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摘要:現(xiàn)階段,高速公路上的充電網(wǎng)絡(luò)基本建設(shè)完成,并且得到了快速的發(fā)展。因此,為確保高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)光儲充電站的應(yīng)用需求能夠得到滿足,須引入清潔綠色電力,與此生成高速公路能源保障機(jī)制,以增加交通出行環(huán)節(jié)的用電便利性。基于此,本文首先簡要分析了工程概況,其次闡述了高速公路服務(wù)區(qū)光儲充電站運行控制問題,之后提出了高速公路服務(wù)區(qū)光儲充電站運行控制措施,以期對相關(guān)部門的工作有所幫助。
關(guān)鍵詞:高速公路;服務(wù)區(qū);光儲充電站;運行控制
0引言
因傳統(tǒng)燃油汽車在使用過程中限制性因素有所增加,使得新能源汽車在近年來越來越受人們的青睞。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,截至2022年國內(nèi)的新能源汽車位居國際*,并且占國際比重的60%以上。并且到2023年4月底國內(nèi)的新能源汽車已經(jīng)完成了49.44萬輛的銷售額,同比增長86.28%。
本文以某區(qū)域內(nèi)的光儲充電站發(fā)電項目為例,其日均發(fā)電量約為4000kWh,可滿足該服務(wù)區(qū)內(nèi)的日均用電需求。其在本地的光伏發(fā)電項目中光儲充能源項目的容量是1.296MV,光伏區(qū)域的占比約為69.32%,而其中充電樁區(qū)域的實際占比是3.62%,儲能區(qū)域的占比是21.04%。其具備實現(xiàn)充電樁+光伏+儲能為一體的功能。并且服務(wù)區(qū)內(nèi)會將所產(chǎn)生的電量,優(yōu)先給到充電樁使用,然后給到儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電。將剩余的部門服務(wù)區(qū)使用,若服務(wù)區(qū)內(nèi)存在無法消納的電量,則直接與公共電網(wǎng)對接。
1高速公路服務(wù)區(qū)光儲充電站運行控制問題
結(jié)合的研究可知,在使用電動汽車時,日均充電高峰為下午5:00~7:00點,下午的12:00~16:00點以及夜間的23:00至次日1:00點。并且用戶的平均充電量為245/6kWh,充電時長約為49.3min。單次的充電金額是25元,每日需充電1.4次。在此背景下,即便充電基礎(chǔ)設(shè)施目前已經(jīng)取得進(jìn)步,但仍存在一些問題,值得相關(guān)人員研究及改善,具體如下。
1.1充電網(wǎng)絡(luò)覆蓋度低
國內(nèi)目前已經(jīng)建成了4.9萬km的高速公路快充網(wǎng)絡(luò),而在部分區(qū)域內(nèi)的支線地帶,仍存在未覆蓋的情況,因為技術(shù)故障以及車位被占據(jù)等因素影響,使App內(nèi)顯示有可充電車位,但達(dá)到后卻被燃油車或者是其他車輛占位,無法進(jìn)行充電。因為布局有盲點,所以充電網(wǎng)絡(luò)覆蓋度整體較低。
1.2充電車位環(huán)境較差
在充電車位附近的管理工作仍須加強,在完成充電后,存在隨意扔充電槍等問題。也存在車主插隊充電等情況,降低新能源汽車使用者的體驗感。
1.3充電電樁缺少維護(hù)
充電樁的整體布局方式不合理,因為各個充電設(shè)施的運營企業(yè)未合理地處理充電App,使人們所使用的導(dǎo)航服務(wù)仍有欠缺。使汽車的保有量下降并且充電站內(nèi)的冷熱分布不均勻,區(qū)域性充電樁限制,還有部分區(qū)域無樁可用,接口不兼容,充電樁損壞等問題,都是充電樁在維護(hù)環(huán)節(jié)可能遇見的問題。
1.4相關(guān)配套設(shè)施匱乏
在高速公路內(nèi)的偏遠(yuǎn)地帶存在充電樁數(shù)量不足的情況,相關(guān)配套設(shè)施的匱乏,無法保證充電站能夠完成超前布局,使分散建樁更不易被管理。若存在自行建樁的情況,也會增加安全性方面的影響。
2高速公路服務(wù)區(qū)光儲充電站運行控制措施
2.1提高充電網(wǎng)絡(luò)覆蓋度,加強光儲充電系統(tǒng)設(shè)計
為實現(xiàn)對高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)光儲充電站的控制,應(yīng)提高充電網(wǎng)絡(luò)的覆蓋度,適當(dāng)加強系統(tǒng)設(shè)計,運用成對方式,將充電站布置在公路的兩端。這樣,采用地區(qū)電網(wǎng)的供電方式,則可讓一段由饋電電纜完成接入操作,使得總降電壓的變電室能夠順利提供電能。首先,以某地的服務(wù)區(qū)為例,在充電樁項目建設(shè)期間,可以實現(xiàn)對空地資源的升級改造,增加儲能裝置在此期間的應(yīng)用,讓所連接的電纜長度有所延長,如此則可降低電壓后續(xù)所帶來的影響,從前期設(shè)計活動開始,就保障了配電系統(tǒng)的安全性(如圖1所示)。
其次,可以運用單位公路的運行方式,讓接入點電壓具備可調(diào)節(jié)的功能。使低壓電力區(qū)域的受力偏差值是-7%~+7%,在簡化設(shè)計流程的同時,順利生成光儲充電電路。其中,服務(wù)區(qū)內(nèi)南側(cè)的負(fù)荷電壓是U1,北側(cè)的負(fù)荷電壓是U2;電網(wǎng)接入的電壓是Ug。而K、Z則為低壓側(cè)的變比和等效阻抗;Z1是饋電線路和總降壓變電室的等效阻抗;Z2為等效南北兩側(cè)的等效阻抗;IPV表示并網(wǎng)電流。若通過公式來確認(rèn)在單位功率因數(shù)運行過程中的并網(wǎng)電流為:IPV=-mU2。并且,若服務(wù)區(qū)已經(jīng)完成光伏發(fā)電系統(tǒng)的新增工作,則其中的負(fù)載電壓可通過公式表示,具體如下:
而其中的發(fā)電功率,也可運用公式表示,具體為:
