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光儲充微電網能量管理系統控制策略研究及并網分析

更新時間:2024-10-09點擊次數:345次
光儲充微電網能量管理系統控制策略研究及并網分析

任運業

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:為全面落實我國能源革命戰略,實現可持續發展,現加大對可再生能源和新能源研發力度,實現其全面發展,以此來達到碳達峰、碳中和的戰略目標。所以,在此背景下,光伏發電的重要性日益凸顯,但是針對電網內部高效調度缺失以及管理力度不強等問題需要著重關注,并制定高效控制措施,只有這樣才能有效解決電力調峰錯谷、系統穩定性問題。為了有針對性的緩解大規模光伏發電在接入電網時所造成的各種問題,可以嘗試科學使用儲能技術,減少新能源并網造成的負面影響以及運行壓力,從而強化控制系統經濟性,實現質量和效率的全面提高。本文主要針對光伏儲能系統控制策略及并網思考展開研究分析。

關鍵詞:光伏儲能系統;控制措施;并網思考

  1. 引言

近幾年,我國對于分布式能源以及微電網發展的重視程度越來越高,而其中占據主要地位的就是光伏系統、儲能技術應用,這也逐漸成為保障現代電力能源供應可靠性、促進新能源消納、減少環境污染的有效措施之一。而針對當代社會對光伏儲能控制系統重視程度的提高,我國新能源領域專業學者對其發展前景、應用價值、系統性能等多層面都進行了詳細的研究分析。同時也著重凸顯出了光伏、儲能應用價值以及商業模式的實際應用效果,這對于后期實現項目科學規劃建設,保障其經濟性發展以及光伏儲能控制系統質量的提高都有著非常大的戰略意義。

而對于當前開展的各項研究可以看出,對于聯合發電系統出力特性的調研工作,應該結合其不同功率波動進行平抑措施,這樣可以更好的實現對新能源儲能量的完善與優化;然后就是要根據新能源出力典型場景進行綜合考慮,根據其概率分布做好能源系統中儲能控制體系的科學合理配置。除此之外,要明確儲能系統配置和規劃問題有直接關聯,同時還與短期運行有著密不可分的關系,因此如果是站在短期運行角度進行分析研究的話,就需要對儲能、新能源進行綜合建模,掌握其對儲能規劃都有哪些影響,然后構建出高效解決措施來科學配置儲能。

1、光伏儲能系統控制策略分析

針對光伏發電系統的能量儲存管理工作分析,其中主要工作重點的就是儲能設備的充電、放電控制、逆變器處并網功率控制幾個節點,而以下措施主要針對上述工作重心展開針對性討論研究。結合儲能系統控制效益可以看出,此體系的存在可以充分且全面的解決電網消納問題,期間還能借助輸出和輸入兩側的功率平衡來實現電能系統運行的穩定性;再加上儲能系統裝備的獨te優勢,不僅能在惡劣環境下正常供電,同時還可以結合實際情況作出不同改變,保障電能供給效益,以此來提高電網運行的可靠性和安全性。

1.1選取高效儲能系統設備

在選擇儲能設備方面,需要針對不同儲能需求以及各種儲能技術來展開工作,關鍵點就是光伏技術主體層面,儲能技術在細節上主要包括高能量密度儲能技術、高功率密度儲能技術兩種。

高能量密度儲能:涵蓋磁儲能技術、機械能技術、電能技術,而與上面三個對應的分別是超導儲能設備、飛輪儲能設備、超級電容器儲能設備;

高功率密度儲能:涵蓋電化學技術、化學技術,而其中使用儲能設備相對較多的就是化學技術,如:鉛酸蓄電池、鋰電池、硫化鈉電池、流體電池等,且氫電池是關鍵的儲能設備。對此,怎樣選擇合適度較高且實用性較強額的儲能設備,關鍵節點就在于可以不斷的根據設備性質、儲能設備能效等方面進行決定,而緊接著還需要不同條件因素,每個儲能設備能量特點、功率等詳細參數來賦予其權值,后就是要對加權平均值進行計算,這樣就可以選擇出性能好且儲能效益較高的設備。

