風(fēng)光儲(chǔ)電站的微電網(wǎng)能量管理運(yùn)維管理

安科瑞 陳聰

摘要：優(yōu)化風(fēng)電和光伏儲(chǔ)能電站的作用就是能夠供應(yīng)更好的電能品質(zhì)，讓風(fēng)電和光伏儲(chǔ)能電站等新能源能夠大規(guī)模的進(jìn)行發(fā)展，促進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)。在此過程中能夠?qū)?chǔ)能的優(yōu)勢利用起來，能夠把風(fēng)電和光伏聯(lián)合在一起，形成更多元化的電站制度。隨著我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的進(jìn)步及不斷發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，人們對(duì)于生存居住環(huán)境的要求與日俱增，使得可循環(huán)利用的風(fēng)能、太陽能等清潔能源成為人們的選擇。隨著風(fēng)電、光伏儲(chǔ)能等技術(shù)的發(fā)展，高質(zhì)量電能的發(fā)電收益要求電站運(yùn)維管理更科學(xué)、膏效地進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電；光伏儲(chǔ)電站；運(yùn)維管理

1風(fēng)電運(yùn)維的現(xiàn)狀

1.1風(fēng)電運(yùn)維市場兩級(jí)化

在風(fēng)電運(yùn)維的發(fā)展過程中，市場的競爭力逐漸的形成了兩級(jí)分化的現(xiàn)象，*利潤的電站運(yùn)維主要集中在規(guī)模大、實(shí)力強(qiáng)的整機(jī)商運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，門檻低、競爭激烈的低利潤環(huán)節(jié)則出現(xiàn)紅海，主要是因?yàn)檎麢C(jī)商有完整的風(fēng)電技術(shù)還有許多的客戶，在進(jìn)行獨(dú)立的*三方服務(wù)的過程中具有靈動(dòng)性，同時(shí)還具備根據(jù)相關(guān)要求更改技術(shù)和維護(hù)方面的優(yōu)勢。

1.2風(fēng)電運(yùn)維缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

風(fēng)電場運(yùn)維人員相當(dāng)緊缺、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不健全，在進(jìn)行風(fēng)機(jī)的定期檢查過程中缺少風(fēng)機(jī)運(yùn)行的維護(hù)意識(shí)，導(dǎo)致在運(yùn)行過程中沒有有效的監(jiān)督管理，運(yùn)維隊(duì)伍入行門檻低，運(yùn)維人員技術(shù)水平較低，無序競爭明顯等，導(dǎo)致運(yùn)維管理不到位。

2光伏電站運(yùn)維存在問題

現(xiàn)階段光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，且已經(jīng)相對(duì)成熟，發(fā)電過程中不僅能夠做到綠色環(huán)保吳污染，同時(shí)能夠達(dá)到節(jié)能減排的效果，但是如果光伏發(fā)電系統(tǒng)不能得到有效的運(yùn)維，就會(huì)直接影響發(fā)電效益及經(jīng)濟(jì)收益。光伏電站涉及的運(yùn)維主要集中在電站巡檢、系統(tǒng)故障分析、后期清洗等方面。電站巡檢：電站運(yùn)維管理的規(guī)范與否與電站值班人員業(yè)務(wù)素質(zhì)有很大的關(guān)系，電站值守人員業(yè)務(wù)素質(zhì)、管理能力直接影響到整個(gè)電站發(fā)電收益。電站巡檢若安排不到位，巡檢目的性不強(qiáng)則耗費(fèi)大量時(shí)間；電站巡檢人員對(duì)故障報(bào)警系統(tǒng)識(shí)別能力差，則需要二次識(shí)別，增加人力時(shí)間成本。系統(tǒng)故障分析：電站設(shè)計(jì)過程中，缺乏關(guān)鍵部件性能分析及電站損耗情況分析，無法指導(dǎo)電站有效運(yùn)維，同時(shí)對(duì)于故障部位定位困難，造成人力時(shí)間成本增加。后期清洗困難：組件清洗對(duì)于增加電站系統(tǒng)效率，有效提升發(fā)電量有很大影響，但是目前光伏電站組件清洗方案較多，耗時(shí)耗力，缺清洗方案無合理依據(jù)，導(dǎo)致后期運(yùn)維成本無形中增加。

