擁抱光儲(chǔ)充，暢享綠色能源新時(shí)代

程瑜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

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(chǔ)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?；诖耍疚氖紫群?jiǎn)要分析了工程概況，其次闡述了高速公路服務(wù)區(qū)光儲(chǔ)充電站運(yùn)行控制問(wèn)題，之后提出了高速公路服務(wù)區(qū)光儲(chǔ)充電站運(yùn)行控制措施，以期對(duì)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(chǔ)充電站；運(yùn)行控制

0引言

因傳統(tǒng)燃油汽車在使用過(guò)程中限制性因素有所增加，使得新能源汽車在近年來(lái)越來(lái)越受人們的青睞。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2022年國(guó)內(nèi)的新能源汽車位居國(guó)際*，并且占國(guó)際比重的60%以上。并且到2023年4月底國(guó)內(nèi)的新能源汽車已經(jīng)完成了49.44萬(wàn)輛的銷售額，同比增長(zhǎng)86.28%。

本文以某區(qū)域內(nèi)的光儲(chǔ)充電站發(fā)電項(xiàng)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(xiàng)目中光儲(chǔ)充能源項(xiàng)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(shí)際占比是3.62%，儲(chǔ)能區(qū)域的占比是21.04%。其具備實(shí)現(xiàn)充電樁+光伏+儲(chǔ)能為一體的功能。并且服務(wù)區(qū)內(nèi)會(huì)將所產(chǎn)生的電量，優(yōu)先給到充電樁使用，然后給到儲(chǔ)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(wú)法消納的電量，則直接與公共電網(wǎng)對(duì)接。

1高速公路服務(wù)區(qū)光儲(chǔ)充電站運(yùn)行控制問(wèn)題

結(jié)合對(duì)白皮書的研究可知，在使用電動(dòng)汽車時(shí)，日均充電高峰為下午5：00～7:00點(diǎn)，下午的12:00～16:00點(diǎn)以及夜間的23：00至次日1：00點(diǎn)。并且用戶的平均充電量為245/6kWh，充電時(shí)長(zhǎng)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(wèn)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(guó)內(nèi)目前已經(jīng)建成了4.9萬(wàn)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，仍存在未完全覆蓋的情況，因?yàn)榧夹g(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(wú)法進(jìn)行充電。因?yàn)椴季钟忻c(diǎn)，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(qiáng)，在完成充電后，存在隨意扔充電槍等問(wèn)題。也存在車主插隊(duì)充電等情況，降低新能源汽車使用者的體驗(yàn)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?yàn)楦鱾€(gè)充電設(shè)施的運(yùn)營(yíng)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(wú)樁可用，接口不兼容，充電樁損壞等問(wèn)題，都是充電樁在維護(hù)環(huán)節(jié)可能遇見(jiàn)的問(wèn)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(wú)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(huì)增加安全性方面的影響。

2高速公路服務(wù)區(qū)光儲(chǔ)充電站運(yùn)行控制措施

2.1提高充電網(wǎng)絡(luò)覆蓋度，加強(qiáng)光儲(chǔ)充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)光儲(chǔ)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(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，運(yùn)用成對(duì)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(xiàng)目建設(shè)期間，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空地資源的升級(jí)改造，增加儲(chǔ)能裝置在此期間的應(yīng)用，讓所連接的電纜長(zhǎng)度有所延長(zhǎng)，如此則可降低電壓后續(xù)所帶來(lái)的影響，從前期設(shè)計(jì)活動(dòng)開(kāi)始，就保障了配電系統(tǒng)的安全性（如圖1所示）。

其次，可以運(yùn)用單位公路的運(yùn)行方式，讓接入點(diǎn)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(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程的同時(shí)，順利生成光儲(chǔ)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(guò)公式來(lái)確認(rèn)在單位功率因數(shù)運(yùn)行過(guò)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(guò)公式表示，具體如下：