1.2儲能系統設備充放電控制

SC與蓄電池混合設備,主要是利用DC/DC雙向變換器之后,與直流母線進行關聯,所以在研究分析方面可以在設備沒有過量充電或者是過量放電條件下進行分析研究,還有就是在設計方法角度上,能減少蓄電池充放電的大功率與沖擊電流,以此來實現使用壽命的提高,同時還可以維持直流母線處的功率穩定以及電壓平衡。

SC與蓄電池混合設備在與直流母線進行連接時,可以采用被動控制、半主動控制、主動控制三種方式。被動控制方式的主要連接方式是直接把混合儲能設備連接到直流母線位置上,這樣能降低電能儲能設備安裝難度及成本,但是功率難以有效控制,發展前景并不樂觀;主動控制方式是SC與蓄電池混合設備需要分別經過DC/DC雙向變換器,然后與直流母線進行連接,實現對設備的實際功率控制,這種控制方式設備安裝及運行成本高;半主動控制方式,是將SC與蓄電池混合設備按照兩種方式進行連接,安裝過程中有效的避免了以上兩種方式所衍生出的缺點,盡可能融合其優點,但是還是存在一些問題。所以,針對光伏儲能系統控制措施方面,可以選擇主動控制的方式來強化儲能設備功率,保障其優化的控制。

1.3利用規則控制器進行管理

對于怎樣利用規則控制器進行管理,主要操作方式就是將直流母線的功率差額輸入到規則控制器當中,確保低通濾波器當中可以通過高頻分量,緊接著就是要按照規范要求,在超級電容器與蓄電池中做好低頻部分的分配工作。在整個工作流程期間,儲能設備的功率平衡會不時的出現高頻份量處理,因此要把超級電容器介入其中,從而促使兩者實現平衡。此文獻也對于處在控制期間的FLC作出了詳細的定向分析,同時結合光伏并網中具體高效的功率控制措施進行了更加深入的研究,但是對于像能量控制、儲能設備充放電控制、逆變器控制這幾個層面,還是要結合實際,落實基本標準,不僅要保障電容器的正常運行以外,關鍵的還是要滿足電力需求。

1.4逆變器處并網功率控制措施

首要工作就是結合非隔離性逆變器作出直流變換,是否正常運轉進行研究分析,同時分析工作還要涉及到單位功率因數并網的控制方式。因此,單從逆變器角度來說,不僅要滿足工作需求,關鍵的是要滿足一點零功率因素和維持母線電壓的根本需求,所以,從工作重心方面分析,主要節點并不是針對逆變器功率因素調節方面。而關鍵在于,利用雙環P1的控制方式對逆變器進行控制,但對于內部層面的控制,重點還是在并網點電流電能控制、直流母線電壓的穩定控制方面。對此,怎樣才能發揮儲能裝置的放電實際效果,關鍵在于對儲能裝置管理控制系統的內部優化,防止其壽命受到損傷。

2、光伏儲能系統并網思考

2.1光伏儲能系統并網技術概述

目前,光伏儲能系統并網基本分為分布式發電體系、荒漠電站體系,而這兩種系統的主要工作機理就是將太陽能組件在工作運行期間,所產生的直流電,轉換成交流電,以此來滿足我們日常生活需求,之后在將其介入到公共電網當中,從而實現并網。而在整個并網系統中起到關鍵性作用的,就是并網逆變器,并網逆變器主要作用就是對電流、檢測電網的信號、功率點跟蹤、抗孤島進行控制和輸出。同時還具有檢測并網、控制并網、保護并網功能。根據目前的社會發展,我國的光伏儲能系統并網發展還比較緩慢,在實際運用和技術上還有很多問題等待解決。另外,由于在實際使用中缺少實驗數據,光伏儲能系統并網對整體電網是否存在影響也無從得知。而且,光伏儲能系統并網的穩定性相對較差、能量的密度也比較低、調節能力也一般,周圍的天氣溫差和氣候甚至是地理位置都會在不同程度上對發電量產生影響。所以,深入研究光伏儲能系統并網的體系模式,對加快能源結構調整步伐,提高新能源利用率等這些都具有重大意義。