3儲(chǔ)能電站和光伏電站的差異

光伏電站和儲(chǔ)能電站之間主要差異表現(xiàn)在：分布式光伏電站與電網(wǎng)連接時(shí)，在實(shí)際的發(fā)電過程當(dāng)中，能夠支持自身剩余的電量進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。在這個(gè)過程中儲(chǔ)能電站需增加儲(chǔ)能電池，這樣才能夠在運(yùn)行中維持正常的工作狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上還需要將儲(chǔ)能電站根據(jù)相關(guān)要求設(shè)計(jì)儲(chǔ)能容量，這樣就能夠在晚上光伏電站沒有辦法發(fā)電的這一段時(shí)間內(nèi)，可以自動(dòng)的釋放電能，然后形成自發(fā)多用的狀態(tài)。還有儲(chǔ)能電站并不是單純地在其中增加儲(chǔ)能裝置，而是在相應(yīng)的網(wǎng)逆變器當(dāng)中更換新的逆變器變成一體機(jī)，然后根據(jù)電站的實(shí)際情況進(jìn)行容量設(shè)定，嚴(yán)格按照相關(guān)用電設(shè)備的使用時(shí)間和功率能夠指導(dǎo)，比如在用電的時(shí)候忽視了時(shí)間，那么在容量上就會(huì)產(chǎn)生無限的數(shù)值，但是產(chǎn)生的這些數(shù)值幣須要和電網(wǎng)電壓之間相互符合，如果進(jìn)行考慮時(shí)間的話，那么就應(yīng)該進(jìn)行單獨(dú)的核算儲(chǔ)能電站的容量，避免出現(xiàn)浪費(fèi)電量或者是電量不足的問題出現(xiàn)，將全部的儲(chǔ)能電站的系統(tǒng)不要進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)定，需要讓其憑借著自身的功率和時(shí)間資源進(jìn)行仔細(xì)的分析。

4風(fēng)電與光伏儲(chǔ)能電站的運(yùn)維管理

4.1風(fēng)光系統(tǒng)和化學(xué)儲(chǔ)能電站聯(lián)運(yùn)

如果風(fēng)光系統(tǒng)正在處于用電較低的時(shí)段，無法讓運(yùn)維處于滿負(fù)荷的工作狀況，在這種情況下想要降低設(shè)備的消耗，就需要減少運(yùn)維中的成本，從而不主動(dòng)的進(jìn)行運(yùn)聯(lián)。在此過程中能夠達(dá)到一個(gè)用電平衡的一個(gè)時(shí)間段，如果在風(fēng)光系統(tǒng)不滿發(fā)的情況進(jìn)行運(yùn)維的話，就需要啟動(dòng)相應(yīng)的聯(lián)運(yùn)形式：即在儲(chǔ)能電站在低谷期進(jìn)行借助電量的話，就需要在風(fēng)光系統(tǒng)平衡的狀態(tài)下進(jìn)行電力的運(yùn)維需要。如果儲(chǔ)能電站的容量超過了本身平衡狀態(tài)下的電量運(yùn)維需要的時(shí)候，也會(huì)有其他的方式進(jìn)行管理，比如在儲(chǔ)能電站的用電處于一個(gè)低谷期的時(shí)候在進(jìn)行使用剩下的電量的時(shí)候，支持每一個(gè)系統(tǒng)在這個(gè)時(shí)候進(jìn)行運(yùn)維，同樣在儲(chǔ)能電站在平衡狀態(tài)的時(shí)候獲取儲(chǔ)能也能夠支持系統(tǒng)當(dāng)時(shí)的運(yùn)維，在高峰階段購進(jìn)電能的時(shí)候也可以在平衡的風(fēng)光系統(tǒng)下運(yùn)維，但是如果在風(fēng)光系統(tǒng)正處于一個(gè)高峰階段的時(shí)候，在沒有滿發(fā)的狀態(tài)下需要選用的聯(lián)運(yùn)管理模式：借助儲(chǔ)能電站在低谷時(shí)期階段而形成的蓄能，給予風(fēng)光系統(tǒng)的正常運(yùn)維需求，但是假設(shè)儲(chǔ)能電站自身的儲(chǔ)能非常厲害的話也是有別的選擇的，比如儲(chǔ)能電站在蕞底谷的時(shí)候進(jìn)行購進(jìn)電能能夠支持當(dāng)時(shí)階段的運(yùn)維工作，在這個(gè)階段借助平衡狀態(tài)下的儲(chǔ)蓄電量，然后用來滿足風(fēng)光系統(tǒng)在平衡狀態(tài)下的運(yùn)維和在電量低估的時(shí)候的運(yùn)維管理，如果在高峰階段的儲(chǔ)能電站的沉余電量不多了的時(shí)候，那么也可以在同樣的高峰時(shí)期支持運(yùn)維管理。

