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淺談屋頂分布式光伏發電技術的設計與應用

更新時間:2024-11-13      瀏覽次數:376

hth下载地址 陳聰

【摘要】為(wei) 了緩解城市用電緊張袁降低人們(men) 的用電成本,可以在工業(ye) 園區、辦公樓屋頂等場所應用屋頂分布式光伏發電技術進行就近轉換、並網發電袁充分利用建築物屋頂的太陽資源。概述屋頂分布式光伏發電技術,分析屋頂分布式光伏發電係統組成,探討屋頂分布式光伏發電技術的應用優(you) 勢和應用方式,並以某項目為(wei) 例研究屋頂分布式光伏發電技術的實際應用,以期為(wei) 屋頂光伏發電項目提供參考。

【關(guan) 鍵詞】屋頂分布式光伏發電技術;太陽能源;光伏組件;並網

0引言

隨著我國經濟水平的不斷提升,人們(men) 越來越重視清潔能源的開發和利用。太陽能是現階段理想的清潔能源,而屋頂分布式光伏發電技術就是利用太陽能這一清潔能源進行發電的*進技術。該技術操作簡單,實用性強,能夠將太陽能轉換為(wei) 電能,為(wei) 生產(chan) 和生活提供幫助。在未來,太陽能光伏發電技術將成為(wei) 我國主要的可再生能源發電技術[1]。在太陽能光伏發電技術中,屋頂分布式光伏發電技術的應用前景廣闊,這主要是因為(wei) 該技術具有就近發電、就近使用的優(you) 點,能夠有效節約用電成本,實現餘(yu) 電入網。

太陽能光伏發電主要有兩(liang) 種,分別是集中式光伏發電和分布式光伏發電。集中式光伏發電投資大,占地麵積廣,容量大,但是係統複雜性高,受到一定的地域限製;分布式光伏發電投資小,占地麵積小,容量小,但是係統在安裝和維護方麵都比較簡便,沒有地域限製,一般將光伏組件放置在屋頂上即可發電。

1屋頂分布式光伏發電技術

屋頂分布式光伏發電技術是一種新型發電技術,係統安裝在屋頂,通過光伏組件,將太陽能轉換為(wei) 電能,從(cong) 而實現發電[2]。我國的火力發電和水力發電都存在較大的能源損耗,並且在節能減排方麵也存在一定的不足,而屋頂分布式光伏發電技術是一種無地域局限性、智能化的發電技術,而且在節能減排方麵優(you) 勢突出,是現階段利用清潔能源效率高的技術之一。屋頂分布式光伏發電技術主要借助光伏組件進行太陽能-電能的轉換,與(yu) 供電配網連接後就能夠就近供電。屋頂分布式光伏發電技術在節能減排方麵的優(you) 勢明顯大於(yu) 火力發電,並且在輸送電能的過程中損耗非常低,對於(yu) 一些用電量較大的地區,應用屋頂分布式光伏發電技術能夠有效解決(jue) 電能緊缺的問題。

2屋頂分布式光伏發電係統組成

屋頂分布式光伏發電係統主要有離網和並網兩(liang) 大類。離網光伏發電主要通過蓄電池進行充能,其組件構成很簡單,隻需光伏發電陣列、電力電子交換器和蓄電池就可以組裝一個(ge) 離網光伏發電組件。其中,蓄電池的應用非常靈活,在蓄電完成後,蓄電池可以在各種用電設施中應用。並網光伏發電的技術含量高,其通過轉化光伏發電陣列,應用電力電子交換