2.2光伏儲能系統并網體系研究

站在結構系統方面分析,光伏儲能系統并網體系基本分為兩種,分別是單級結構、二級結構。

單級結構:關鍵機理就是借助逆變器,將光伏電站系統的直流電轉換成交流電,之后在將其轉換成和并網頻率相同、電壓幅值相同的電能。

二級結構:使用的則是轉換器,首先是升高直流電電壓,之后在逆變器的作用下將電流轉化成與電網相同頻率、電壓幅值的交流電,后實現并網。

大多數情況下,向這種大型光伏電站的控制系統,容量都非常大。所以,為了實現資源節約,減少不必要的資源浪費,基本上選擇的都是單級結構,而在其中起到決定性因素的關鍵技術則是合理設計出的并網逆變器構造和操作方式。所以,使用效益高且科學的并網逆變器,不僅會降低發電成本,提高發電效率和質量,關鍵的是可以保障終并網效益。而像電壓閃變、孤島效應等新問題,這些都對并網逆變器的控制提出新的挑戰。并網逆變器的設計應更加科學,更能有效的控制效率等,以此來減少電網中出現的問題。

2.3光伏儲能系統并網的配件設計

光伏電站的整體結構復雜,零部件也非常多,這里面貴的元件就是光伏電池,但是光伏電池的轉換效率也是在這個領域一直研究的問題。隨著現在社會科技的不斷發展,在單晶硅、多晶硅和薄膜電池的廣泛應用以后,與此同時也開發出了聚光式的光伏元件,它可以把太陽的光聚焦成很多倍,因此在未來的元器件設計中,一定能實現能量的高效轉換。

2.4高性能高效率的電能變換技術

大型的光伏電站內含有的零件非常多,組成也很復雜,而且并網逆變器在光伏電站中一直都有著重要的作用。并網逆變器的元件在實際應用中主要有兩大功能,協調控制和集群。同時還包含了兩方面的重要內容,在實際應用中可以運用并網逆變器統一控制,同時淡化彼此間的影響;還有一種就是借助系統的整體控制,從而來完成并網逆變器集群的統一工作,這樣就可以讓電壓穿越、孤島檢測等一系列功能能高效運行。

2.5大功率點的跟蹤技術

大功率點的跟蹤技術主要就是指控制器可以實時自動偵cha太陽能陣列的電壓,并對高功率值進行追蹤,以此來保障控制系統能取得太陽能陣列中大值的功率,以此來進行充電和放點的管理。大部分的大功率點的跟蹤技術基本涵蓋:電壓電流直接控制、參數選擇間接控制、現代控制理論人工智能等。其中,間接控制:主要就是對經驗、公式、數據庫進行使用,保障大功率點,但是存在一個弊端,就是無法實現對大功率點的跟蹤,誤差也大。但是,借助電流電壓檢測的方式,再對其進行跟蹤,實際效果要更加理想,優勢也比較突出;但是如果運用檢測電壓電流的方式,然后對大功率點進行跟蹤更具有明顯的優勢。通過一些實際研究可以看出,對電壓電流的檢測方式,要非常高,并且能夠實時的對大功率點進行跟蹤控制,滿足了所有場景的要求,在實際運用中得到了廣泛的運用。

2.6孤島效應技術

孤島效應通俗的講就是一種自給供電孤島現象,它的工作模式是當供電系統因為事故、故障或者是維修等因素暫停工作的時候,在按照客戶端時,對于是否存在停電問題,光伏并網發電系統并沒有做出檢測,甚至無法及時切斷自身與市政電力網絡的連接,以至于終會影響到周圍電力公共負載供電。而對于實際檢測孤島效應的方式,主要分為被動式和主動式兩種。被動式:主要是檢測電壓頻率、電壓諧波等。主動式檢測法:基本上包括功率擾動法、頻率擾動法等。但是隨著技術科技創新,現在又衍生出了一種較檢測方式,就是電網斷電過程中,改變電壓和電流的相位,此時整個系統中的輸出功率就會一同發生變化,從而實現檢測時間縮短的目的,關鍵的是可以使用不同的參數來實現并網逆變器的并聯檢測。