而其中的發(fā)電功率，也可運(yùn)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(jì)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(guò)趨勢(shì)曲線來(lái)掌握電網(wǎng)接入點(diǎn)內(nèi)Ug的變化情況。當(dāng)Ug=1pu時(shí)，配電變壓器內(nèi)的T1也會(huì)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(duì)接時(shí)，其變化幅度就會(huì)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(duì)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(huì)超出7%的上限。這也說(shuō)明，此時(shí)電壓存在越限的可能。

后，為防止此方面問(wèn)題的發(fā)生，應(yīng)確認(rèn)電壓的*超出限值，加強(qiáng)對(duì)光伏電源的運(yùn)行狀況的了解，從而確保相關(guān)設(shè)備能夠安全地運(yùn)行。同時(shí)，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(wèn)題。

2.2營(yíng)造良好光儲(chǔ)充電環(huán)境，強(qiáng)化光伏發(fā)電滲透率

為營(yíng)造出良好的光儲(chǔ)充電環(huán)境，應(yīng)對(duì)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(shí)，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(shí)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(duì)接，讓光伏單元可以更改無(wú)功出力的形式。

這樣，若光伏發(fā)電過(guò)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(shí)，可以采用簡(jiǎn)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(lái)的影響，使得服務(wù)區(qū)內(nèi)南側(cè)的電壓幅值能夠運(yùn)用公式表達(dá)：

如此，則可了解在服務(wù)區(qū)內(nèi)光儲(chǔ)充電站中的無(wú)功功率是否有*的可能。同時(shí)，可采用無(wú)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(huì)處于輕載的條件，使得服務(wù)區(qū)內(nèi)的充電樁不會(huì)出現(xiàn)電壓超限的情況。另外，也可通過(guò)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(wú)功容量的利用率，以防止系統(tǒng)中的電量發(fā)生過(guò)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(lái)的影響，讓多根電纜采用并列的運(yùn)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(shí)，使同等容量的光伏電順利分配。

2.3加強(qiáng)對(duì)充電樁的維護(hù)，制定光儲(chǔ)充電站運(yùn)行控制方案

為強(qiáng)化高速公路上光儲(chǔ)充電站運(yùn)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(wèn)題。首先，應(yīng)保證光伏系統(tǒng)的正常運(yùn)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(fèi)并將投資回收期縮短。如此，則可加強(qiáng)對(duì)充電樁的維護(hù)，讓其能夠延長(zhǎng)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(duì)電價(jià)信息等諸多方面的重視。采用合理的控制方式，讓儲(chǔ)能裝置順利充放電。如此，則可增加在光儲(chǔ)充電站運(yùn)行環(huán)節(jié)的收益。并且，也可強(qiáng)化儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)對(duì)電壓水平、電壓越限、電壓負(fù)荷及檢測(cè)模塊、儲(chǔ)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(dòng)方面的助力。

后，若光伏的發(fā)電量相對(duì)較大，則服務(wù)區(qū)內(nèi)所產(chǎn)生的電負(fù)荷則相對(duì)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(yùn)用電壓控制模塊，開(kāi)展實(shí)時(shí)的檢測(cè)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(huì)超出閾值。則可充分利用光伏逆變器，讓其中的無(wú)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(cè)試及驗(yàn)證操作

為保證公共充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)活動(dòng)的順利開(kāi)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(wèn)題，對(duì)本項(xiàng)目造成影響。

首先，可采用改建、新建以及擴(kuò)容的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電樁的合理布局，加強(qiáng)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(yùn)營(yíng)能力以及建設(shè)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電場(chǎng)站服務(wù)等級(jí)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(shí)行仿真測(cè)試及驗(yàn)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(chǔ)能裝置等的組裝操作，形成光儲(chǔ)充電站模型。這樣，則可保證儲(chǔ)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(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)物控制器與仿真平臺(tái)之間的對(duì)接。如此，則可采用電壓、SOC、電流、PWM等脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)光伏逆變器與能量管理系統(tǒng)的銜接，使得現(xiàn)場(chǎng)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(wèn)題的發(fā)生。