如此,在服務(wù)區(qū)內(nèi)電纜參數(shù)以及配電變壓器等條件為已知后,則可根據(jù)上述公式內(nèi)容,完成南北兩側(cè)的電壓計算工作。掌握U1,U2如何變化,列出光伏電源的具體接入功率。也可通過趨勢曲線來掌握電網(wǎng)接入點內(nèi)Ug的變化情況。當(dāng)Ug=1pu時,配電變壓器內(nèi)的T1也會發(fā)生變化,使其中的額定電容在400kVA左右。若光伏電源與功率對接時,其變化幅度就會增加,使得服務(wù)區(qū)內(nèi)的南側(cè)電壓變化范圍縮小,而U2的變化范圍則相對明顯。若在高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)的光伏電源整體接入容量已經(jīng)增加到了140kW,則南側(cè)的電壓則會超出7%的上限。這也說明,此時電壓存在越限的可能。
后,為防止此方面問題的發(fā)生,應(yīng)確認(rèn)電壓的*超出限值,加強對光伏電源的運行狀況的了解,從而確保相關(guān)設(shè)備能夠安全地運行。同時,也應(yīng)把控光伏電源的整體利用率,防止其發(fā)生利用率較低的問題。
2.2營造良好光儲充電環(huán)境,強化光伏發(fā)電滲透率
為營造出良好的光儲充電環(huán)境,應(yīng)對公共充電樁的利用率進(jìn)行提升。例如,若日均通勤距離為70km,則3~4日完成一次充電即可。此時,應(yīng)在App內(nèi)準(zhǔn)確標(biāo)注充電樁的位置,縮短新能源汽車的充電時間。并且,可以結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的要求,讓光伏逆變器能夠與控制指令相互對接,讓光伏單元可以更改無功出力的形式。
這樣,若光伏發(fā)電過程中,系統(tǒng)內(nèi)的功率因素角是φ,則其中的并網(wǎng)電流則為:IPV=-m(1+jtanφ)U2。同時,可以采用簡化分析的方式,完成南側(cè)負(fù)荷電壓的假定,讓U1值能夠維持在可控范圍內(nèi),以降低北側(cè)負(fù)荷所帶來的影響,使得服務(wù)區(qū)內(nèi)南側(cè)的電壓幅值能夠運用公式表達(dá):
如此,則可了解在服務(wù)區(qū)內(nèi)光儲充電站中的無功功率是否有*的可能。同時,可采用無功功率的合理調(diào)節(jié),讓光伏的發(fā)電滲透率有所提高。并且,讓服務(wù)區(qū)不會處于輕載的條件,使得服務(wù)區(qū)內(nèi)的充電樁不會出現(xiàn)電壓超限的情況。另外,也可通過EMS系統(tǒng)的輔助,讓其與集線器、電能質(zhì)量分析儀、微網(wǎng)控制器相互銜接(如圖2所示),提高光伏逆變器無功容量的利用率,以防止系統(tǒng)中的電量發(fā)生過度損失的情況。
圖2光伏發(fā)電滲透流程圖
后,也應(yīng)減少饋電電纜所帶來的影響,讓多根電纜采用并列的運行方法,分擔(dān)電纜載流量。這樣,則可使光充電站在完成降壓的同時,使同等容量的光伏電順利分配。
2.3加強對充電樁的維護(hù),制定光儲充電站運行控制方案
為強化高速公路上光儲充電站運行效果,提升充電樁的利用率,應(yīng)防止光伏發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)問題。首先,應(yīng)保證光伏系統(tǒng)的正常運行,避免電壓發(fā)生超限的情況,采取行之有效的操作方式,防止資源浪費并將投資回收期縮短。如此,則可加強對充電樁的維護(hù),讓其能夠延長使用年限。
其次,應(yīng)了解光伏負(fù)荷用電、光伏發(fā)電出力的情況。增加對電價信息等諸多方面的重視。采用合理的控制方式,讓儲能裝置順利充放電。如此,則可增加在光儲充電站運行環(huán)節(jié)的收益。并且,也可強化儲能逆變器、光伏逆變器的具體功能,讓服務(wù)區(qū)內(nèi)的電壓能力有所提升。這樣,則可讓系統(tǒng)中的電能損耗有所減少。
這樣,在上述控制目標(biāo)達(dá)成后,方可形成完整的能量管理系統(tǒng)。以實現(xiàn)對電壓水平、電壓越限、電壓負(fù)荷及檢測模塊、儲能充放電模塊的控制。使得所得到的數(shù)據(jù)內(nèi)容,都可以采用遠(yuǎn)程發(fā)布的方式,上傳到能量管理系統(tǒng)當(dāng)中,以增加在后續(xù)管理活動方面的助力。
后,若光伏的發(fā)電量相對較大,則服務(wù)區(qū)內(nèi)所產(chǎn)生的電負(fù)荷則相對較小。因此,應(yīng)了解光伏并網(wǎng)電力的具體反饋方式,輸電線路上能夠順利地形成電壓。則可運用電壓控制模塊,開展實時的檢測工作,使得所設(shè)定的閾值與電壓值能夠相互比較,讓其不會超出閾值。則可充分利用光伏逆變器,讓其中的無功能力可以確認(rèn),以降低服務(wù)器內(nèi)的電壓。
2.4增加相關(guān)配套設(shè)施,執(zhí)行仿真測試及驗證操作
為保證公共充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)活動的順利開展,應(yīng)適當(dāng)?shù)匕芽毓渤潆娋W(wǎng)絡(luò)建設(shè)的質(zhì)量與數(shù)量,讓建設(shè)的布局結(jié)構(gòu)更加嚴(yán)謹(jǐn),防止地域不平衡等問題,對本項目造成影響。
首先,可采用改建、新建以及擴(kuò)容的方式,實現(xiàn)對充電樁的合理布局,加強高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)充電樁的密度,以保證后續(xù)的充電需求能夠得到滿足。并且,可以基于高速公路服務(wù)區(qū)的運營能力以及建設(shè)能力,實現(xiàn)對充電場站服務(wù)等級的認(rèn)證,以保證公共充電網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量有所提升。
其次,須實行仿真測試及驗證操作。優(yōu)先生成數(shù)字化的仿真裝置,完成降壓變、供電電網(wǎng)、饋電線路、用電負(fù)荷、光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能裝置等的組裝操作,形成光儲充電站模型。這樣,則可保證儲能逆變器、光伏逆變器以及能量管理系統(tǒng)的合理銜接。也可依靠RTDS仿真平臺,實現(xiàn)實物控制器與仿真平臺之間的對接。如此,則可采用電壓、SOC、電流、PWM等脈沖信號,實現(xiàn)光伏逆變器與能量管理系統(tǒng)的銜接,使得現(xiàn)場內(nèi)的控制器能夠保持一致。這樣,則可防止電壓不平衡等問題的發(fā)生。