3、Acrel-2000MG微電網能量管理系統概述

3.1概述

Acrel-2000MG微電網能量管理系統,是我司根據新型電力系統下微電網監控系統與微電網能量管理系統的要求,總結國內外的研究和生產的經驗,專門研制出的企業微電網能量管理系統。本系統滿足光伏系統、風力發電、儲能系統以及充電樁的接入,全天候進行數據采集分析,直接監視光伏、風能、儲能系統、充電樁運行狀態及健康狀況,是一個集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該系統在安全穩定的基礎上以經濟優化運行為目標,促進可再生能源應用,提高電網運行穩定性、補償負荷波動;有效實現用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷,提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業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方案。

微電網能量管理系統應采用分層分布式結構,整個能量管理系統在物理上分為三個層: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,物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等。系統支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

3.2技術標準

本方案遵循的標準有:

本技術規范書提供的設備應滿足以下規定、法規和行業標準:

GB/T26802.1-2011工業控制計算機系統通用規范1部分:通用要求

GB/T26806.2-2011工業控制計算機系統工業控制計算機基本平臺2部分:性能評定方法

GB/T26802.5-2011工業控制計算機系統通用規范5部分:場地安全要求

GB/T26802.6-2011工業控制計算機系統通用規范6部分:驗收大綱

GB/T2887-2011計算機場地通用規范

GB/T20270-2006信息安全技術網絡基礎安全技術要求

GB50174-2018電子信息系統機房設計規范

DL/T634.5101遠動設備及系統5-101部分:傳輸規約基本遠動任務配套標準

DL/T634.5104遠動設備及系統5-104部分:傳輸規約采用標準傳輸協議子集的IEC60870-5-網絡訪問101

GB/T33589-2017微電網接入電力系統技術規定

GB/T36274-2018微電網能量管理系統技術規范

GB/T51341-2018微電網工程設計標準

GB/T36270-2018微電網監控系統技術規范

DL/T1864-2018獨立型微電網監控系統技術規范

T/CEC182-2018微電網并網調度運行規范

T/CEC150-2018低壓微電網并網一體化裝置技術規范

T/CEC151-2018并網型交直流混合微電網運行與控制技術規范

T/CEC152-2018并網型微電網需求響應技術要求

T/CEC153-2018并網型微電網負荷管理技術導則

T/CEC182-2018微電網并網調度運行規范

T/CEC5005-2018微電網工程設計規范

NB/T10148-2019微電網1部分:微電網規劃設計導則

NB/T10149-2019微電網2部分:微電網運行導則

3.3適用場合

系統可應用于城市、高速公路、工業園區、工商業區、居民區、智能建筑、海島、無電地區可再生能源系統監控和能量管理需求。

3.4型號說明

3.5系統配置

3.5.1系統架構

本平臺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系統組網方式

3.6系統功能

3.6.1實時監測

微電網能量管理系統人機界面友好,應能夠以系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、隔離開關等合、分閘狀態及有關故障、告警等信號。其中,各子系統回路電參量主要有:三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值;狀態參數主要有:開關狀態、斷路器故障脫扣告警等。

系統應可以對分布式電源、儲能系統進行發電管理,使管理人員實時掌握發電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態及發電單元與儲能單元運行功率設置等。

系統應可以對儲能系統進行狀態管理,能夠根據儲能系統的荷電狀態進行及時告警,并支持定期的電池維護。

微電網能量管理系統的監控系統界面包括系統主界面,包含微電網光伏、風電、儲能、充電樁及總體負荷組成情況,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,儲能及光伏系統信息進行顯示。

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圖2系統主界面

子界面主要包括系統主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統計列表等。

3.6.1.1光伏界面

圖3光伏系統界面

本界面用來展示對光伏系統信息,主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態監測及報警、逆變器及電站發電量統計及分析、并網柜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;同時對系統的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數據進行展示。

3.6.1.2儲能界面

圖4儲能系統界面

本界面主要用來展示本系統的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖5儲能系統PCS參數設置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數進行設置,包括開關機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

圖6儲能系統BMS參數設置界面

本界面用來展示對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7儲能系統PCS電網側數據界面

本界面用來展示對PCS電網側數據,主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數等。

圖8儲能系統PCS交流側數據界面

本界面用來展示對PCS交流側數據,主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數、溫度值等。同時針對交流側的異常信息進行告警。

