崔怡蒙
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，光伏發(fā)電逐步成為人們節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的主要方式之一。相比傳統(tǒng)的火力發(fā)電，光伏發(fā)電的優(yōu)勢更大，其不僅可以推進(jìn)電力電網(wǎng)、新能源、電動汽車等產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，還可以助力我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。就目前來看，光伏發(fā)電系統(tǒng)逐步呈現(xiàn)出儲能、充電一體化的發(fā)展趨勢，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)應(yīng)用提供了很大便利。然而，部分技術(shù)人員對光伏發(fā)電儲能充電一體化的理解不夠透徹，致使光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)難以在實踐*發(fā)揮應(yīng)有的作用。基于此，文章以光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)為研究對象，針對其原理、特點、應(yīng)用意義展開了探討，分析了其具體應(yīng)用，以期提升光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的應(yīng)用水平。
關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；儲能技術(shù)；充電技術(shù)；一體化技術(shù)
0引言
電力資源是現(xiàn)代化社會發(fā)展過程的資源，它的存在具有重要意義。傳統(tǒng)的發(fā)電方式以火力發(fā)電為主，這種方法雖然可以在一定程度上緩解電力資源需求量大的問題，但會對環(huán)境造成不利影響。在工業(yè)技術(shù)飛速進(jìn)步、溫室效應(yīng)越發(fā)顯著的今天，如何在電力能源的生產(chǎn)、利用方面實現(xiàn)綠色發(fā)展成為人們關(guān)注的問題。大量實踐表明，光伏發(fā)電技術(shù)可以起到良好的作用，通過光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)，能源需求問題可以得到更好的緩解。
1光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)概述
1.1光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的原理
我光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)是我國科研人員在經(jīng)過多年實踐、探索后形成的技術(shù)。光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的核心表現(xiàn)是光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光伏發(fā)電組件、儲能電池及充電樁等。其*，光伏組件可以通過太陽能電池板的光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)所需要的電能，光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)會將這些電能儲存至電池組*。在有需求的情況下，技術(shù)人員可以通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，從而滿足充電需求。由此可見，光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)主要由三個環(huán)節(jié)構(gòu)成，即光伏發(fā)電、儲能和充電。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)把控好三個環(huán)節(jié)的要點，以實現(xiàn)光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的應(yīng)用。
1.2光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的特點
光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的特點可以被歸納為以下兩個方面：一方面，光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)具有可持續(xù)發(fā)展的特點。另一方面，相比傳統(tǒng)的
火力發(fā)電，光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)具有可再生的優(yōu)勢。同時，經(jīng)由光伏發(fā)電技術(shù)生產(chǎn)電力能源，不會對周邊的空氣環(huán)境造成破壞，也無須煤炭等資源的參與。
1.3光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的應(yīng)用意義
（1）有利于推動光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。在電力能源需求量日益加大、環(huán)境保護(hù)局勢越來越迫切的今天，有必要加強(qiáng)對光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的研究與利用，提升電能利用率，減輕電網(wǎng)壓力。
（2）有利于促進(jìn)電動汽車的發(fā)展。電動汽車作為一種環(huán)保的交通工具，其可以為駕駛者帶來更加舒適的駕駛體驗，為乘客帶來更好的出行體驗，而光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的應(yīng)用能為電動汽車的發(fā)展提供助力，主要表現(xiàn)為其可以很好地滿足電動汽車的充電需求。
（3）有利于推進(jìn)新能源的智能化發(fā)展。光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)可以讓技術(shù)人員更好地控制光伏發(fā)電系統(tǒng)和儲能電池，還可以為充電提供更多便利。由此可見，光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的應(yīng)用意義較大。
2光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的應(yīng)用
本在光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的應(yīng)用*，光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)十分重要。在對相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行查閱后，可以發(fā)現(xiàn)光伏發(fā)電儲能一體化的應(yīng)用范圍較為廣闊，涵蓋多個領(lǐng)域，包括且不限于公共停車場、商業(yè)建筑、社區(qū)充電站及緊急救援等
2.1在公共停車場*的應(yīng)用
