu) 充電樁設備需要較大瞬時功率,且安裝場地往往用地緊張,這就對配套的儲(chu) 能係統提出了高功率與(yu) 高能量密度的要求。
鋰離子電池是一種循環壽命長、效率高的高能量/高功率密度電池。磷酸鐵鋰電池又是其中一種熱穩定性較好、安全可靠的電池。相比於(yu) 其他電化學儲(chu) 能方式,如鉛酸電池、釩液流電池,磷酸鐵鋰電池由於(yu) 其*越的充放電特性與(yu) 安全性更適合作為(wei) “光-儲(chu) -充”一體(ti) 化的儲(chu) 能解決(jue) 方案。
在本“光-儲(chu) -充”係統中,儲(chu) 能電池直接掛載在直流母線上,支撐母線電壓,並通過掛載在母線上的功率變換器,實現與(yu) 電網、光伏以及電動汽車之間的能量交換。
1.3充電係統
傳(chuan) 統直流充電樁通常使用多個(ge) AC/DC充電功率模塊並聯從(cong) 市電取電向車端供電,並由控製電路板實現充電控製、人機界麵、計量、絕緣監測及線路保護等功能。本充電係統除了采用傳(chuan) 統AC/DC充電模塊用於(yu) 實現直流快充外,還可額外通過掛載在直流母線上的DC/DC充電模塊形成從(cong) 光伏、儲(chu) 能取電用於(yu) 充電的備選路徑,可為(wei) 充電樁運營者在尖峰時段提供更經濟的用電方式。
1.4能源管理係統
能源管理係統用於(yu) 控製、平衡和優(you) 化電網、儲(chu) 能、充電樁之間的電能供應和需求,可在峰穀用電和配網增容等方麵帶來應用價(jia) 值。
能源管理係統硬件需具備一個(ge) 本地控製器,可采用單片機、DSP、PLC等,控製本地功率變換器及實現輔助功能;另一方麵,可通過遠程通訊與(yu) 雲(yun) 平台相連,接受上級控製器指示。能源管理係統的本地通信采用RS485、CAN配合高壓電氣隔離方案,增強係統抗幹擾能力和通信的穩定性。遠程通信采用以太網/LTE通信接口可選方案,方便擴展通信主機種類和數量。
2能源管理策略
能源管理策略采取比較經濟性原則製定。鑒於(yu) 本能源管理係統使用單片機進行控製,實時計算資源有限,對於(yu) 遺傳(chuan) 算法、粒子群等對計算能力要求較高的算法難以實現,因此需要采用占用資源較少且易於(yu) 編寫(xie) 單片機代碼的能源管理策略。
2.1模型分析與(yu) 簡化
由於(yu) 該模型存在多個(ge) 變量,需要采用多變量優(you) 化求解方法,計算較為(wei) 複雜,因此需要簡化模型。
經分析總結,能源流向途經及轉化效率由路徑上各級功率轉換模塊平均工作效率乘積而得。顯而易見,轉換環節越多,轉換效率越低。儲(chu) 能側(ce) 的轉換效率由於(yu) 其經過的轉換環節較多,相應損耗較高。
針對市電向車端供電,由於(yu) a―2―3―c路徑相比於(yu) a―1―c多一轉換環節,效率偏低,因此應優(you) 先選擇a―1―c路徑。此要求等效於(yu) 不應有淨流量同時流過P2、P3線路。
在此情況下,按照光儲(chu) 係統淨流量(Pb+Pd)大小情況,可分為(wei) :
1)光儲(chu) 淨流入(Pb+Pd)≤0;
2)光儲(chu) 淨流出0<(Pb+Pd)≤Pc;
3)光儲(chu) 淨流出上網或充電(Pb+Pd)>Pc三種情形。
以計算2號雙向功率變換器實時輸出功率為(wei) 例,這三類情形可歸納總結為(wei) :可解決(jue) 母線功率在2、3號變換器功率分配的問題,以便進行下一步能源管理策略的優(you) 化計算。
2.2儲(chu) 能管理策略
從(cong) 比較經濟角度而言,需考慮以下因素:
1)光伏作為(wei) 清潔可再生能源並無電價(jia) 成本,應很大程度利用;
2)由於(yu) 峰穀差價(jia) 較大,用電成本不同,通過儲(chu) 能電池在穀電時間充電、尖峰時段放電,具有較高經濟效益,可大幅降低充電樁使用成本。
根據上述兩(liang) 條原則,為(wei) 使光伏發電較大化利用,光伏功率變換器采用較大功率跟蹤MPPT控製形式,輸出功率由實時光伏日照條件決(jue) 定,隨機不可控但可實時測量作為(wei) 已知條件;而係統中電動汽車側(ce) 用電則根據車輛實時需求輸出功率Pc,同樣隨機不可控但可作為(wei) 已知條件。控製變量為(wei) 儲(chu) 能充放電功率Pd或市電聯絡線功率Pa之一,即可求解係統實時功率狀態。
