淺談新能源汽車充電設(shè)施在光伏站、儲能站、電動汽車充放電站的研究應(yīng)用

程瑜 187 0211 2087

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：本研究探討了新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站的融合模式。通過分析現(xiàn)有研究背景與現(xiàn)狀，提出了一種綜合性的融合模式，該融合模式旨在提高能源利用效率、推動可再生能源應(yīng)用、降低環(huán)境污染，并促進新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。該模式的實施可以有效解決新能源汽車充電難題，推動清潔能源的普及和應(yīng)用。鑒于此，本文圍繞福建華電萬安能源有限公司微電網(wǎng)光儲充項目展開探討，以期為相關(guān)工作起到參考作用。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；電動汽車充放電站；微電網(wǎng)；可持續(xù)發(fā)展

0引言

隨著全球能源緊缺和環(huán)境污染問題的日益嚴重，新能源汽車作為一種清潔、高效的交通方式受到了廣泛關(guān)注。然而，新能源汽車的普及和應(yīng)用仍面臨著充電設(shè)施不足、能源供應(yīng)不穩(wěn)定等挑戰(zhàn)。同時，光伏站、儲能站和電動汽車充放電站作為可再生能源的利用和儲存手段，具有巨大的潛力。因此，本研究旨在探索新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站的融合模式，以推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并促進清潔能源的廣泛應(yīng)用。

1新能源汽車充電設(shè)施的研究現(xiàn)狀

充電難一直伴隨電動汽車發(fā)展，“光儲充一體化”系統(tǒng)將能夠解決在有限的土地資源里，將太陽能發(fā)電與儲能相結(jié)合。在陽光充足的時候?qū)l(fā)出的電存儲起來，或在充電負荷低時進行儲能，當光伏系統(tǒng)出力不夠時，由儲能裝置對電動汽車進行充電，完全使用新能源電量為電動車充電。項目融合光伏站、儲能站、電動汽車充放電站，實現(xiàn)“多站合一”，形成示范效應(yīng)。著力構(gòu)建“三大新高地”典型應(yīng)用場景：源網(wǎng)荷儲微網(wǎng)生態(tài)新高地，實現(xiàn)能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流融合互動，建成數(shù)字新基建的典型項目。

新能源汽車充電設(shè)施包括快速充電站、換電站等多種類型。其中，快速充電站大幅縮短了充電時間，提高了用戶的使用便利度。同時，充電方式也多樣化，包括直流充電、交流充電等。為了滿足新能源汽車的充電需求，各國都在加速建設(shè)充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。在公路、停車場等公共場所，都已經(jīng)有大量的充電設(shè)施投入使用。盡管新能源汽車充電設(shè)施的研究和發(fā)展取得了顯著成果，但仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。例如，充電設(shè)施的建設(shè)成本高，運營資金需求大；充電設(shè)施在不同地區(qū)的分布不均衡；充電設(shè)施的技術(shù)標準和規(guī)范需要進一步完善等?？傊?，新能源汽車的普及推動了其充電設(shè)施的廣泛研究，目前在設(shè)施建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新、網(wǎng)絡(luò)化與智能化方面都有所成果，但仍面臨成本、分布、技術(shù)規(guī)范等問題和挑戰(zhàn)。

2融合模式的詳細設(shè)計

2.1充電設(shè)施與光伏站的融合

光伏充電站：利用光伏發(fā)電為新能源汽車提供充電服務(wù)。光伏板捕捉太陽光能，將其轉(zhuǎn)化為電能，并通過充電設(shè)施為新能源汽車提供動力。這種融合模式能有效地利用可再生能源，同時減少對傳統(tǒng)能源的依賴。

（2）能量管理系統(tǒng)：該系統(tǒng)負責監(jiān)控和管理充電設(shè)施與光伏站的運行。它能夠?qū)崟r收集和分析光伏發(fā)電數(shù)據(jù)，以及新能源汽車的充電需求，從而優(yōu)化能源分配和充電效率。