器,與(yu) 供電配網連接後為(wei) 附近的用戶供電,整個(ge) 係統規模比離網光伏發電組件更大,但是經濟效益更高,應用覆蓋麵廣。

2.1光太伏陽發電能光陣

列伏發電陣列是一種將多塊光伏模組進行連接的大規模光伏發電係統,利用光生伏*效應,進行太陽能-直流電能的轉換[3]。陣列是指多塊光伏

組件的組合,單塊光伏組件轉換的電能不能滿足一般用電需求,因此需將多塊光伏組件組合在一起,使形成了陣列。

2.2電力電子交換器

通過光伏發電陣列吸收太陽能並轉化為(wei) 電能後,需要對其進行電壓的轉換,使其滿足電能輸配網絡的要求,電力電子交換器在屋頂分布式光伏發電係統中主要負責電壓轉換工作,常用設備有整流器和逆變器等。

2.3儲(chu) 能元件

在屋頂分布式光伏發電係統中,儲(chu) 能元件是非常關(guan) 鍵的組件之一。該組件在交流電路中進行能源轉化時不會(hui) 產(chan) 生能量消耗。在電路中安裝儲(chu) 能元件,能夠使能源轉化更加平穩,提升能量的穩定性。在屋頂分布式光伏發電技術的應用過程中,儲(chu) 能元件的應用非常重要,在係統中安裝合理的儲(chu) 能元件,能夠與(yu) 電力電子交換器一起發揮協同效應,大幅提升能源利用率,將太陽能*效率轉化為(wei) 電能,減少轉化過程中的能源消耗,產(chan) 出更多的清潔能源,從(cong) 而滿足附近用戶的用電需求。

2.4智能化控製係統

屋頂分布式光伏發電係統的實現主要依靠智能化控製係統實現。在同一場所中的不同位置、不同角度,收集的太陽能量是不同的,即便是生產(chan) 批次相同的儲(chu) 能元件和電力電子交換器,在功率方麵也存在一定的差異[4]。智能化控製係統主要用於(yu) 功率控製,可以確保容量存在差異的光伏發電單元進行相同比率電能的輸出。現階段,我國屋頂分布式光伏發電技術中的智能化控製係統主要是借助本地通信網絡對整個(ge) 光伏發電係統中多個(ge) 發電單元的功率進行自動化調整,使多個(ge) 發電單元的功率能夠穩定在一定的輸出比率,從(cong) 而提升輸出電壓的穩定性。由於(yu) 屋頂分布式光伏發電係統一般與(yu) 供電配網連接,如果係統的輸出電壓缺乏穩定性,可能會(hui) 影響整個(ge) 配電網絡的電壓,使用戶的正常用電受到影響。所以,為(wei) 了防止出現電壓波動故障,需要在屋頂分布式光伏發電係統中安裝智能化控製係統。

3屋頂分布式光伏發電技術的應用優(you) 勢和應用方式

現階段,我國已有“光電建築一體(ti) 化”“*家金太陽”等有關(guan) 光伏發電的扶持項目,這在一定程度上促進了我國分布式光伏發電行業(ye) 的發展,使人們(men) 逐漸開始使用具有高環保性的清潔能源。

3.1屋頂分布式光伏發電技術的應用優(you) 勢

首先,隨著我國城市化建設進程的推進,城市人口密度不斷升高,結合當前大中小城市的土地利用情況來看,即使太陽能源作為(wei) 清潔能源具有較大的經濟優(you) 勢,在城區內(nei) 單獨規劃一塊光伏發電的場地也明顯脫離實際。而屋頂分布式光伏發電設備可以直接安裝在用戶附近的屋頂和外牆麵等原本無用的建築物空間,節約光伏發電的用地。其次,屋頂分布式光伏發電設備可以安裝在建築物屋頂和外牆麵,在一定程度上避免太陽光直射建築物外牆,有助於(yu) 增強建築物內(nei) 部的溫度控製效果,間接縮短用戶使用空調等控溫設備的時間,從(cong) 而節約電能。同時,屋頂分布式光伏發電設備可以保護建築物不受太陽直射,降低建築物的損耗,延長建築物的使用年限,降低建築物運營維護成本,具有較高的經濟性。再次,