4.2風(fēng)光系統(tǒng)和物理儲(chǔ)能電站聯(lián)運(yùn)

當(dāng)風(fēng)光系統(tǒng)正在處于用電低谷期時(shí)，即非滿負(fù)荷的工作狀態(tài)，假設(shè)在供電的周圍當(dāng)中有鄉(xiāng)村的存在的時(shí)候，就需要將工業(yè)用水結(jié)合起來，然后制作一個(gè)雙重的有關(guān)方案，在此同時(shí)一樣不可以主動(dòng)的去進(jìn)行聯(lián)運(yùn)。這種管理方式在安排中主要的原因在于，在用電的低谷期的時(shí)候與平衡階段下，用電的價(jià)會(huì)比新能源的系統(tǒng)高，所以在進(jìn)行物理儲(chǔ)能電站進(jìn)行工作的時(shí)候，效能會(huì)比用電系統(tǒng)的實(shí)際電量過高，這個(gè)時(shí)候就需要停止物理儲(chǔ)能然后進(jìn)行上網(wǎng)受電，在用電平衡期間的風(fēng)光系統(tǒng)蕞佳的聯(lián)運(yùn)管理方式就是：將購買蓄水的費(fèi)用和風(fēng)光系統(tǒng)上面網(wǎng)絡(luò)上的價(jià)格進(jìn)行對(duì)比，然后找到準(zhǔn)確的實(shí)際價(jià)格進(jìn)行調(diào)整，讓工作能夠正常運(yùn)行的同時(shí)還能夠進(jìn)行送點(diǎn)，在條件確定的情況下根據(jù)發(fā)電期間的價(jià)格差價(jià)格機(jī)組滿法時(shí)的狀態(tài)，再經(jīng)過上述言論中化學(xué)儲(chǔ)能的差異為：不僅在峰值時(shí)候的價(jià)格進(jìn)行眾點(diǎn)關(guān)注之外，還需要在用電端的這方面進(jìn)行考慮，在物理儲(chǔ)能電站在基本用電當(dāng)中需要的意圖保障的需要時(shí)，能夠進(jìn)行分布式能源的補(bǔ)給次之，如果在高峰時(shí)期的風(fēng)電系統(tǒng)處于一個(gè)沒有滿發(fā)的狀態(tài)時(shí)，聯(lián)運(yùn)的管理核心就是將抽蓄電站上借助在上網(wǎng)期間價(jià)格比較低的階段時(shí)候去就需要在輸電和購入方面進(jìn)行支持，在此期間能夠滿足風(fēng)電系統(tǒng)在不能發(fā)電時(shí)候的基本運(yùn)維需要，在這個(gè)期間需要將水電受電和購電的價(jià)格之間的差價(jià)進(jìn)行重視，還有在進(jìn)行風(fēng)光補(bǔ)貼的時(shí)候能夠形成的差價(jià)，能夠在設(shè)置物理儲(chǔ)能電站的電量源頭和發(fā)電時(shí)間。經(jīng)過上述分析得知，綜合聯(lián)運(yùn)管理實(shí)施，在電價(jià)比較低的時(shí)候而形成的蓄能，可以在進(jìn)行安排電價(jià)比較多的時(shí)候和風(fēng)光系統(tǒng)不能進(jìn)行發(fā)電的時(shí)候，進(jìn)行投產(chǎn)和售出，但是蓄能和機(jī)組發(fā)電不能夠在同一時(shí)間展開，所以在系統(tǒng)的用電供應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，物理儲(chǔ)能就需要有限的使用。在進(jìn)行跨用電的時(shí)候，就需要分析綜合物理儲(chǔ)能的運(yùn)行成本，在進(jìn)行中選擇電量消耗比較低的一種。