2.2充電設(shè)施與儲能站的融合

（1）儲能充電站：利用儲能電池存儲光伏發(fā)電或其他可再生能源，并在需要時為新能源汽車提供充電服務(wù)。這種融合模式有助于解決可再生能源的間歇性問題，確保在無光照或其他能源供應(yīng)不穩(wěn)定的情況下，仍能為新能源汽車提供持續(xù)的充電服務(wù)。

（2）電池交換站：在儲能電池電量不足時，電池交換站可提供已充好電的電池更換服務(wù)，從而保障新能源汽車的持續(xù)運行。

2.3充電設(shè)施與電動汽車充放電站的融合

智能充電樁：具備快速充電和無線充電功能，能自動識別新能源汽車的電池類型和電量，為其提供合適的充電服務(wù)。此外，智能充電樁還具備互聯(lián)網(wǎng)功能，可以通過手機App或網(wǎng)絡(luò)平臺進行遠程控制和管理。

（2）車輛到電網(wǎng)（V2G）技術(shù)：該技術(shù)允許新能源汽車在有需要時，將儲存的電能回輸?shù)诫娋W(wǎng)中，為其他設(shè)備或家庭提供電力。這種融合模式有助于實現(xiàn)新能源汽車與電網(wǎng)的互動，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和效率。

3融合模式的融合模式的實施

3.1設(shè)施規(guī)劃和布局

充電設(shè)施與光伏站的規(guī)劃：在融合模式中，充電設(shè)施應(yīng)當優(yōu)先考慮與光伏站的搭配。通過合理的規(guī)劃和布局，可以確保光伏站的發(fā)電量大限度地滿足充電設(shè)施的需求。充電設(shè)施應(yīng)當盡可能接近光伏站，以減少輸電損耗，并提供清潔能源供給。

儲能站與充電設(shè)施的規(guī)劃：儲能站的規(guī)劃與充電設(shè)施的布局密切相關(guān)。充電設(shè)施應(yīng)當考慮儲能站的位置和容量，以便在需要時獲得穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。儲能站的建設(shè)應(yīng)當與充電設(shè)施布局相結(jié)合，以便在高峰期為充電設(shè)施提供額外的電力，并在低負荷時段存儲多余的能量。

（3）電動汽車充放電站與充電設(shè)施的規(guī)劃：電動汽車充放電站也應(yīng)當與充電設(shè)施的規(guī)劃相協(xié)調(diào)。充電設(shè)施的布局應(yīng)當盡可能靠近電動汽車充放電站，以方便將電能傳輸?shù)?a href="http://ttokpm.com/tags/充電樁/" target="_blank">充電樁，同時也方便將電能從充電樁轉(zhuǎn)移到電動汽車中。這種緊密的規(guī)劃和布局可以實現(xiàn)電能的互聯(lián)互通，提高系統(tǒng)的靈活性和效率。通過科學規(guī)劃和合理布局，新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站的融合模式可以實現(xiàn)更高效的能源利用和協(xié)同運營。未來，隨著相關(guān)技術(shù)的進一步發(fā)展和政策的支持，這種融合模式的實施將會變得更加普遍，推動新能源汽車充電設(shè)施的可持續(xù)發(fā)展。

3.2技術(shù)選擇和集成

充電設(shè)施技術(shù)選擇：對于充電設(shè)施來說，選擇適當?shù)某潆娂夹g(shù)至關(guān)重要。交流慢充和直流快充是目前主要的充電技術(shù)，但未來還可能出現(xiàn)更的充電技術(shù)。在融合模式中，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合適的充電技術(shù)，并確保其與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站的集成兼容。

集成系統(tǒng)設(shè)計：在融合模式的實施中，需要設(shè)計一個有效的集成系統(tǒng)，將充電設(shè)施與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站相連接。這需要考慮到不同系統(tǒng)之間的電力傳輸、控制信號傳遞和數(shù)據(jù)交換等方面。通過合理的系統(tǒng)設(shè)計，可以實現(xiàn)能源的高效轉(zhuǎn)換和管理。