后,可運用三相電壓的不平衡測試方式,實現(xiàn)對所記錄波形的測試,保證在能量管理工作當(dāng)中,各區(qū)域內(nèi)的調(diào)節(jié)功能可以被強化。若儲能裝置已經(jīng)停止工作,則可讓光伏發(fā)電系統(tǒng)以限功率的形式出現(xiàn)。結(jié)合三相電壓幅值的差異值進(jìn)行分析,當(dāng)其達(dá)到10.55%時,則可說明此時為夜間,光伏發(fā)電系統(tǒng)未工作。
與此同時,應(yīng)增加對RTDS仿真平臺的了解,使儲能充放電以及電壓水平狀態(tài)都能夠被調(diào)節(jié)。并且經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn),在冬季時,充電站內(nèi)的電壓幅值差異會變大,而在部分時段,電負(fù)荷中的電壓幅值會降低到12.9%。如若此時,對發(fā)電數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入量的仿真驗證,則可了解到三相電壓的幅值在此狀態(tài)下是保持一致的,而光伏發(fā)電系統(tǒng)中的無功功率正維持在平衡狀態(tài),并且可以規(guī)避用電設(shè)備的不正常用電風(fēng)險。而儲能裝置若處于電價谷段,則在凌晨1:00點左右,充電功率是57kW,而在5:00點則可完成充電。當(dāng)電價處于峰段,也就是8:00~11:00,可以確認(rèn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率,讓電價平衡點是11:00點,并且可以運行剩余的光伏,讓充電電能完成補充操作。
3 Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
3.1平臺概述
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,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、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入,*進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析,直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲能系統(tǒng)、充電站運行狀態(tài)及健康狀況,是一個集監(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)化運行為目標(biāo),促進(jìn)可再生能源應(yīng)用,提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負(fù)荷波動;有效實現(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),整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層:設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級通信網(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。
3.2平臺適用場合
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。
3.3系統(tǒng)架構(gòu)
本平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,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
4.1實時監(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行狀態(tài),實時監(jiān)測光伏、風(fēng)電、儲能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,動態(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。其中,各子系統(tǒng)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(shù)、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計值;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)可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理,使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設(shè)置等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對儲能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理,能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時告警,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、儲能、充電站及總體負(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,儲能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。
圖1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、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。
4.1.1光伏界面
圖2光伏系統(tǒng)界面
本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息,主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、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;同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