4.3風(fēng)光儲(chǔ)一體化電站的電能檢測

在對(duì)電能的品質(zhì)進(jìn)行智能測試的時(shí)候，需要分成兩個(gè)單元，一個(gè)是現(xiàn)場檢測另一個(gè)是遠(yuǎn)程監(jiān)測。前邊有檢測禮物和負(fù)責(zé)通信的路由器進(jìn)行安裝，后邊有數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器和每一類的用戶終端，在風(fēng)光儲(chǔ)進(jìn)行一體化電站當(dāng)中，就需要形成一個(gè)比較多元化的構(gòu)建，在此過程中需要確定在線上的電能品質(zhì)檢測設(shè)備，在監(jiān)測采集的過程中不只是風(fēng)電和光伏儲(chǔ)能電站的轉(zhuǎn)變和裝置輸出的一端，還需要進(jìn)行總端和線端等等。在每一個(gè)監(jiān)測路線當(dāng)中都需要安排相應(yīng)的設(shè)備，能夠監(jiān)測路線當(dāng)中支持其他的信號(hào)分析和計(jì)量電能，在進(jìn)行遠(yuǎn)程通信信號(hào)的時(shí)候就需要用互聯(lián)網(wǎng)中的IP協(xié)議，然后再系統(tǒng)的主機(jī)當(dāng)中設(shè)置出IP地址，將路由器和網(wǎng)線一起了解起來，將獲取到的信息傳送到服務(wù)器當(dāng)中去，由系統(tǒng)管理員和經(jīng)過授權(quán)之后的用戶能夠利用區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)和上網(wǎng)，通過瀏覽器查詢一些相關(guān)信息。電能監(jiān)測的軟件部署當(dāng)中，進(jìn)行監(jiān)測現(xiàn)場主機(jī)的時(shí)候需要使用嵌入式，將安裝軟件分為兩個(gè)層面，一個(gè)是底層和中間一個(gè)是應(yīng)用層。在這個(gè)過程中底層具有雙