智能化控制與管理：借助物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)，充電設(shè)施與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站之間的智能化控制與管理成為可能。通過傳感器、數(shù)據(jù)分析和遠程控制等技術(shù)，可以實現(xiàn)對能源流的實時監(jiān)測、優(yōu)化調(diào)度和故障診斷。這種智能化的控制與管理系統(tǒng)可以提高能源利用效率和用戶體驗。智慧智能系統(tǒng)如圖1所示。

（4）安全性和可靠性考慮：在融合模式的實施中，安全性和可靠性是至關(guān)重要的考慮因素。充電設(shè)施應(yīng)具備安全可靠的充電保護措施，確保電動汽車和能源設(shè)施的正常運行。同時，還需要考慮到防止黑客攻擊和故障處理等方面的安全問題，以保障整個能源系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。通過合適的技術(shù)選擇和有效的集成，新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站的融合模式可以實現(xiàn)更高效、更可持續(xù)的能源利用。未來，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進步和實踐經(jīng)驗的積累，這種融合模式將得到更廣泛的應(yīng)用，推動新能源汽車充電設(shè)施的發(fā)展。

3.3網(wǎng)絡(luò)化和智能化

建立通信網(wǎng)絡(luò)：為了實現(xiàn)能源系統(tǒng)的互聯(lián)互通，需要建立一個高效可靠的通信網(wǎng)絡(luò)。這個網(wǎng)絡(luò)可以將充電設(shè)施、光伏站、儲能站和電動汽車充放電站連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、遠程監(jiān)控和控制等功能。通過網(wǎng)絡(luò)化的架構(gòu)，可以提高能源系統(tǒng)的響應(yīng)速度和管理效率。

（2）智能化能源管理：借助人工智能和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以實現(xiàn)對能源流的智能化管理。通過收集、分析和預測能源數(shù)據(jù)，可以優(yōu)化能源的分配和利用，提高系統(tǒng)的效率。智能化的能源管理系統(tǒng)可以根據(jù)不同需求進行動態(tài)調(diào)整，并實時監(jiān)測能源供需平衡。

（3）智能充電調(diào)度：通過智能化調(diào)度算法和數(shù)據(jù)分析，可以實現(xiàn)充電設(shè)施的智能充電調(diào)度。根據(jù)充電需求的優(yōu)先級和能源供應(yīng)情況，系統(tǒng)可以自動優(yōu)化充電計劃，提高充電效率和用戶體驗。智能充電調(diào)度還可以平衡負荷、減少能源浪費，并降低對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴。

（4）智能安全監(jiān)測：網(wǎng)絡(luò)化和智能化的能源系統(tǒng)也需要具備智能安全監(jiān)測功能。通過實時監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)、能源流量和環(huán)境參數(shù)等信息，可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全風險并采取相應(yīng)的措施。智能安全監(jiān)測系統(tǒng)可以提高能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，確保能源設(shè)施和用戶的安全。通過網(wǎng)絡(luò)化和智能化的實施，新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站的融合模式可以實現(xiàn)更高效、更可持續(xù)的能源管理和利用。未來，隨著相關(guān)技術(shù)的進一步發(fā)展和實踐經(jīng)驗的積累，這種融合模式將得到更廣泛的應(yīng)用，推動新能源汽車充電設(shè)施的發(fā)展。

3.4規(guī)劃設(shè)計

需要進行周密的規(guī)劃和設(shè)計：根據(jù)充電需求和能源布局，確定合適的位置和規(guī)模，確保充電設(shè)施與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站的協(xié)調(diào)發(fā)展。規(guī)劃設(shè)計應(yīng)考慮到配套設(shè)施、土地利用和環(huán)境因素等，以實現(xiàn)佳的效益和可持續(xù)發(fā)展。

建設(shè)監(jiān)管：在建設(shè)過程中，需要進行嚴格的監(jiān)管和管理。確保充電設(shè)施符合相關(guān)標準和規(guī)范，遵守法律法規(guī)，并經(jīng)過必要的驗收和審批。同時，還需加強施工質(zhì)量監(jiān)督，確保設(shè)施的安全性和可靠性。

運營管理：充電設(shè)施的運營管理是融合模式實施的關(guān)鍵。需要建立完善的運營機制，包括充電設(shè)施的預約、支付、維護和故障處理等流程。通過智能化監(jiān)測和遠程管理，實現(xiàn)對設(shè)施運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，以保障服務(wù)質(zhì)量和用戶體驗。

