安科瑞光伏 儲(chǔ)能 充電樁一體化監(jiān)控及運(yùn)維解決方案

摘要：今年以來(lái)，在政策利好推動(dòng)下光伏、風(fēng)力發(fā)電、電化學(xué)儲(chǔ)能及抽水蓄能等新能源行業(yè)發(fā)展迅速，裝機(jī)容量均大幅度增長(zhǎng)，新能源發(fā)電已經(jīng)成為新型電力系統(tǒng)重要的組成部分，同時(shí)這也導(dǎo)致新型電力系統(tǒng)比傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)更為復(fù)雜，未來(lái)預(yù)計(jì)可再生能源裝機(jī)規(guī)模仍將快速增長(zhǎng)，逐步完成能源體系的深度轉(zhuǎn)型，*終實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)。隨之而來(lái)的是光伏電站、儲(chǔ)能以及配套的電氣設(shè)施怎么通過(guò)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的運(yùn)維管理，使之安全、可靠、高效運(yùn)行。

關(guān)鍵字：光伏監(jiān)控；光伏運(yùn)維；儲(chǔ)能監(jiān)控；儲(chǔ)能運(yùn)維；箱變監(jiān)測(cè)

1.背景與趨勢(shì)分析

1.1發(fā)展背景

電能緊張：企業(yè)可靠用電需求持續(xù)提升 雙碳下企業(yè)能耗管控嚴(yán) 拉閘限電 高溫少雨極端天氣 負(fù)荷創(chuàng)新高 主電網(wǎng)電力可靠性降低

電價(jià)上漲：企業(yè)用電降本需求持續(xù)增強(qiáng) 電力價(jià)格市場(chǎng)機(jī)制持續(xù)完善，代理購(gòu)電價(jià)格上漲 電力峰谷價(jià)差擴(kuò)大、電價(jià)上漲

電力改革：企業(yè)微電網(wǎng)盈利模式多樣化 新能源允許參與電力市場(chǎng) 負(fù)荷聚合商、虛擬電廠和新能源微電網(wǎng)等新興市場(chǎng)主體參與現(xiàn)貨市場(chǎng)交易，提升盈利能力

市場(chǎng)空間：成長(zhǎng)空間廣闊，需求加速釋放 10kV及以上供電電壓等級(jí)的工商業(yè)用戶有200萬(wàn)戶以上，有建設(shè)或改造微電網(wǎng)的潛力 按照規(guī)模約1-2MW建設(shè)，潛在市場(chǎng)總空間可達(dá)20萬(wàn)億元

1.2趨勢(shì)分析

據(jù)國(guó)家能源局新能源和可再生能源司數(shù)據(jù)顯示，2023年一季度全國(guó)光伏新增并網(wǎng)33.66GW，同比增長(zhǎng)154.8%，其中集中式光伏發(fā)電15.53GW，分布式光伏發(fā)電18.13GW。截至一季度末，全國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到425GW，其中集中式光伏249GW，分布式光伏176GW。太陽(yáng)能發(fā)電投資完成522億元，同比增長(zhǎng)177.6%。一季度全國(guó)風(fēng)電新增并網(wǎng)容量10.40GW，其中陸上風(fēng)電9.89GW，海上風(fēng)電0.51GW。截至一季度末，全國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)達(dá)到376GW，同比增長(zhǎng)11.8%，其中陸上風(fēng)電345GW，海上風(fēng)電30.89GW。風(fēng)電投資完成約249億元，同比增長(zhǎng)15%。

2023年1-4月電化學(xué)儲(chǔ)能投運(yùn)項(xiàng)目共73個(gè)，裝機(jī)規(guī)模為2.523GW/5.037GWh，裝機(jī)功率較去年同期（374.4MW）同比增長(zhǎng)577.1%。其中磷酸鐵鋰儲(chǔ)能項(xiàng)目高達(dá)69個(gè)，裝機(jī)規(guī)模為2.52GW/5.019GWh；液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目共4個(gè)，裝機(jī)規(guī)模為3.1MW/ 18.1MWh。