近些年，我國社會經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)穩(wěn)步上升、人民群眾生活質(zhì)量顯著提升的狀態(tài)，公共停車場的建設(shè)成為剛需。由于公共停車場在運作期間會消耗大量的電能，因此我國技術(shù)人員及有關(guān)部門加強(qiáng)了對公共停車場的關(guān)注，并企圖通光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)解決其電力損耗過大、電力供給不穩(wěn)定等問題。一般情況下，技術(shù)人員會結(jié)合光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用要求，在公共停車場屋頂安裝光伏發(fā)電設(shè)備，再通過光伏發(fā)電設(shè)備收集太陽能，將太陽能轉(zhuǎn)化為公共停車場所需要的電力能源，以滿足公共停車場的運作要求。光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)不僅可以有效將電力能源供給公共停車場的通風(fēng)與照明系統(tǒng)，還可以將剩余電力存儲起來，以備不時之需。比如，技術(shù)人員可以嘗試在公共停車場內(nèi)安裝充電樁。一旦電動汽車出現(xiàn)電力能源不足的情況，就可以在停車的同時實現(xiàn)電力能源的補(bǔ)充。總的來講，光伏發(fā)電儲能充電一體化在公共停車場*的應(yīng)用十分必要，其可以在減少公共停車場建設(shè)、運營成本的同時，為人民群眾提供更多便利，創(chuàng)造更多環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益。
2.2在商業(yè)建筑*的應(yīng)用
商業(yè)建筑是電力能源損耗的大戶，特別是在我國人民群眾越發(fā)偏重娛樂、休閑的情況下，商業(yè)建筑的數(shù)量日益攀升。從整體角度來看，商業(yè)建筑普遍具有屋頂面積大的特點，這為光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。技術(shù)人員只需要在商業(yè)建筑的屋頂安裝光伏發(fā)電設(shè)備，便可以實現(xiàn)對太陽能資源的采集與轉(zhuǎn)化。為進(jìn)一步吸引客源，商業(yè)建筑的管理人往往會要求施工單位在周邊或商業(yè)建筑的地下停車場設(shè)置充電樁，從而為路過或在商業(yè)建筑進(jìn)行消費的車主提供充電服務(wù)。同時，商業(yè)建筑的管理人還可以通過光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)減少電網(wǎng)負(fù)荷與電費支出。由此可見，光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)可以有效減少商業(yè)建筑的運營成本。因此，有必要加強(qiáng)光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)在商業(yè)建筑*的應(yīng)用。
2.3在社區(qū)充電站*的應(yīng)用
社區(qū)是社會有機(jī)體基本的內(nèi)容，也是社會群體聚集在某一區(qū)域內(nèi)所形成的大集體。基于人民群眾的生活需求及社會的發(fā)展需要，在社區(qū)內(nèi)應(yīng)用光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)、構(gòu)建社區(qū)充電站已經(jīng)成為基本的方向。技術(shù)人員需要提前進(jìn)行規(guī)劃，將日照充足的區(qū)域作為光伏發(fā)電設(shè)備安裝的備選區(qū)域。隨后，技術(shù)人員需要與業(yè)主或社區(qū)管理人展開溝通，協(xié)調(diào)多方，科學(xué)確定光伏發(fā)電設(shè)備的安裝區(qū)域，再實施相關(guān)作業(yè)。通過光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)，太陽能可以被轉(zhuǎn)化為充電所需要的電力能源，滿足社區(qū)成員的需求。在有條件的情況下，技術(shù)人員還可以在社區(qū)充電站*配備大容量電池儲能系統(tǒng)，這樣可以有效解決電網(wǎng)負(fù)荷波動的問題，增強(qiáng)電力能源輸送的穩(wěn)定性及安全性。實踐表明，光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)的運用可以有效減少社區(qū)的電力能源消耗，還可以為社區(qū)成員提供便捷的充電服務(wù)。因此，有必要增加對社區(qū)充電站的建設(shè)，切實發(fā)揮光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)的實際作用。
2.4在緊急救援中的應(yīng)用
光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)可以獨立運行，不會受到外部電力網(wǎng)絡(luò)的影響，因而可以被應(yīng)用于緊急救援*。就目前來看，光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)在緊急救援中的應(yīng)用主要可以被歸納為以下兩種：
（1）危險場所的電力供應(yīng)。當(dāng)出現(xiàn)無法預(yù)知的災(zāi)難時，處于災(zāi)難*心的人往往面臨電力供應(yīng)受限或電力能源*斷的問題，而光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)可以在此刻發(fā)揮作用，為受災(zāi)區(qū)域提供電力供給，保障緊急救援行動的順利進(jìn)行。同時，光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)還可以為受災(zāi)群眾提供充電服務(wù)，以便受災(zāi)群眾與外界聯(lián)絡(luò)。
（2）當(dāng)災(zāi)難發(fā)生后，救援者可以通過光伏發(fā)電儲能充電一體化系統(tǒng)獲取的電力能源，保障日常生活及救援需求。
3光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的應(yīng)用案例
為促進(jìn)城鎮(zhèn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國在近些年逐步嘗試將光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)應(yīng)用于實踐。就目前來看，光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的應(yīng)用案例主要表現(xiàn)為光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站的建設(shè)。傳統(tǒng)的充電站存在效率低、充電不便等缺陷，不利于城鎮(zhèn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為改善這種情況，有關(guān)部門積極完善相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施，以期將光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站建設(shè)于城鎮(zhèn)地區(qū)，為電動汽車的充電、新能源技術(shù)的發(fā)展提供便利。光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站的設(shè)計與建設(shè)需要考慮三個方面的內(nèi)容，即光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)及充電站。其*，光伏發(fā)電系統(tǒng)與儲能系統(tǒng)的設(shè)計與建設(shè)為關(guān)鍵，二者會直接影響充電站的整體運作質(zhì)量。此外，技術(shù)人員還需要合理設(shè)計充電站。一般情況下，充電站由若干充電樁構(gòu)成。因此，技術(shù)人員需要合理配備交流充電樁與直流充電樁，滿足電動汽車的充電需求。在城鎮(zhèn)地區(qū)建設(shè)光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站，難點在于選址。技術(shù)人員需要充分發(fā)揮自身的專業(yè)性，將光照資源、土地資源充足的區(qū)域列為區(qū)域，這樣可以有效降低光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站的建設(shè)難度。同時，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境與氣候條件，靈活選擇建筑材料與建筑結(jié)構(gòu)形式。