屋頂分布式光伏發電設備的安裝位置與(yu) 用戶的距離更近,還能降低大用電量區域重新建設供電配網、增設線路的成本。*後,城市的用電需求主要集中在夏季,而夏季太陽能源充足,電能轉化量大,屋頂分布式光伏發電技術正好滿足了夏季這一用電高峰期的需求,能大幅降低用戶的用電成本。即便是在冬季、陰雨天、夜晚等太陽能源吸收較少的情況下,用戶依然可以使用現有供電配網提供的電能,用電的穩定性和安全性得到提高。另外,屋頂分布式光伏發電技術能夠有效減少傳(chuan) 統發電方式造成的能源消耗和汙染排放,緩解城市用電緊張問題。

3.2屋頂分布式光伏發電技術的應用方式

3.2.1光伏發電設備取代屋頂材料

光伏發電設備大多安裝在建築物屋頂或外牆表麵上,這可以在一定程度上節約屋頂材料。直接用光伏發電設備替代屋頂材料,不僅(jin) 能提升光伏發電的效率和穩定性,還能降低建築成本。一般來說,屋頂的光伏發電效率高,而外牆表麵可能會(hui) 受到角度等因素影響,使其在太陽能收集量方麵存在一定的不穩定性[5]。同時,光伏發電設備安裝在屋頂,還能有效地避免風力因素的影響,節約製作、安裝支架的成本,並起到保溫隔熱的作用。在實際應用過程中,如果直接將光伏發電設備安裝在屋頂,應當確保設備的防水性和防滲漏性能,並且要注意光伏發電設備的使用區域。由於(yu) 我國地域遼闊,不同地區的溫度、氣候差異較大,特別是我國北方地區,冬季的溫度比較低,在北方的建築物屋頂安裝光伏發電設備時考慮其抗凍性能,如果光伏發電設備的各項性能都符合要求,那麽(me) *全可以用光伏發電設備取代屋頂材料。在未來,相關(guan) 科研人員應當研究屋麵瓦與(yu) 光伏發電設備的結合,從(cong) 而在充分利用太陽能源的同時,保障建築物屋頂的防漏、防凍、防裂、保溫性能。

3.2.2光伏發電設備替代建築物外牆材料

在光我伏國發城市電設備建設替中,代隨建著築建物外築牆行材料業(ye) 的不斷發展,建築材料更新迭代,出現了很多新型的建築物外牆材料,如玻璃幕牆、牆磚、保溫材料等,建築物外牆材料已經成為(wei) 建築行業(ye) 中的材料之一。但是在更新建築物外牆材料的過程中,考慮材料的實用性、環保性和安全性等性能。例如,玻璃幕牆雖然能夠增加建築物內(nei) 的光照,但是容易對附近居民造成光汙染。而光伏發電設備不僅(jin) 能夠吸收、利用太陽能源,還能夠在夏季抵擋太陽光直射,降低室內(nei) 溫度,減少空調的使用,從(cong) 而節約電能,避免汙染。同時,光伏發電設備接入供電配網後,可以直接向附近的用戶和公共基礎設施供電,如建築物周圍的發光二*管(lightemittingdiode,LED)屏幕、路燈、公交站牌等,提升人們(men) 的生活質量。

4屋頂分布式光伏發電技術應用實例

4.1工程概況

某項目為(wei) 某市盤南工業(ye) 園區、周邊*府辦公樓及居民樓的屋頂分布式光伏發電項目,整個(ge) 項目範圍約22萬(wan) m2,安裝的分布式光伏發電組件單麵裝機容量為(wei) 550Wp,組件尺寸為(wei) 2278mm伊1134mm,整體(ti) 裝機容量約為(wei) 46MWp。光伏發電組件安裝在樓頂部位,安裝方式為(wei) 固定式安裝,安裝傾(qing) 斜角為(wei) 20毅。