對於(yu) 儲(chu) 能功率Pd控製可做出以下規劃:待機、較大功率快速充放電或按規劃慢速充放電。
為(wei) 實現經濟較大化,儲(chu) 能遵循一天兩(liang) 峰兩(liang) 充兩(liang) 放利用的基本策略,並與(yu) 係統內(nei) 其他設備狀態解耦,僅(jin) 根據峰穀時段作出相應調整變化,即穀電充滿,峰電放電,並對充放電時長做出規劃調整。以夜間穀電時段為(wei) 例,因其時長較長,采用慢速充電的方式相較於(yu) 大功率快充的方式更能延長儲(chu) 能電池壽命。據此,可設定儲(chu) 能充放電功率為(wei) 規劃充放電電量除以規劃充放電時長。
3算例
下麵以安裝於(yu) 華東(dong) 地區某商業(ye) 辦公園區內(nei) 的一台智慧充電樁為(wei) 例,結合上述分析做出規劃與(yu) 計算:
3.1光伏輸出功率假設
光伏輸出功率參照華東(dong) 某地區某日晴朗天氣下光伏係統的運行數據。
3.2電動汽車負荷
由於(yu) 充電樁負荷隨機性較大,不易預測,尤其是單台充電樁行為(wei) 受地理位置、用戶習(xi) 慣等種種因素影響,假設以多車次非通勤車輛滿功率60kW充電運行為(wei) 例。充電時間設定為(wei) 9:00―9:30,12:30―13:30,19:30―20:00,分別代表早、中、晚充電高峰期需求。
3.3儲(chu) 能使用
根據浙江省一般工商業(ye) 分時電價(jia) ,製定儲(chu) 能使用策略。為(wei) 充分利用峰穀差價(jia) ,采取“一天兩(liang) 充、兩(liang) 放”策略,規劃充放電量。為(wei) 防止深度充放電影響電池壽命,將電池充電量限定於(yu) 10%與(yu) 90%區間,同時可為(wei) 電池過充/過放預留餘(yu) 地。由於(yu) 午間11:00―13:00間穀時段較短,為(wei) 避免短時間快速充放電,規劃該時段僅(jin) 補電40%充電量,相應地8:00―11:00間一峰時段則用電40%充電量。
根據各時段用、充電量以及時段小時數,可推得儲(chu) 能各時段功率,計算所用儲(chu) 能滿充電量為(wei) 51.2kW·h。
3.4計算結果
根據以上信息,係統輸出功率計算結果。光伏峰值發電Pb達到20kW,儲(chu) 能日內(nei) 實現低倍率兩(liang) 充兩(liang) 放Pd,較大放電倍率約為(wei) 0.4C,發生於(yu) 夜間19―21點尖峰時段。受大功率充電樁用電負荷Pc影響,市網供電Pa存在較大波動,但由於(yu) 光伏與(yu) 儲(chu) 能係統存在,整體(ti) 市電用電需求值僅(jin) 50kW就能滿足車端60kW峰值充電需求。
從(cong) 經濟角度而言,光伏當日發電量共計135kW·h,若按峰穀電價(jia) 計算相應節約的費用,可得收益為(wei) 99.8元;充電樁側(ce) 若按峰穀電價(jia) 基礎上向用戶額外收取0.5元/(kW·h)度服務費,則當日累計充電量120kW·h,收入161.6元,其中用電成本101.6元由用戶支付,服務費即淨收入60元。光、充共可獲得淨收入159.8元。而通過儲(chu) 能按照上述策略參與(yu) 其中,則收益進一步提高,增至204.5元,增收幅度28%。
4 Acrel-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) 事故前*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結束語
本文針對一種智慧光伏儲(chu) 能充電樁提出了一種簡單易用的實時能源管理策略。通過分析電能流經途徑,使用較高效率傳(chuan) 輸路徑,並充分利用峰穀差價(jia) 合理規劃了光儲(chu) 多能互補平台下的儲(chu) 能充電管理策略。經過分析計算,該策略能充分發揮光伏、儲(chu) 能的作用,降低充電樁使用成本,提高經濟性。
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【7】hth下载地址高校綜合能效解決(jue) 方案2022.5版.
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