例如，某區(qū)域的光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站建設(shè)在氣候相對寒冷、光照充足且土地資源多的區(qū)域，技術(shù)人員可以將光伏板作為主要的建筑材料，打造光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站。由于該光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站的主要作用在于為電動汽車提供電能，因此技術(shù)人員應(yīng)從電動汽車對電力能源的需求視角出發(fā)，為電動汽車提供便利。具體來講，技術(shù)人員在設(shè)計光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站時，需要秉持科學(xué)性、合理的原則。一方面，技術(shù)人員需要有機(jī)結(jié)合光伏發(fā)電系統(tǒng)與儲能系統(tǒng)；另一方面，技術(shù)人員需要合理選擇儲能電池。儲能電池的選擇要兼顧多方面需求，包括但不限于電動汽車的充電需求、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境、市場前景等。綜合考慮上述因素后，技術(shù)人員可以得到相對可靠的確定標(biāo)準(zhǔn)，確保儲能電池選擇的實效性。
在此基礎(chǔ)上，技術(shù)人員需要對光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站的各種設(shè)備進(jìn)行科學(xué)、合理的配置。在選用充電站設(shè)備時，技術(shù)人員應(yīng)深入市場，明確市面上常見的設(shè)備類型，從*選出運作安全、穩(wěn)定、性能突出的設(shè)備，將之投入實際應(yīng)用，降低設(shè)備的故障概率，為光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站的正常運作提供保障。在光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站建設(shè)完畢后，技術(shù)人員需要對其采取驗收、試運行等工作。在驗收時，技術(shù)人員主要判斷光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站的建設(shè)成果是否滿足標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、當(dāng)?shù)卣咭蠹坝脩粢蟆Ｔ谠囘\行時，技術(shù)人員主要針對光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站的各項技術(shù)參數(shù)進(jìn)行檢查，判斷其是否符合電動汽車的充電標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)
范要求。當(dāng)驗收、試運行成效符合預(yù)期時，技術(shù)人員便可以將光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站投入實際應(yīng)用，推進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)、新能源發(fā)展。由此可見，技術(shù)人員應(yīng)想方設(shè)法加大光伏發(fā)電儲能充電一體化充電站的建設(shè)力度。
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(jìn)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(jì)優(yōu)化運行為目標(biāo)，促進(jìn)可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補(bǔ)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(jì)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(jìn)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
5.1實時監(jiān)測
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*，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(jìn)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(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時告警，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(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(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(jìn)行展示。
5.1.2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(jī)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(jìn)行設(shè)置，包括開關(guān)機(jī)、運行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。
圖4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(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(jìn)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(jìn)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(dāng)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(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12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(jī)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(jìn)行展示。
5.1.4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。
5.1.5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(yù)覽、回放、管理與控制等。
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(jìn)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(jìn)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*管控。
圖14光伏預(yù)測界面
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(jìn)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(kuò)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(jìn)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
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*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
應(yīng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)*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(hù)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(hù)事件名稱、保護(hù)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