4.2方案設計

本工程一期計劃裝機容量為(wei) 30MWp,根據各類型屋頂布置實際情況以220V和380V的電壓並網,就近接入每棟樓房原配電房或T接入屋前的電能表。

4.2.1*關(guan) 堯醫院堯學校接入係統

*關(guan) 、醫院、學校位於(yu) 城鎮*心位置,配電網資源較豐(feng) 富。由於(yu) 該項目分布式光伏裝機規模較小,分布式電源接入對配網影響較小,可采用380/220V電壓就近接入附近台區或線路。

*關(guan) 、醫院、學校采用“自發自用餘(yu) 電上網”方式運行。在實施過程中應該核實用戶與(yu) 電網公司售電關(guan) 口計量表位置,分布式光伏接入位置應在售電關(guan) 口計量表之後,同時將原計量表更換為(wei) 雙向計量表,計量表精度與(yu) 原計量表相同。

4.2.2工商業(ye) 接入係統

某工商業(ye) 建築的屋頂光伏直流側(ce) 裝機容量為(wei) 3.0MWp,考慮1.2的容配比,交流側(ce) 容量為(wei) 2.5MW,采用4台光伏櫃接入廠區380V低壓配電段。

工商業(ye) 用戶采用“自發自用餘(yu) 電上網”方式運行,在實施過程中應該核實用戶與(yu) 電網公司售電關(guan) 口計量表位置,分布式光伏接入位置應在售電關(guan) 口計量表之後,同時將原計量表更換為(wei) 雙向計量表,計量表精度與(yu) 原計量表相同。

4.2.3居民戶用接入係統

居民戶用屋頂分布式光伏建設規模較大,且部分地區配電網資源較為(wei) 薄弱,需要對分布式光伏係統承載能力進行評估。

居民戶用項目采用“全額上網”方式運行。在實施過程中應該核實用戶與(yu) 電網公司售電關(guan) 口計量表位置,分布式光伏接入位置應在售電關(guan) 口計量表之前。

4.3光伏主件選型

光伏電站太陽能電池應選用技術成熟、轉換效率較高、已規模化生產(chan) 且在國內(nei) 有工程應用實例的組件作為(wei) 光電轉換的核心器件。綜合考慮電池組件的價(jia) 格、發電量、占地麵積等特點及本工程的具體(ti) 情況,本項目采用單晶矽單麵容量為(wei) 550Wp組件。

4.4容量配置及發電情況

本項目采用8耀100kW的逆變器,各個(ge) 鄉(xiang) 鎮根據分散程度選用合適的逆變器型號和台數,逆變器總容量為(wei) 37.95MW。本項目配置容配比在1.16耀1.30,綜合容配比約為(wei) 1.23。經計算,本項目直流側(ce) 裝機容量為(wei) 46MWp。在運行期25年內(nei) ,首年利用小時數為(wei) 1105.40h,年平均發電量為(wei) 4392.05萬(wan) kW·h,年平均利用小時數為(wei) 1030.96h。

5Acrel-2000MG充電站微電網能量管理係統

5.1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*進經驗,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。

5.2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。

5.3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,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

6充電站微電網能量管理係統解決方案

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。

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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。

6.1.1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。

6.1.2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。

6.1.3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。

6.1.4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。

6.1.5視頻監控界麵

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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。

6.1.6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

6.1.7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。

基礎參數計劃曲線-一充一放

圖16策略配置界麵

6.1.8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

6.1.9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

6.1.10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。

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圖19曆史事件查詢

6.1.11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

6.1.12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

6.1.13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

6.1.14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。

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圖23統計報表

6.1.15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。

6.1.16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。

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圖25通信管理

6.1.17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。

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圖26用戶權限

6.1.18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

6.1.19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。

6.2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

7結語

太陽能是現階段以及未來*為(wei) 理想的清潔能源,光伏發電具有非常高的環保價(jia) 值,非常適合進行推廣應用。屋頂分布式光伏發電技術是近年出現的一種新興(xing) 發電技術,具有較高的經濟性和環保性,相關(guan) 人員要深入研究這項技術,加大研發力度,促進我國電力行業(ye) 的蓬勃發展。

參考文獻

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