收費政策：為了確保充電設(shè)施的可持續(xù)運營，需要制定合理的收費政策。根據(jù)能源成本、設(shè)施投資和市場需求等因素，確定適當?shù)某潆娰M用，并提供靈活的計費方式。同時，還應(yīng)考慮到公平競爭和用戶權(quán)益保護，避免壟斷和不正當競爭行為。

（5）合作與共享：在建設(shè)和運營過程中，需要加強各方之間的合作與共享。充電設(shè)施與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站可以共享資源和互補優(yōu)勢，提高整體系統(tǒng)效率。通過建立聯(lián)盟或合作機制，實現(xiàn)信息共享、技術(shù)協(xié)同和業(yè)務(wù)互通，推動融合模式的有效實施。通過合理的建設(shè)和運營策略，新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站的融合模式可以實現(xiàn)更高效、更可持續(xù)的能源利用和協(xié)同運營。未來，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進步和實踐經(jīng)驗的積累，這種融合模式將得到更廣泛的應(yīng)用，推動新能源汽車充電設(shè)施的發(fā)展。

4實施效果分析

4.1提升能源利用率

通過融合模式的實施，可以實現(xiàn)能源的高效利用。利用光伏站發(fā)電和儲能站存儲的電力，為電動汽車提供充電能源，減少對傳統(tǒng)能源的依賴。評估融合模式是否有效的一個重要指標是能源利用率的提升程度。

4.2改善充電效率

融合模式可以優(yōu)化充電設(shè)施的布局和調(diào)度，提高充電效率。比如，根據(jù)光伏站的發(fā)電情況和儲能站的儲能容量，智能調(diào)度充電設(shè)施的使用，使得能源利用更加均衡和高效。評估融合模式的有效性時，需要考慮充電效率的改善程度。

4.3減少環(huán)境影響

新能源汽車的推廣可以減少傳統(tǒng)燃油車的使用，從而降低空氣污染和碳排放。與此同時，光伏站的利用可以減少對化石燃料的需求，進一步減少環(huán)境影響。評估融合模式的實施效果時，需要考慮到環(huán)境方面的改善情況。

4.4提升用戶滿意度

通過融合模式的實施，新能源汽車用戶可以享受更加便捷和高效的充電服務(wù)。他們可以根據(jù)光伏站和儲能站的能源供應(yīng)情況，靈活選擇充電時間和地點。評估融合模式的可行性和有效性時，需要考慮用戶對系統(tǒng)的滿意程度。

4.5經(jīng)濟效益分析

新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲能站和電動汽車充放電站的融合將降低能源成本。光伏站產(chǎn)生的電力可以直接供應(yīng)給電動汽車充電設(shè)施，減少了傳統(tǒng)電網(wǎng)輸送能源的損耗，提高了能源利用效率。同時，儲能站可以將多余的電力儲存起來，以供給晚上或云天時使用，進一步降低了能源消耗和成本。種集約化管理可以降低運營成本，并提高設(shè)施的利用效率。

5Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

5.1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)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入，進行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風能、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)濟優(yōu)化運行為目標，促進可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負荷波動；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)采用標準以太網(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。

5.2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。

5.3系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細拓撲結(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

6充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

6.1實時監(jiān)測

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好，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)進行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警，并支持定期的電池維護。

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、風電、儲能、充電站及總體負荷組成情況，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。

6.1.1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)進行展示。

6.1.2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)進行設(shè)置，包括開關(guān)機、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)進行設(shè)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，并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。

6.1.3風電界面

圖12風電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對風電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機直流側(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、風速/風力/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)進行展示。

6.1.4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。

6.1.5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)預覽、回放、管理與控制等。

6.1.6發(fā)電預測

系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預測數(shù)據(jù)，對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預測，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預測可進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光伏預測界面

6.1.7策略配置

系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息，進行系統(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)擴容等。

具體策略根據(jù)項目實際情況（如儲能柜數(shù)量、負載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進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