圖9儲能系統PCS直流側數據界面

本界面用來展示對PCS直流側數據,主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側的異常信息進行告警。

圖10儲能系統PCS狀態界面

本界面用來展示對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11儲能電池狀態界面

本界面用來展示對BMS狀態信息,主要包括儲能電池的運行狀態、系統信息、數據信息以及告警信息等,同時展示當前儲能電池的SOC信息。

圖12儲能電池簇運行數據界面

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,并展示當前電芯的大、小電壓、溫度值及所對應的位置。

3.6.1.3風電界面

圖13風電系統界面

本界面用來展示對風電系統信息,主要包括逆變控制一體機直流側、交流側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;同時對系統的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數據進行展示。

3.6.1.4充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來展示對充電樁系統信息,主要包括充電樁用電總功率、交直流充電樁的功率、電量、電量費用,變化曲線、各個充電樁的運行數據等。

3.6.1.5視頻監控界面

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圖15微電網視頻監控界面

本界面主要展示系統所接入的視頻畫面,且通過不同的配置,實現預覽、回放、管理與控制等。

3.6.2發電預測

系統應可以通過歷史發電數據、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,并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,便于用戶對該系統新能源發電的集中管控。

圖16光伏預測界面

3.6.3策略配置

系統應可以根據發電數據、儲能系統容量、負荷需求及分時電價信息,進行系統運行模式的設置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、有序充電、動態擴容等。

基礎參數

計劃曲線-一充一放

圖17策略配置界面

3.6.4運行報表

應能查詢各子系統、回路或設備指ding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、正向有功電能等。

圖18運行報表

3.6.5實時報警

應具有實時報警功能,系統能夠對各子系統中的逆變器、雙向變流器的啟動和關閉等遙信變位,及設備內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;并應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關人員。

圖19實時告警

3.6.6歷史事件查詢

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和管理,方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯,查詢統計、事故分析。

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圖20歷史事件查詢

3.6.7電能質量監測

應可以對整個微電網系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系統電能質量情況,以便及時發現和消除供電不穩定因素。

1)在供電系統主界面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、三相電壓不平衡度百fen百和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度百fen百和正序/負序/零序電流值;

2)諧波分析功能:系統應能實時顯示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)電壓波動與閃變:系統應能顯示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頻率偏差;

4)功率與電能計量:系統應能顯示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,系統應能產生告警,事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關人員;系統應能查看相應暫態事件發生前后的波形。

6)電能質量數據統計:系統應能顯示1min統計整2h存儲的統計數據,包括均值、大值、小值、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21微電網系統電能質量界面

3.6.8遙控功能

應可以對整個微電網系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。系統維護人員可以通過管理系統的主界面完成遙控操作,并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執行的操作順序,可以及時執行調度系統或站內相應的操作命令。

圖22遙控功能

3.6.9曲線查詢

應可在曲線查詢界面,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、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。

3.6.10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系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況,即該節點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。對微電網與外部系統間電能量交換進行統計分析;對系統運行的節能、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;具備對并網型微電網的并網點進行電能質量分析。

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圖24統計報表

3.6.11網絡拓撲圖

系統支持實時監視接入系統的各設備的通信狀態,能夠完整的顯示整個系統網絡結構;可在線診斷設備通信狀態,發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

圖25微電網系統拓撲界面

本界面主要展示微電網系統拓撲,包括系統的組成內容、電網連接方式、斷路器、表計等信息。

3.6.12通信管理

可以對整個微電網系統范圍內的設備通信情況進行管理、控制、數據的實時監測。系統維護人員可以通過管理系統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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3.6.13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)。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限,為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

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3.6.14故障錄波

應可以在系統發生故障時,自動準確地記錄故障前、后過程的各相關電氣量的變化情況,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、提高電力系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個開關量波形。

3.6.15事故追憶

可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數據,包括開關位置、保護動作狀態、遙測量等,形成事故分析的數據基礎。

用戶可自定義事故追憶的啟動事件,當每個事件發生時,存儲事故qian10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關點數據。啟動事件和監視的數據點可由用戶指ding和隨意修改。

