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簡述分布式智慧光伏充電站的方案應(yīng)用與產(chǎn)品選型

更新時間:2024-09-04點擊次數(shù):493次
簡述分布式智慧光伏充電站的方案應(yīng)用與產(chǎn)品選型

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:在“雙碳"目標(biāo)及電動車迅猛發(fā)展的背景下,為解決電動車充電問題,同時進行能源優(yōu)化,以太陽能作為基礎(chǔ)能源,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新興技術(shù),構(gòu)建分布式智慧光伏充電站。基于安科瑞公司分布式智慧光伏充電站物聯(lián)網(wǎng)平臺,結(jié)合云服務(wù)和人工智能技術(shù)實現(xiàn)分布式集成管理,平臺可實時采集各種數(shù)據(jù),并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)堯光伏發(fā)電預(yù)測數(shù)據(jù)及用戶用電預(yù)測數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)層面的優(yōu)化調(diào)度,實現(xiàn)蓄電池的充放電智能動態(tài)管理。分布式智慧光伏充電站可顯著提高系統(tǒng)的管理水平,充分利用光伏發(fā)電,降低運行費用,實現(xiàn)系統(tǒng)整體節(jié)能降耗。

關(guān)鍵詞:新能源;光儲一體化充電站;雙碳;分布式光伏

1光儲一體化充電站發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

自2020年9月中國提出實現(xiàn)碳達(dá)峰堯碳中和的宏偉目標(biāo)以來,我國的能源發(fā)展重心已明確轉(zhuǎn)向構(gòu)建清潔低碳能源體系。與此同時,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供了強有力的支持。電動車作為清潔能源交通的未來方向,其發(fā)展受到了廣泛的關(guān)注。然而,電動車充電基礎(chǔ)設(shè)施的不足和充電基礎(chǔ)設(shè)施與新能源及物聯(lián)網(wǎng)等的融合不足,成為當(dāng)前電動車產(chǎn)業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)。

國內(nèi)研究已明確指出,電動車充電基礎(chǔ)設(shè)施的不足已成為制約電動車發(fā)展的一個重要因素。近年來,中國在光伏技術(shù)領(lǐng)域取得了顯著進步,已經(jīng)展開了光伏系統(tǒng)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用研究,但充電站的整合仍需進一步探索。同時,國內(nèi)學(xué)者也開始研究如何將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于能源管理,以實現(xiàn)對能源系統(tǒng)的智能監(jiān)測和控制。

1.2國外發(fā)展現(xiàn)狀

在國際領(lǐng)域,一些光伏電動車充電站項目已經(jīng)涌現(xiàn)。同時,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用已取得了顯著成果,例如實時監(jiān)測能源系統(tǒng)并進行管理以提高效率堯增強安全性。

2系統(tǒng)框架

分布式智慧光伏充電站位于山東建筑大學(xué)校內(nèi),包括分布式光伏儲能系統(tǒng)和充電樁智能控制系統(tǒng)兩個子系統(tǒng),其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1分布式光伏儲能系統(tǒng)

分布式光伏儲能系統(tǒng)采用了36塊峰值輸出功率為430W的單晶硅PV光伏板堯3臺功率為4KW的儲能逆變器堯3塊48V100AH的磷酸鐵鋰蓄電池以及其它配件設(shè)備組成。在整個系統(tǒng)中,PV光伏板以兩兩串聯(lián)的方式,形成了18個并聯(lián)的PV光伏板單元,每6個單元淵12塊PV光伏板冤與一個儲能逆變器連接形成一個光伏板組,以分布式方式進行布置。此外,系統(tǒng)中的蓄電池作為儲能單元被并聯(lián)到各儲能逆變器的后端。同時,本實驗裝置選用的HFP48儲能逆變器的太陽能光伏發(fā)電模塊,使用了新優(yōu)化的MPPT追蹤技術(shù),能快速定位到光伏陣的大功率點,實時獲取PV光伏板的大能。

2.2充電樁智能控制系統(tǒng)

在分布式智慧光伏充電站的架構(gòu)中,充電樁智能控制系統(tǒng)扮演了一個不ke或缺的角色,其主要職責(zé)包括整合堯管理及指導(dǎo)充電系統(tǒng)的運作。旨在確保系統(tǒng)能夠適應(yīng)多變的環(huán)境條件與不同的用戶需求。結(jié)合系統(tǒng)設(shè)定,每組儲能逆變器淵容量為4KW冤連接12塊峰值輸出功率為430W的單晶硅PV光伏板。鑒于電動自行車充電器的功率大致在300W左右,每組儲能逆變器配備7個充電終端節(jié)點,每個節(jié)點配置2個充電插頭,以確保充足的充電能力。采納將7個充電終端設(shè)備分為一組的策略,不僅增強了系統(tǒng)的模塊化和靈活性,同時也為系統(tǒng)未來的擴展或維護提供了便利。這些充電終端通過RS484接口相互連接,確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚倥c穩(wěn)定。同時,每個充電終端都裝備了高精度的傳感器,它們可以對充電過程中的各種參數(shù)進行實時監(jiān)測,如充電樁的溫度堯電壓堯電流以及充電狀態(tài)等。這些關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)不僅對于確保充電效率至關(guān)重要,還有助于預(yù)防和及時處理可能出現(xiàn)的異常情況。