光伏電站和電化學(xué)儲(chǔ)能電站裝機(jī)容量在今年上半年均大幅增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)受政策激勵(lì)影響，接下來(lái)光儲(chǔ)系統(tǒng)還會(huì)保持較大增長(zhǎng)，以滿足雙碳計(jì)劃的要求。

光伏、儲(chǔ)能運(yùn)維市場(chǎng)分析
在光伏、儲(chǔ)能行業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)，已建的光伏、風(fēng)力發(fā)電站和儲(chǔ)能系統(tǒng)的監(jiān)控、運(yùn)維管理項(xiàng)目的招標(biāo)也非常多，2023年上半年，光伏電站開(kāi)發(fā)企業(yè)運(yùn)維招標(biāo)規(guī)模28.6GW，同比增長(zhǎng)204.3%，上述28.6GW招標(biāo)項(xiàng)目中，目前公布中標(biāo)結(jié)果的共計(jì)14.9GW，中標(biāo)情況見(jiàn)表1。光伏代運(yùn)維價(jià)格因光伏電站的地理分布、容量、環(huán)境以及考核條件的不同，價(jià)格也會(huì)有較大的差異，從表1可以看出運(yùn)維價(jià)格*低至1.93元/年*kW。

2.分布式光伏電站監(jiān)控及集中運(yùn)維管理系統(tǒng)
2.1概述

光伏電站的運(yùn)維對(duì)光伏電站的發(fā)電量至關(guān)重要，包括光伏組件、逆變器以及相關(guān)的電氣回路、升壓變壓器及并網(wǎng)柜等，數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)是光伏電站運(yùn)維中一個(gè)非常重要的部分，可以通過(guò)運(yùn)維管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取光伏電站的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，并通過(guò)這些數(shù)據(jù)指標(biāo)來(lái)判斷電站的運(yùn)行狀況和效率。在數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方面，需要對(duì)光伏電站進(jìn)行以下幾項(xiàng)檢測(cè)：首先，需要對(duì)電站的電壓、電流、功率等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以了解光伏電站的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)。其次，需要對(duì)光伏電站的溫濕度、太陽(yáng)輻照度等環(huán)境因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以了解電站的運(yùn)行環(huán)境情況。*后，需要對(duì)光伏電站的累計(jì)發(fā)電量、組件和逆變器的運(yùn)行情況等進(jìn)行檢測(cè)和分析，以便及時(shí)采取相應(yīng)的維護(hù)措施。GB/T 38946-2020《分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)集中運(yùn)維技術(shù)規(guī)范》對(duì)分布式光伏電站運(yùn)維以及集中運(yùn)維主站、運(yùn)維子站功能均作出明確要求。

2.2系統(tǒng)構(gòu)成
集中運(yùn)維系統(tǒng)可包括主站和子站以及之間的通信通道,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可參照?qǐng)D。

a)主站與子站間的通信可采用無(wú)線(GPRS/3G/4G)?公網(wǎng)?專網(wǎng)(專線/VPN加密鏈路)方式,宜采取相應(yīng)的信息安全防護(hù)措施;

b)主站與外部系統(tǒng)的通信滿足相應(yīng)系統(tǒng)的接入要求;

c)視頻信息不宜與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸共用一個(gè)通道;

d)支持與電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)通信,通信規(guī)約宜采用DL/T634.5101?DL/T634.5104;支持與各子站通信。

2.3拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.安科瑞光儲(chǔ)充一體化解決方案

3.1概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)能夠?qū)ξ㈦娋W(wǎng)的源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級(jí)控制，滿足微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視全面化、安全分析智能化、調(diào)整控制前瞻化、全景分析動(dòng)態(tài)化的需求，完成不同目標(biāo)下光儲(chǔ)充資源之間的靈活互動(dòng)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)能源效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益最大化。

