淺談電力光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量策略研究

安科瑞 陳聰

摘要：文章提出了一種光伏電力混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量管理控制策略，主要應(yīng)用于含有光伏電源(Photovoltaic,PV)、電池能量存儲(chǔ)(Battery Energy Storage, BES)和交流負(fù)載的發(fā)電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。該策略能夠充分利用電力系統(tǒng)中組合架構(gòu)之間的連接關(guān)系，有效緩解了目前電網(wǎng)中BES系統(tǒng)存在的過充電、欠充電等問題,并將充放電電流控制在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，延長(zhǎng)了電池的使用壽命。分別在含有傳統(tǒng)鉛酸和鋰離子電池的混合能量系統(tǒng)中使用6kVA電源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明了所提出的能量管理策略的正確性和有效性。

關(guān)鍵詞：能量管理；光伏；電池儲(chǔ)能；混合儲(chǔ)能

0引言

近年來(lái)，可再生能源(Renewable EnergySources, RES)在普通民用住宅和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用愈加廣泛。光伏(Photovoltaic, PV)發(fā)電技術(shù)在各種RES解決方案中，已經(jīng)有相當(dāng)多的應(yīng)用場(chǎng)景。

在光伏電力系統(tǒng)中，電池能量存儲(chǔ)(BatteryEnergy Storage, BES)單元在維持電能持續(xù)供應(yīng)方面具有重要的作用。傳統(tǒng)的BES單元主要使用鉛酸電池作為存儲(chǔ)介質(zhì),隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,鋰離子電池憑借自身能量密度高、轉(zhuǎn)化效率好等特點(diǎn)，成為一種全新的技術(shù)解決方案。無(wú)論采用哪種BES結(jié)構(gòu)作為基本的儲(chǔ)能單位，都需要對(duì)鏈路中的電源進(jìn)行控制，進(jìn)而維持電網(wǎng)中的電流強(qiáng)度，保護(hù)BES單元的使用壽命和輸出穩(wěn)定性。適當(dāng)?shù)碾娫垂芾韺?duì)于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高性能運(yùn)行至關(guān)重要。

與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比，光伏電力系統(tǒng)在成本和轉(zhuǎn)換效率中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。由于光伏電力系統(tǒng)一般通過直流電力傳輸系統(tǒng)進(jìn)行輸送，因此無(wú)法在普通家庭和大多數(shù)的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中直接使用，需要進(jìn)行直流電和交流電之間的模式轉(zhuǎn)換，但是這種轉(zhuǎn)換會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)能量損耗，并會(huì)干擾電路中正常的電流強(qiáng)度。

為了解決上述問題，同時(shí)增強(qiáng)電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性，本文提出了一種用于光伏電力混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量管理策略。

1光伏電力混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量管理策略

PV、BES和直流負(fù)載傳輸是目前電力系統(tǒng)中*常用的3種技術(shù)。為了更好地探究電力系統(tǒng)中的能量管理策略,本文對(duì)直流傳輸系統(tǒng)(DC)和交流傳輸系統(tǒng)(AC)的傳輸狀態(tài)進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果如表1所示。

表1以直流和交流為*心的系統(tǒng)架構(gòu)比較

從表1中可以看出：以直流為*心的傳輸系統(tǒng)為電池能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)提供了*佳的充電保護(hù);以交流為*心的傳輸系統(tǒng)，通過減少光伏電源到交流負(fù)載的轉(zhuǎn)換*數(shù),保護(hù)了BES系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,為電池組的靈活部署提供了有效的保證。因此，在以交流為*心的傳輸系統(tǒng)中,可以靈活地配置BES單元。

當(dāng)系統(tǒng)控制器未適當(dāng)管理能量流時(shí)，就*須考慮安全隱患。當(dāng)光伏電力系統(tǒng)中的總發(fā)電量超過BES系統(tǒng)的*大值時(shí)，系統(tǒng)的充電電壓和電流就會(huì)超過電池系統(tǒng)的上限，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)造成不可逆的損壞。本文所提出的能量管理策略，可以在穩(wěn)定傳輸系統(tǒng)內(nèi)部電流的情況下，通過電源控制器使BES系統(tǒng)在充放電過程中，保持穩(wěn)定的電流變化曲線問。為了保持光伏電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，需要將電網(wǎng)中的電流和電壓控制住。同時(shí)為了防止儲(chǔ)能系統(tǒng)的過度充放電,電源轉(zhuǎn)換器應(yīng)滿足如下條件：