6.1.8運行報表

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

6.1.9實時報警

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，包括保護事件名稱、保護動作時刻；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

6.1.10歷史事件查詢

應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護動作、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、風速、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

圖19歷史事件查詢

6.1.11電能質(zhì)量監(jiān)測

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/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負序/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(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

6.1.12遙控功能

應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進行遠程遙控操作。系統(tǒng)維護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

6.1.13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

6.1.14統(tǒng)計報表

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)點進行電能質(zhì)量分析。

圖23統(tǒng)計報表

6.1.15網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

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)拓撲界面

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲，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。

6.1.16通信管理

可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護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

6.1.17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、管理提供可靠的安全保障。

圖26用戶權(quán)限

6.1.18故障錄波

應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準確地記錄故障前、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

6.1.19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(shù)據(jù)，包括開關(guān)位置、保護動作狀態(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，當每個事件發(fā)生時，存儲事故前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。

6.2硬件及其配套產(chǎn)品

序號	設(shè)備	型號	圖片	說明
1	能量管理系統(tǒng)	Acrel-2000MG		內(nèi)部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，由通信管理機、工業(yè)平板電腦、串口服務(wù)器、遙信模塊及相關(guān)通信輔件組成。 數(shù)據(jù)采集、上傳及轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器及協(xié)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(tǒng)軟件顯示載體
3	UPS電源	UPS2000-A-2-KTTS		為監(jiān)控主機提供后備電源
4	打印機	HP108AA4		用以打印操作記錄，參數(shù)修改記錄、參數(shù)越限、復限，系統(tǒng)事故，設(shè)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(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機	D-LINKDES-1016A16		提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機解決了通信實時性、網(wǎng)絡(luò)安全性、本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù)等技術(shù)問題
7	GPS時鐘	ATS1200GB		利用gps同步衛(wèi)星信號，接收1pps和串口時間信息，將本地的時鐘和gps衛(wèi)星上面的時間進行同步
8	交流計量電表	AMC96L-E4/KC		電力參數(shù)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(shù)等)、復費率電能計量、 四象限電能計量、諧波分析以及電能監(jiān)測和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)斷路器開關(guān)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(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能?？蓭?a href="http://ttokpm.com/tags/rs/" target="_blank">RS485通訊接口、模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、開關(guān)量輸入/輸出等功能
10	電能質(zhì)量監(jiān)測	APView500		實時監(jiān)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(zhì)量，記錄各類電能質(zhì)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(wǎng)停電后斷開和電網(wǎng)連接
12	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(fā)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(huán)網(wǎng)交換機功能的測控裝置
13	通信管理機	ANet-2E851		能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進行水表、氣表、電表、微機保護等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)果集匯總: 提供規(guī)約轉(zhuǎn)換、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣計算等多項功能:實時多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可多路上送平臺據(jù):
14	串口服務(wù)器	Aport		功能:轉(zhuǎn)換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù)，反饋到能量管理系統(tǒng)中。 1)空調(diào)的開關(guān)，調(diào)溫，及完全斷電(二次開關(guān)實現(xiàn)) 2)上傳配電柜各個空開信號 3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等 4)接入電表、BSMU等設(shè)備
15	遙信模塊	ARTU-K16		1)反饋各個設(shè)備狀態(tài)，將相關(guān)數(shù)據(jù)到串口服務(wù)器: 讀消防VO信號，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機、事件上報等) 2)采集水浸傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā)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(zhuǎn)發(fā)

7結(jié)束語

總而言之，本文提出了新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站的融合模式，通過將新能源汽車與可再生能源有機結(jié)合，提高了能源利用效率和環(huán)保性能，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展開辟了新的道路。然而，該融合模式的實施仍面臨技術(shù)、經(jīng)濟、政策等方面的挑戰(zhàn)，企業(yè)和社會各方的共同努力。未來，隨著技術(shù)的進步和政策的完善，相信新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站的融合將成為推動能源轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展的重要力量。

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【3】溫仕祥，鄭志強.新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲能站、電動汽車充放電站的融合研究

【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)計與應(yīng)用手冊2022.05版.

審核編輯 黃宇