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軟件的程序還有數(shù)據(jù)調(diào)度等等，在中間層就會(huì)有非常多的相關(guān)借口，在此之中還有協(xié)議和程序，在進(jìn)行應(yīng)用層的時(shí)候，就會(huì)涉及到程序當(dāng)中的界面和參數(shù)設(shè)計(jì)等，在這個(gè)程序進(jìn)行編寫的時(shí)候需要應(yīng)用C語言。在系統(tǒng)當(dāng)中有三個(gè)層面，一是使用起來比較簡單，二是負(fù)責(zé)的事項(xiàng)比較明確，三是有著比較好的執(zhí)行能力，在系統(tǒng)當(dāng)中如果想要進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸信息的時(shí)候就需要利用以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸，在監(jiān)測的時(shí)候需要選用PC機(jī)，在其中要選擇B/S的監(jiān)控模式，利用數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器讓管理者和技術(shù)用戶能夠快速的找到需要的信息和實(shí)時(shí)的監(jiān)控。作為電站的主要任務(wù)就是供電這事風(fēng)光儲(chǔ)一體化的模式，所以就需要保障輸電的品質(zhì)，避免在輸電過程中出現(xiàn)電壓進(jìn)行比較大幅度的情況，導(dǎo)致電網(wǎng)不夠穩(wěn)定，在此之外還需要在儲(chǔ)能階段錯(cuò)開高峰期，在進(jìn)行充電的時(shí)候需要將電能的品質(zhì)達(dá)到節(jié)能成本的控制，所以在進(jìn)行線上監(jiān)測的系統(tǒng)搭建的時(shí)候，既要提高電站的性能又要有數(shù)據(jù)的支撐，需要保證在每一中的運(yùn)程狀態(tài)下都能夠保證節(jié)能的效果，就單單的從遠(yuǎn)程這部分來分析，主要的監(jiān)控手段就是智能檢測，這樣監(jiān)測人員就不需要到現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)測了，能夠便利的獲得現(xiàn)場的信息有效的維護(hù)管理，還能夠減少人工的支出費(fèi)用。

4.4光伏儲(chǔ)能電站運(yùn)維管理重難點(diǎn)

在光伏儲(chǔ)能電站的運(yùn)維管理過程中的重難點(diǎn)是：一在進(jìn)行優(yōu)化程序和運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)化的時(shí)候，就需要持續(xù)的將維持工作提高水平和程序的管理能力。在我們國內(nèi)的光伏電站運(yùn)維在進(jìn)行的時(shí)候整體的水平比較低，而且在此過程中還缺少比較高度的集約，在工作的時(shí)候運(yùn)維的工作人員比較少，在進(jìn)行日常工作的時(shí)候就只在常規(guī)檢查中進(jìn)行，不能夠接觸到程序和系統(tǒng)管理當(dāng)中的內(nèi)容，所以在進(jìn)行日常的運(yùn)維工作的過程中，存在工作人員對(duì)于運(yùn)維工作當(dāng)中的電站情況不了解不清楚的問題，導(dǎo)致了后期的責(zé)任都不明確找不到眾點(diǎn)內(nèi)容在哪里。二在進(jìn)行對(duì)接工作的需要時(shí)，*須要強(qiáng)調(diào)制定能夠及時(shí)的進(jìn)行補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)，保證其基本的實(shí)用性，在我國各省份和企業(yè)在進(jìn)行制定光伏儲(chǔ)蓄電站的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，從整個(gè)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)來看沒有辦法滿足每一類型電站的需要。三是積極作為，能夠有效的提高電站在運(yùn)行過程中的調(diào)度水平，眼下調(diào)度部門和電力監(jiān)管制度在光伏電站上有著非常嚴(yán)苛的考評(píng)標(biāo)準(zhǔn)，所以隨著指標(biāo)的更新，也出現(xiàn)了新的考核標(biāo)準(zhǔn)。在電力的領(lǐng)域當(dāng)中不管是在哪一種的情況下，供電和用電的安全都是蕞先要考慮的問題。四借助現(xiàn)代化的方式，能夠加強(qiáng)對(duì)電站出現(xiàn)事故的判斷和預(yù)防，能夠及時(shí)的回復(fù)電力能力，所以在蕞近這幾年內(nèi)我們**在投入運(yùn)營的電站當(dāng)中，都有比較成熟的監(jiān)控系統(tǒng)，但是有的管理過度的強(qiáng)調(diào)主體和性能，從而忽視了安全的問題。

5 Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

5.1概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，總結(jié)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的**經(jīng)驗(yàn)，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電樁的接入，銓天候進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，促進(jìn)可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；有效實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運(yùn)行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