電池充電的參考電壓和電流水平是溫度(TB)的函數(shù)，用F來(lái)表明函數(shù)映射關(guān)系。如果不滿足式(1),則不受控制的能量流可能會(huì)導(dǎo)致電池充電電壓過高，造成電池不可逆轉(zhuǎn)的損壞。為了避免這種不良影響，本文將形成網(wǎng)格的電池轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)為多變量系統(tǒng):直接調(diào)節(jié),控制交流電壓、頻率和相角；間接調(diào)節(jié)，控制直流電壓、電流和剩余電量(State of Charge, SOC),穩(wěn)定BES系統(tǒng)的充電電壓。

圖1為使用電池轉(zhuǎn)換器和并網(wǎng)光伏逆變器的混合電力傳輸系統(tǒng)的控制框圖，其中并網(wǎng)光伏逆變器控制結(jié)構(gòu)具有*大功率點(diǎn)跟蹤和功率縮減功能。光伏逆變器的控制器不斷監(jiān)視電網(wǎng)參數(shù)，并在檢測(cè)到接收信號(hào)5發(fā)生特定變化的情況下對(duì)傳輸模式進(jìn)行解調(diào)。從圖1中可以看到,BES充電曲線依賴于電力線的間接控制，而無(wú)需依靠其他有線通信方式。

圖1 控制框圖

通常使用以下3種方法實(shí)現(xiàn)電池轉(zhuǎn)換器(發(fā)射器)和PV逆變器(接收器)之間的通信：

①f的線性變化；

②CF基于模式的變化；

③數(shù)字調(diào)制傳輸。使用此特定方法,電池轉(zhuǎn)換器對(duì)可控制的載波信號(hào)CF進(jìn)行調(diào)制，光伏逆變器以類似于模數(shù)轉(zhuǎn)換的方式對(duì)信息進(jìn)行解調(diào)。Cf的變化以0和1的格式提供信息。例如，如果電壓相位角是用于通信的信號(hào)，則以二進(jìn)制頻移鍵控(Frequency Shift Keying, FSK)的形式使用。在這種特殊情況下,發(fā)射器（電池轉(zhuǎn)換器）會(huì)引入CF的流變化情況。然后檢測(cè)并解調(diào)此時(shí)傳輸系統(tǒng)中電路的電流變化情況。

表2為在電池轉(zhuǎn)換器和光伏逆變器分布式發(fā)電機(jī)中電源管理控制器的設(shè)計(jì)要求。

表2電源管理控制器的設(shè)計(jì)要求

在本文所提出的光伏電源混合儲(chǔ)能控制策略中,電源管理控制需要與多個(gè)交流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。這種連接和控制方式可以完成多階段的充電狀態(tài)監(jiān)控以及外部發(fā)電機(jī)之間的信息同步和傳遞工作。

2基于頻率控制的能量均衡和減載策略

本文基于頻率的電源管理控制為BES的多*充電功率平衡和減載提供了一種魯棒的方法,該方法可以有效減少系統(tǒng)的能量損耗，增強(qiáng)整個(gè)鏈路的穩(wěn)定性，控制結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2用于電池轉(zhuǎn)換器線路頻率控制的通用控制結(jié)構(gòu)

圖2（a）為本文設(shè)計(jì)的一種通過控制光伏逆變器的功率來(lái)間接控制電池充電電壓和電流的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。用于線路頻率控制的電池電壓和電流控制器以比例積分（Proportional Integral,PI）補(bǔ)償器的形式進(jìn)行選擇。圖2（b）為在孤島離網(wǎng)模式下運(yùn)行的電池轉(zhuǎn)換器，以及帶有可控?cái)嗦菲鞯慕涣髅姘澹糜诜峙浣涣髫?fù)載。

2.1 BES充電電源系統(tǒng)分析

圖3為具有線頻控制和通信能力的以交流為*心的電力系統(tǒng)中能量流控制的按鍵波形。圖3(a),(b)顯示了在電池轉(zhuǎn)換器中實(shí)現(xiàn)的多*充電曲線,以滿足BES的穩(wěn)定工作需求。電池轉(zhuǎn)換器將BES的SOC和SOH參數(shù)維持在一個(gè)穩(wěn)定的區(qū)間。