應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)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(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。
圖19歷史事件查詢
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(jìn)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*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
應(yīng)可以對整個微電網(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
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
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(jìn)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(jìn)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(jìn)行電能質(zhì)量分析。
圖23統(tǒng)計報表
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)洌ㄏ到y(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。
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(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護(hù)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。
圖24通信管理
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）。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(hù)、管理提供可靠的安全保障。
圖26用戶權(quán)限
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(hù)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*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
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(hù)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(dāng)每個事件發(fā)生時，存儲事故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。
5.2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(jī)、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 | 24.1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(jī)提供后備電源 |
4 | 打印機(jī) | 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(hù)運行等記錄，以召喚打印為主要方式 |
4 | 音箱 | R19U |
| 播放報警事件信息 |
6 | 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī) | D-LINKDES-1016A16 |
| 提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)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(jìn)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RS484/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)*的電壓、電流、功率、正向與反向電能。可帶RS484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 | APView400 |
| 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 | AM4SE-IS |
| 防孤島保護(hù)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(hù)，測控，通訊一體化裝置，具備保護(hù)、通信管理機(jī)功能、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)功能的測控裝置 |
13 | 通信管理機(jī) | ANet-2E841 |
| 能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)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)*。 1)空調(diào)的開關(guān)，調(diào)溫，及全斷電(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 |
14 | 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(jī)、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) |
6結(jié)束語
在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)逐步在我國得到普及。在新能源技術(shù)、電動汽車日益成為人們工作、生活的技術(shù)及出行方式的背景下，技術(shù)人員更應(yīng)加大對光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的研究與利用，把握技術(shù)要點，打造高水平的電力能源生產(chǎn)與供給模式。文章通過對光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的應(yīng)用展開探討，為相關(guān)領(lǐng)域提供了一定的參考。在未來，光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)將會實現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展，并在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用，因此技術(shù)人員應(yīng)秉持終身學(xué)習(xí)的意識，加強(qiáng)對光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)發(fā)展動向的關(guān)注，充分發(fā)揮光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與整體發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
【1】戴淼.光伏發(fā)電儲能充電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析
【2】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.04版.
【3】楊猛.光儲充一體化電動汽車充電站容量配置及綜合效益研究[D].北京:華北電力大學(xué), 2020
電瓶車充電樁禁止非法改裝
咨詢電話