5.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本方案遵循的**標(biāo)準(zhǔn)有：

本技術(shù)規(guī)范書提供的設(shè)備應(yīng)滿足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范*1部分：通用要求

GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)基本平臺(tái)*2部分：性能評(píng)定方法

GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范*5部分：場地安全要求

GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范*6部分：驗(yàn)收大綱

GB/T2887-2011計(jì)算機(jī)場地通用規(guī)范

GB/T20270-2006信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)安全技術(shù)要求

GB50174-2018電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范

DL/T634.5101遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)*5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)

DL/T634.5104遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)*5-104部分:傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡(luò)訪問101

GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T36270-2018微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

DL/T1864-2018獨(dú)立型微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)范

T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規(guī)范

T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)規(guī)范

T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應(yīng)技術(shù)要求

T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負(fù)荷管理技術(shù)導(dǎo)則

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)范

T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范

NB/T10148-2019微電網(wǎng)*1部分：微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則

NB/T10149-2019微電網(wǎng)*2部分：微電網(wǎng)運(yùn)行導(dǎo)則

5.3適用場合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

5.4型號(hào)說明

5.5系統(tǒng)配置

5.5.1系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

5.6系統(tǒng)功能

5.6.1實(shí)時(shí)監(jiān)測

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機(jī)界面友好，應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。其中，各子系統(tǒng)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(shù)、頻率和正向有功電能累計(jì)值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理，使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲(chǔ)能荷電狀態(tài)]及發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警，并支持定期的電池維護(hù)。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁及總體負(fù)荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求，也可將充電，儲(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。

圖2系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

5.6.1.1光伏界面

圖3光伏系統(tǒng)界面

本界面用來展示對(duì)光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

5.6.1.2儲(chǔ)能界面

圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)界面

本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量、儲(chǔ)能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖5儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

本界面主要用來展示對(duì)PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開關(guān)機(jī)、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。

圖6儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

本界面用來展示對(duì)BMS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要包括電芯電壓、溫度保護(hù)限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖7儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對(duì)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。

圖8儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對(duì)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、溫度值等。同時(shí)針對(duì)交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖9儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對(duì)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對(duì)直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖10儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來展示對(duì)PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖11儲(chǔ)能電池狀態(tài)界面

本界面用來展示對(duì)BMS狀態(tài)信息，主要包括儲(chǔ)能電池的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時(shí)展示當(dāng)前儲(chǔ)能電池的SOC信息。

圖12儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對(duì)電池簇信息，主要包括儲(chǔ)能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當(dāng)前電芯的Z大、Z小電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。

5.6.1.3風(fēng)電界面

圖13風(fēng)電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機(jī)直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

5.6.1.4充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來展示對(duì)充電樁系統(tǒng)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(fèi)用，變化曲線、各個(gè)充電樁的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。

5.6.1.5視頻監(jiān)控界面

圖15微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面

本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面，且通過不同的配置，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

5.6.1.6發(fā)電預(yù)測

系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測數(shù)據(jù)、未來天氣預(yù)測數(shù)據(jù)，對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計(jì)劃，便于用戶對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖16光伏預(yù)測界面

5.6.1.7策略配置

系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲(chǔ)能系統(tǒng)容量、負(fù)荷需求及分時(shí)電價(jià)信息，進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計(jì)劃、需量控制、有序充電、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等。

圖17策略配置界面

5.6.2運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備Z定時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。

圖18運(yùn)行報(bào)表

5.6.3實(shí)時(shí)報(bào)警

應(yīng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動(dòng)和關(guān)閉等遙信變位，及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應(yīng)能發(fā)出告警，應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件，包括保護(hù)事件名稱、保護(hù)動(dòng)作時(shí)刻；并應(yīng)能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關(guān)人員。