圖3具有線頻控制和通信能力的以交流為*心的電力系統(tǒng)中能量流控制的按鍵波形

2.2 BES放電減載

在低輻照度條件下，光伏能量不足以滿足交流負(fù)載需求。交流負(fù)載減少操作如圖3（c）所示，在較高的交流負(fù)載需求期間變?yōu)榛顒?dòng)狀態(tài)。電池SOC電量較低時(shí),電池轉(zhuǎn)換器降低線路頻率（f）,而頻率變化會(huì)導(dǎo)致交流負(fù)載序列斷開。電池的尺寸和幀是SOR的函數(shù)，并且取決于充電倣電速率、SOC范圍、放電深度、循環(huán)次數(shù)和工作溫度。系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率的指標(biāo)需要在系統(tǒng)選型時(shí)加以考慮,以確定從BES到交流端口的有效可用能量。

3安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)解決方案

3.1概述

安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能，涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。在應(yīng)用上支持能量調(diào)度，具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對(duì)電池組性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及歷史數(shù)據(jù)分析、根據(jù)分析結(jié)果采用智能化的分配策略對(duì)電池組進(jìn)行充放電控制，優(yōu)化了電池性能，提高電池壽命。系統(tǒng)支持Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQLServer。本系統(tǒng)既可以用于儲(chǔ)能一體柜，也可以用于儲(chǔ)能集裝箱，是專門用于儲(chǔ)能設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺(tái)。

3.2適用場(chǎng)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(wú)電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

工商業(yè)儲(chǔ)能四大應(yīng)用場(chǎng)景

1）工廠與商場(chǎng)：工廠與商場(chǎng)用電習(xí)慣明顯，安裝儲(chǔ)能以進(jìn)行削峰填谷、需量管理，能夠降低用電成本，并充當(dāng)后備電源應(yīng)急；

2）光儲(chǔ)充電站：光伏自發(fā)自用、供給電動(dòng)車充電站能源，儲(chǔ)能平抑大功率充電站對(duì)于電網(wǎng)的沖擊；

3）微電網(wǎng)：微電網(wǎng)具備可并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)行的靈活性，以工業(yè)園區(qū)微網(wǎng)、海島微網(wǎng)、偏遠(yuǎn)地區(qū)微網(wǎng)為主，儲(chǔ)能起到平衡發(fā)電供應(yīng)與用電負(fù)荷的作用；

4）新型應(yīng)用場(chǎng)景：工商業(yè)儲(chǔ)能探索融合發(fā)展新場(chǎng)景，已出現(xiàn)在5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應(yīng)用場(chǎng)景。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.4系統(tǒng)功能

3.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

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(cè)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(wú)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。

光伏界面

圖3光伏系統(tǒng)界面

本界面用來(lái)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(cè)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(cè)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(cè)、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。

儲(chǔ)能界面

圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)界面

本界面主要用來(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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)前電芯的電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。

風(fēng)電界面

圖13風(fēng)電系統(tǒng)界面

本界面用來(lái)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(cè)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(cè)、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。

充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來(lái)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。

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。

3.4.2發(fā)電預(yù)測(cè)

系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來(lái)天氣預(yù)測(cè)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(cè)，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測(cè)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(cè)界面

3.4.3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

3.4.4運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備規(guī)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(wú)功功率、正向有功電能等。

圖18運(yùn)行報(bào)表

3.4.5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

3.4.6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

3.4.7電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

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(cè)，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(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度和正序/負(fù)序/零序電壓值、三相電流不平衡度和正序/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(zhǎng)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(zhǎng)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(wú)功功率和視在功率；應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無(wú)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(cè)：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、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

3.4.8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

3.4.9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(wú)功功率、功率因數(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。

圖23曲線查詢

3.4.10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(lái)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。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

3.4.11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)?，包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計(jì)等信息。

3.4.12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(cè)。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，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。

圖26通信管理

3.4.13用戶權(quán)限管理

應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。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*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。

圖27用戶權(quán)限

3.4.14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，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。

圖28故障錄波

3.4.15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(cè)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)可由用戶規(guī)定和隨意修改。

圖29事故追憶

3.5系統(tǒng)硬件配置清單

4結(jié)　論

本文提出了一種針對(duì)電源系統(tǒng)的靈活電源管理策略，可以在含有電池轉(zhuǎn)換器和光伏逆變器的系統(tǒng)中*效地使用。該能量管理策略能夠充分利用電力系統(tǒng)中組合架構(gòu)之間的連接關(guān)系，可控制對(duì)電池的充放電、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和運(yùn)行狀態(tài)、性能的分析，同時(shí)可對(duì)電池的溫度、電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)及告警，從而保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定及安全。

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