3.2控制策略

3.3系統(tǒng)功能

多種協(xié)議 支持多種規(guī)約協(xié)議，包括：Modbus TCP/RTU、DL/T645-07/97、IEC60870-5-101/103/104、MQTT、CDT、第三方協(xié)議定制等。 多種通訊方式 支持多種通信方式：串口、網(wǎng)口、WIFI、4G。 通信管理 提供通信通道配置、通信參數(shù)設(shè)定、通信運(yùn)行監(jiān)視和管理等。提供規(guī)約調(diào)試的工具，可監(jiān)視收發(fā)原碼、報(bào)文解析、通道狀態(tài)等。 智能策略 系統(tǒng)支持自定義控制策略，如削峰填谷、需量控制、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容、后備電源、平抑波動(dòng)、有序充電、逆功率保護(hù)等策略，保障用戶的經(jīng)濟(jì)性與安全性。 全量監(jiān)控 覆蓋傳統(tǒng)EMS盲區(qū)，可接入多種協(xié)議和不同廠家設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)制，實(shí)現(xiàn)環(huán)境、安防、消防、視頻監(jiān)控、電能質(zhì)量、計(jì)量、繼電保護(hù)等多系統(tǒng)和設(shè)備的全量接入。

3.4平臺(tái)功能及界面

（1）主界面展示

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)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)荷情況，體現(xiàn)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、告警信息、收益、環(huán)境等。

（2）儲(chǔ)能監(jiān)控

系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)：電參量數(shù)據(jù)、充放電量數(shù)據(jù)、節(jié)能減排數(shù)據(jù)； 運(yùn)行模式：峰谷模式、計(jì)劃曲線、需量控制等； 統(tǒng)計(jì)電量、收益等數(shù)據(jù)； 儲(chǔ)能系統(tǒng)功率曲線、充放電量對(duì)比圖，實(shí)時(shí)掌握儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平。

（3）光伏監(jiān)控

光伏系統(tǒng)總出力情況 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)，識(shí)別低效發(fā)電電站； 發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)(補(bǔ)貼收益、并網(wǎng)收益) 輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè) 并網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)及分析

（3）充電柱監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電系統(tǒng)的充電電壓、電流、功率及各充電樁運(yùn)行狀態(tài)； 統(tǒng)計(jì)各充電樁充電量、電費(fèi)等； 針對(duì)異常信息進(jìn)行故障告警； 根據(jù)用電負(fù)荷柔性調(diào)節(jié)充電功率。

（4）電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

對(duì)整個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析及錄波展示，并對(duì)電壓、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

4.配套硬件展示

結(jié)束語(yǔ)
在雙碳目標(biāo)以及電網(wǎng)運(yùn)行安全要求驅(qū)動(dòng)下，光伏發(fā)電以及配套儲(chǔ)能系統(tǒng)未來(lái)將會(huì)得到越來(lái)越多的政策支持，可以想象未來(lái)也會(huì)有越來(lái)越多的資本投入促使行業(yè)迅速發(fā)展，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行安全，提升電能使用效率。但是微電網(wǎng)系統(tǒng)，特別是光伏電站和儲(chǔ)能電站的運(yùn)行安全不容忽視，需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)，建立光伏和儲(chǔ)能監(jiān)測(cè)運(yùn)維管理系統(tǒng)對(duì)光伏電站和儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、預(yù)警、控制和運(yùn)維管理，保障安全生產(chǎn)。

未來(lái)新型電力系統(tǒng)中，企業(yè)光儲(chǔ)充微電網(wǎng)內(nèi)部以及企業(yè)微電網(wǎng)和大電網(wǎng)的互動(dòng)也會(huì)越來(lái)越頻繁，這需要一套統(tǒng)一平臺(tái)來(lái)對(duì)企業(yè)的“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-充”及運(yùn)維進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測(cè)和管理，這樣才能保障企業(yè)微電網(wǎng)高效運(yùn)行，從而促進(jìn)新型電力系統(tǒng)邁向穩(wěn)定、可靠、低碳的良性循環(huán)。

審核編輯 黃宇