圖19實(shí)時(shí)告警

5.6.4歷史事件查詢

應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電芯溫度（鋰離子電池）、壓力（液流電池）、光照、風(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

圖20歷史事件查詢

5.6.5電能質(zhì)量監(jiān)測

應(yīng)可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。

1）在供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度B分B和正序/負(fù)序/零序電壓值、三相電流不平衡度B分B和正序/負(fù)序/零序電流值；

2）諧波分析功能：系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)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(yīng)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(dòng)與閃變：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動(dòng)值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長閃變值；應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線、短閃變曲線和長閃變曲線；應(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差；

4）功率與電能計(jì)量：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率；應(yīng)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(yīng)能提供有功負(fù)荷曲線，包括日有功負(fù)荷曲線（折線型）和年有功負(fù)荷曲線（折線型）；

5）電壓暫態(tài)監(jiān)測：在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時(shí)中斷發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生告警，事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關(guān)人員；系統(tǒng)應(yīng)能查看相應(yīng)暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。

6）電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計(jì)整2h存儲(chǔ)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括均值、Z大值、Z小值、95%概率值、方均根值。

7）事件記錄查看功能：事件記錄應(yīng)包含事件名稱、狀態(tài)（動(dòng)作或返回）、波形號(hào)、越限值、故障持續(xù)時(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)間。

圖21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

5.6.6遙控功能

應(yīng)可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預(yù)置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序，可以及時(shí)執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。

圖22遙控功能

5.6.7曲線查詢

應(yīng)可在曲線查詢界面，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(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。

5.6.8統(tǒng)計(jì)報(bào)表

具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。[6]對(duì)微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能、收益等分析；具備對(duì)微電網(wǎng)供電可靠性分析，包括年停電時(shí)間、年停電次數(shù)等分析；具備對(duì)并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。

圖24統(tǒng)計(jì)報(bào)表

5.6.8.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

圖25微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/span>

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)洌ㄏ到y(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計(jì)等信息。5.6.8.2通信管理

可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序，[6]然后選擇通信控制啟動(dòng)所有端口或某個(gè)端口，快速查看某設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應(yīng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

5.6.8.3用戶權(quán)限管理

應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。[5]通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控操作，運(yùn)行參數(shù)修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

5.6.8.4故障錄波

應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過對(duì)這些電氣量的分析、比較，對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平有著重要作用。其中故障錄波共可記錄16條，[6]每條錄波可觸發(fā)6段錄波，每次錄波可記錄故障前8個(gè)周波、故障后4個(gè)周波波形，總錄波時(shí)間共計(jì)46s。每個(gè)采樣點(diǎn)錄波至少包含12個(gè)模擬量、10個(gè)開關(guān)量波形。

5.6.8.5事故追憶

可以自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)掃描數(shù)據(jù)，包括開關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

用戶可自定義事故追憶的啟動(dòng)事件，當(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí)，存儲(chǔ)事故前*個(gè)掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數(shù)據(jù)。啟動(dòng)事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶Z定和隨意修改。

圖29事故追憶

6硬件及其配套產(chǎn)品

7結(jié)束語

目前我國的火力發(fā)電仍占據(jù)較大的比例，隨著煤炭資源的供應(yīng)短缺，以及對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染，使得火力發(fā)電轉(zhuǎn)型升級(jí)迫在眉睫，所以在現(xiàn)階段開發(fā)新能源發(fā)電是眼下非常重要的事情。在風(fēng)電和光伏儲(chǔ)能電站的建立和完善當(dāng)中，還需要注意其中的運(yùn)維管理的匹配性，能夠充足的支持儲(chǔ)能電站的正常運(yùn)行。在此之外還需要在風(fēng)電和光伏電站的穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性這兩個(gè)方面進(jìn)行考慮，在設(shè)置過程中需要前面的設(shè)計(jì)供電模式，在此基礎(chǔ)上還需要將電能監(jiān)測落實(shí)，保證電能調(diào)度的效果。

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