后，可運(yùn)用三相電壓的不平衡測(cè)試方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)所記錄波形的測(cè)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(qiáng)化。若儲(chǔ)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(shí)，則可說(shuō)明此時(shí)為夜間，光伏發(fā)電系統(tǒng)未工作。

與此同時(shí)，應(yīng)增加對(duì)RTDS仿真平臺(tái)的了解，使儲(chǔ)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(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在冬季時(shí)，充電站內(nèi)的電壓幅值差異會(huì)變大，而在部分時(shí)段，電負(fù)荷中的電壓幅值會(huì)降低到12.9%。如若此時(shí)，對(duì)發(fā)電數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入量的仿真驗(yàn)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(wú)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(xiǎn)。而儲(chǔ)能裝置若處于電價(jià)谷段，則在凌晨1：00點(diǎn)左右，充電功率是57kW，而在5：00點(diǎn)則可完成充電。當(dāng)電價(jià)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(jià)平衡點(diǎn)是11：00點(diǎn)，并且可以運(yùn)行剩余的光伏，讓充電電能完成補(bǔ)充操作。

3 Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

3.1平臺(tái)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(guó)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(chǔ)能系統(tǒng)、充電站運(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。

3.2平臺(tái)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。

3.3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

4充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

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)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)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(dòng)態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開(kāi)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：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無(wú)功電度、頻率和正向有功電能累計(jì)值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開(kāi)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(chǔ)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(chǔ)能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

4.1.1光伏界面

圖2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。

4.1.2儲(chǔ)能界面

圖3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4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(kāi)關(guān)機(jī)、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。

圖5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6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7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8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9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10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11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。

4.1.3風(fēng)電界面

圖12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。

4.1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來(lái)展示對(duì)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(fèi)用，變化曲線、各個(gè)充電站的運(yùn)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(guò)不同的配置，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

4.1.6發(fā)電預(yù)測(cè)

系統(tǒng)應(yīng)可以通過(guò)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15光伏預(yù)測(cè)界面

4.1.7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、防逆流、有序充電、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等。

具體策略根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況（如儲(chǔ)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(shí)支持定制化需求。

圖16策略配置界面

4.1.8運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*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、尖峰平谷時(shí)段電量等。

圖17運(yùn)行報(bào)表

4.1.9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18實(shí)時(shí)告警

4.1.10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19歷史事件查詢

4.1.11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、*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(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20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

4.1.12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(guò)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21遙控功能

4.1.13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22曲線查詢

4.1.14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)的發(fā)電、用電、充放電情況，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23統(tǒng)計(jì)報(bào)表

4.1.15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)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。

4.1.16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(guò)管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開(kāi)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25通信管理

4.1.17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(guò)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。

圖26用戶權(quán)限

4.1.18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(guò)程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過(guò)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(kāi)關(guān)量波形。

圖27故障錄波

4.1.19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(kāi)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10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)可由用戶隨意修改。

5結(jié)束語(yǔ)

光儲(chǔ)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(chǔ)充一體化充電站具備智能化、自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)?？梢栽诮ㄔO(shè)區(qū)域內(nèi)利用空閑場(chǎng)地，提供清潔能源以及儲(chǔ)能技術(shù)，為充電站、配電網(wǎng)提供可靠電量。

【參考文獻(xiàn)】

【1】范金驥.基于改進(jìn)模擬退火遺傳算法的梯級(jí)水電站長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度[J].分布式能源，2017(4):20-28.

【2】劉麗莉，包洪印，等.直流充電技術(shù)研究及應(yīng)用探索[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2023(17):109-111.

【3】李根.中交資產(chǎn)管理有限公司.高速公路服務(wù)區(qū)光儲(chǔ)充電站運(yùn)行控制分析

【4】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.

【5】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.

審核編輯 黃宇