3物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)作為一種物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)形式,擁有全面感知堯可靠傳遞和智能處理等顯著特征,能夠?qū)鞲屑夹g(shù)與智能技術(shù)相互融合,同時充分利用云計算堯數(shù)據(jù)挖掘堯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能技術(shù),滿足多樣化的用戶需求。本文研究搭建的分布式智慧光伏充電站系統(tǒng),是一個采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的3層結(jié)構(gòu)智能網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2

在該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,主要用到Modbus有線通信技術(shù),MQTT云通信技術(shù)和數(shù)據(jù)透傳技術(shù)。

3.1Modbus有線通信

在感知層的構(gòu)建中,系統(tǒng)采用了Modbus協(xié)議配合RS484接口來實現(xiàn)各傳感器和設(shè)備間的有線通信。Modbus協(xié)議因其穩(wěn)定性和高度的兼容性,在工業(yè)通訊領(lǐng)域被廣泛認(rèn)可。通過這種方式,確保了包括儲能逆變器、蓄電池組、火災(zāi)報警器、智能充電樁等在內(nèi)的多種設(shè)備,能夠?qū)崿F(xiàn)安全、準(zhǔn)確的信息交換。

3.2MQTT云通信及數(shù)據(jù)透傳

由于管理平臺距離充電樁較遠(yuǎn),因此系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層采用了MQTT協(xié)議以及4G數(shù)據(jù)幀透傳。MQTT是一種輕量級的消息傳輸協(xié)議,適用于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中帶寬有限的設(shè)備。在本系統(tǒng)中,MQTT用于將儲能逆變器和小型氣象站收集的數(shù)據(jù)通過無線數(shù)據(jù)終端上傳至平臺,這些數(shù)據(jù)包括光伏發(fā)電量、能源存儲水平、溫度等。此外,智能充電樁的數(shù)據(jù)使用RS484總線進行數(shù)據(jù)匯總,終通過遠(yuǎn)程終端單元進行數(shù)據(jù)幀透傳至平臺,以支持實時的遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。

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

4.1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)濟優(yōu)化運行為目標(biāo),促進可再生能源應(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、IEC60870-4-101、IEC60870-4-103、IEC60870-4-104、MQTT等通信規(guī)約。

4.2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。

4.3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(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

5充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

5.1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(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(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)信息進行顯示。

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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。

5.1.1光伏界面

圖3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)進行展示。

5.1.2儲能界面

圖4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(dāng)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(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6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7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8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9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10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11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12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。

5.1.3風(fēng)電界面

圖13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)進行展示。

5.1.4充電站界面

圖14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。

5.1.5視頻監(jiān)控界面

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圖15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。

5.1.6發(fā)電預(yù)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(yù)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(yù)測,并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)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16光伏預(yù)測界面

5.1.7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(fù)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(fù)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。

基礎(chǔ)參數(shù)計劃曲線-一充一放

圖17策略配置界面

5.1.8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18運行報表

5.1.9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。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

5.1.10歷史事件查詢

應(yīng)能夠?qū)?。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(fēng)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。

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圖19歷史事件查詢

5.1.11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(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、0.4~63.4次間諧波電壓含有率、0.4~63.4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);

4)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、94%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

5.1.12監(jiān)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(yuǎn)程。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。控操作,并遵循??仡A(yù)置、??胤敌?、??貓?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監(jiān)控功能

5.1.13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

5.1.14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。

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圖23統(tǒng)計報表

5.1.15網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

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。

5.1.16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、IEC60870-4-101、IEC60870-4-103、IEC60870-4-104、MQTT等通信規(guī)約。

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圖24通信管理

5.1.17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??夭僮?,運行參數(shù)修改等)。可以定義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。

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圖26用戶權(quán)限

5.1.18故障錄波

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

5.1.19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)、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qian10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(fù)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(fù)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。可帶 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(dāng)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(fēng)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),可多鏈路上送平臺據(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quan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

本研究構(gòu)建了一個分布式智慧光伏充電站,括分布式光伏儲能系統(tǒng)和充電樁智能控制

系統(tǒng),以太陽能作為基礎(chǔ)能源,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新興技術(shù),構(gòu)建分布式智慧光伏充電站。

【參考文獻】

【1】趙世佳,趙福全,郝瀚,等.中國新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)對策略[J].

【2】朱偉鋼,林燕梅,周蕾.太陽能光伏發(fā)電在中國的應(yīng)用[J].

【3】高祥宇,李慧,孫銀兵.基于Niagara的分布式智慧光伏充電站

【4】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.4版.

【5】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.04版.

作者簡介

任運業(yè),男,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。


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