4.1.2儲能界面
圖3儲能系統(tǒng)界面
本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲能裝機(jī)容量、儲能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。
圖4儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面
本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,包括開關(guān)機(jī)、運行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。
圖5儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面
本界面用來展示對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6儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對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7儲能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對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。同時針對交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。
圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS直流側(cè)數(shù)據(jù),主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。
圖9儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面
本界面用來展示對PCS狀態(tài)信息,主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。
圖10儲能電池狀態(tài)界面
本界面用來展示對BMS狀態(tài)信息,主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等,同時展示當(dāng)前儲能電池的SOC信息。
圖11儲能電池簇運行數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對電池簇信息,主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度,并展示當(dāng)前電芯的電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。
4.1.3風(fēng)電界面
圖12風(fēng)電系統(tǒng)界面
本界面用來展示對風(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)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、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;同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
4.1.4充電站界面
圖13充電站界面
本界面用來展示對充電站系統(tǒng)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、各個充電站的運行數(shù)據(jù)等。
4.1.5視頻監(jiān)控界面
圖14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,實現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。
系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預(yù)測數(shù)據(jù),對分布式發(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生成發(fā)電計劃,便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。
圖15光伏預(yù)測界面
系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負(fù)荷需求及分時電價信息,進(jìn)行系統(tǒng)運行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、防逆流、有序充電、動態(tài)擴(kuò)容等。
具體策略根據(jù)項目實際情況(如儲能柜數(shù)量、負(fù)載功率、光伏系統(tǒng)能力等)進(jìn)行接口適配和策略調(diào)整,同時支持定制化需求。
圖16策略配置界面
應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*時間的運行參數(shù),報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、尖峰平谷時段電量等。
圖17運行報表
應(yīng)具有實時報警功能,系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關(guān)閉等遙信變位,及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動作或事故跳閘時應(yīng)能發(fā)出告警,應(yīng)能實時顯示告警事件或跳閘事件,包括保護(hù)事件名稱、保護(hù)動作時刻;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18實時告警
應(yīng)能夠?qū)b信變位,保護(hù)動作、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)行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。