圖29事故追憶

4、硬件及其配套產品

序號

設備

型號

圖片

說明

1

能量管理系統

Acrel-2000MG

內部設備的數據采集與監控,由通信管理機、工業平板電腦、串口服務器、遙信模塊及相關通信輔件組成。

數據采集、上傳及轉發至服務器及協同控制裝置

策略控制:計劃曲線、需量控制、削峰填谷、備用電源等

2

顯示器

25.1英寸液晶顯示器

系統軟件顯示載體

3

UPS電源

UPS2000-A-2-KTTS

為監控主機提供后備電源

4

打印機

HP108AA4

用以打印操作記錄,參數修改記錄、參數越限、復限,系統事故,設備故障,保護運行等記錄,以召喚打印為主要方式

5

音箱

R19U

播放報警事件信息

6

工業網絡交換機

D-LINKDES-1016A16

提供16口百兆工業網絡交換機解決了通信實時性、網絡安全性、本質安全與安全防爆技術等技術問題

7

GPS時鐘

ATS1200GB

利用gps同步衛星信號,接收1pps和串口時間信息,將本地的時鐘和gps衛星上面的時間進行同步

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)、復費率電能計量、

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:帶開關量輸入和繼電器輸出可實現斷路器開關的"遜信“和“遙控"的功能

9

直流計量電表

PZ96L-DE

可測量直流系統中的電壓、電流、功率、正向與反向電能。可帶RS485通訊接口、模擬量數據轉換、開關量輸入/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,當外部電網停電后斷開和電網連接

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箱變測控裝置

AM6-PWC

置針對光伏、風能、儲能升壓變不同要求研發的集保護,測控,通訊一體化裝置,具備保護、通信管理機功能、環網交換機功能的測控裝置

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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:實時多任務并行處理數據采集和數據轉發,可多鏈路上送平臺據:

14

串口服務器

Aport

功能:轉換“輔助系統"的狀態數據,反饋到能量管理系統中。

1)空調的開關,調溫,及完quan斷電(二次開關實現)

2)上傳配電柜各個空開信號

3)上傳UPS內部電量信息等

4)接入電表、BSMU等設備

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遙信模塊

ARTU-K16

1)反饋各個設備狀態,將相關數據到串口服務器:

讀消防VO信號,并轉發給到上層(關機、事件上報等)

2)采集水浸傳感器信息,并轉發3)給到上層(水浸信號事件上報)

4)讀取門禁程傳感器信息,并轉發

  1. 結束語

綜上所述,結合現代社會不斷發展進步,世界各國均受到政策和能源戰略不同程度影響,這種現實背景也在一定程度上推動了分布式光伏和儲能的全面發展,促使其逐漸發展成能源互聯網的必要組成部分,除此之外,在能源生產以及消費方面也起著決定性的作用。如果是站在地域化角度進行分析的話,消納能力較強的地區普遍集中在華東和華中以及珠三角地區,而且電價水平也比較高,這種情況會隨著時間推移逐漸延伸到其它地區當中。從發展類型方面來看,主要是從體量較大的工商業屋頂分布式光伏、儲能作為主要切入點,然后逐漸探索出光儲充一體化的發展模式,并做好試點工作,逐步做好后期培育工作,以此來保障全新功能的增長。通過計算電站在并網運行時各個流程中故障情況的發生幾率,能發現其內部存在的問題,這樣是后期保障實時性和計量性基礎上需要著重解決的重點工作。

參考文獻

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[3]徐冬.基于混合儲能的光伏發電系統并網控制策略研究[D].石河子:石河子大學,2021.

[4]王雪純.基于VSG的光伏儲能并網系統控制策略研究[D].沈陽:遼寧工程技術大學,2021.

[5]侯玨.基于同步測量與VSC附加控制的主動配電網動態特性優化方法[D].上海:華中科技大學,2021.

[6]魯盈舟.參與配電網電壓調節的風光儲并網系統無功控制策略研究[D].沈陽:沈陽農業大學,2022.

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[9]郭桂福,光伏儲能系統控制策略及并網分析[A].工業

[10]安科瑞企業微電網設計與應用設計,2022,05

作者介紹:
任運業,男,現任職于安科瑞電氣股份有限公司。


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