圖19歷史事件查詢
應(yīng)可以對整個微電網(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,使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況,以便及時發(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)能實時顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)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(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(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)電壓波動與閃變:系統(tǒng)應(yīng)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(yīng)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(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差;
4)功率與電能計量: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、短時中斷發(fā)生時,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:系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù),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(yīng)包含事件名稱、狀態(tài)(動作或返回)、波形號、越限值、故障持續(xù)時間、事件發(fā)生的時間。
圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面
應(yīng)可以對整個微電網(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,可以及時執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。
圖21遙控功能
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。
圖22曲線查詢
具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的發(fā)電、用電、充放電情況,即該節(jié)點進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進(jìn)行統(tǒng)計分析;對系統(tǒng)運行的節(jié)能、收益等分析;具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析,包括年停電時間、年停電次數(shù)等分析;具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
圖23統(tǒng)計報表
系統(tǒng)支持實時監(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)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/p>
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、表計等信息。
可以對整個微電網(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)的實時監(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,然后選擇通信控制啟動所有端口或某個端口,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25通信管理
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,運行參數(shù)修改等)??梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。
圖26用戶權(quán)限
應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時,自動準(zhǔn)確地記錄故障前、后過程的各相關(guān)電氣量的變化情況,通過對這些電氣量的分析、比較,對分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動作、提高電力系統(tǒng)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(fā)6段錄波,每次錄波可記錄故障前8個周波、故障后4個周波波形,總錄波時間共計46s。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關(guān)量波形。
圖27故障錄波
可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據(jù),包括開關(guān)位置、保護(hù)動作狀態(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事件,當(dāng)每個事件發(fā)生時,存儲事故10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關(guān)點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶隨意修改。
5結(jié)束語
光儲充一體化充電站設(shè)置的目的,是要滿足車輛充電需求。與傳統(tǒng)充電模式相比,光儲充一體化充電站具備智能化、自動化的優(yōu)勢??梢栽诮ㄔO(shè)區(qū)域內(nèi)利用空閑場地,提供清潔能源以及儲能技術(shù),為充電站、配電網(wǎng)提供可靠電量。
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