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淺析公交光儲充一體化充電站的設計與應用
更新時間:2025-01-17   點擊次數:65次


1研究背景

“新基建"是服務于*家長遠發(fā)展和“兩個強國"建設戰(zhàn)略需求,以技術、產業(yè)驅動,具備集約*效、經濟適用、智能綠色、安全可靠特征的一系列現代化基礎設施體系的總稱。電動汽車充電服務設施是“新基建"中一大領域,加速推進城市公交、市政環(huán)衛(wèi)等公共領域運輸作業(yè)車輛新能源化,加快新能源汽車充電樁在北京建設布局,作為“十四五"產業(yè)動力新引擎、助力數字經濟發(fā)展、構建智慧和諧社會具有重要意義。通過汽車充電網的智能*度,能夠實現電網的削峰填谷,讓電網更加的柔性化,其中*大的價值在于新能源汽車實現把夜晚低谷的棄風、棄光、棄水的電儲存在汽車里帶到*峰期使用,即解決了上游的新能源供應,又解決了下游的消納。近年來,黨*央、國務院*度重視新型基礎設施的建設。以“新基建"為牽引,夯實經濟社會*質量發(fā)展的“底座"“基石",對于發(fā)動“十四五"產業(yè)動力新引擎、助力數字經濟發(fā)展、構建智慧和諧社會具有重要意義。

2光儲充一體化公交充電站建設的必要性

2.1現有充電站面臨的問題

自2015年至2019年,北京地區(qū)共建成公交充電站130余座,總需求容量超過500MVA,年度總用電量已超3.2億kWh。在項目建設過程中,暴露出3方面痛點問題,急需研究解決。一是公交充電負荷存在短時長、負荷大、頻次多、峰谷顯著等特點,對電網造成大電流沖擊;二是新站選址建設中,局部電網難以支撐30%以上的站點用電需求;三是已建設投運公交充電站中,仍存在約25%的容量缺口,供需滿足率較低,對新能源車的推廣造成一定的掣肘。

2.2現有充電網絡面臨的挑戰(zhàn)

公交充電站是城市重要的基礎設施,其規(guī)劃建設是否合理直接影響到城市交通體系的運行和電動公交產業(yè)的發(fā)展,大量電動汽車充電基礎網絡建設對既有配電網增加容量的迫切需求,充電負荷的不連續(xù)性,大規(guī)模無序充電對電網的沖擊和影響也是未來需要解決的問題。

3光儲充一體化公交充電站的總體設計

擬選用朝陽區(qū)東*路和大魯店348路兩處公交場站作為綜合能源示范試點場站。此兩處場站為滿足充電運營需求,已建設投運260kWh/站的儲能設備,緩解了部分供電壓力,但仍存有缺口。目前在此儲能充電站的基礎上建設光伏系統(tǒng)和能量監(jiān)控管理系統(tǒng),實現并網自動化運行。并通過能量監(jiān)控管理系統(tǒng)來實現對光伏、儲能和充電設備的智能化管理,采集設備運行數據,進行光伏、儲能能量的優(yōu)化調度,實現削峰填谷,經濟用電的目標。系統(tǒng)整體設計方案示意如圖1所示。

3.1光儲充一體化系統(tǒng)架構

3.1.1智能配電柜

改造配電或儲能系統(tǒng)的交流母線,具備光伏并網條件。

3.1.2微網監(jiān)控調度單元

安裝在智能配電柜中,通過以太網或CAN通信接口查詢各部分的狀態(tài)信息,控制光伏儲能系各部分的運行;通過局域網與監(jiān)控調度*心進行雙向數據交換,接受*心的調度和管理。

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圖1光儲充一體化整體設計方案示意圖

3.1.3電池儲能裝置

包括電池及其管理系統(tǒng)(BMS)、DC/DC模塊組和DC/AC變流器,電池及變流器容量由所在的光伏儲能系統(tǒng)總體參數確定。由于當前BSC可采用DC/DC+DC/AC的雙級結構,也可以采用DC/AC的單級結構;動力電池可以采用先串后并的形式也可以采用先并后串的形式。

3.1.4充電樁

在光伏儲能系統(tǒng)中以特殊負荷的形式出現,在給電動汽車充電時,表現為負荷的特性;當需要利用電動汽車的儲能容量參與運行時,也可以表現為電源的特性。充電樁通過CAN或以太網與MDU通信,同時還可以通過多種通信介質與電動汽車交換信息。

3.2光伏系統(tǒng)技術方案

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本設備包括光伏電池組件、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網逆變器、交流配電柜等設備,另外還有供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測裝置。其運行模式是在有太陽輻射的條件下,光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池組件陣列將太陽能轉換輸出的電能,經過直流匯流箱集中送入直流配電柜,由并網逆變器逆變成*流電供給建筑自身負載,多余或不足的電力通過聯接電網來調節(jié)。其工作原理為,在光照條件下,太陽電池組件產生一定的電動勢,通過組件的串并聯形成太陽能電池方陣,使得方陣電壓達到系統(tǒng)輸入電壓的要求。再通過充放電控制器對蓄電池進行充電,將由光能轉換而來的電能貯存起來。晚上,蓄電池組為逆變器提供輸入電,通過逆變器的作用,將直流電轉換成*流電,輸送到配電柜,由配電柜的切換作用進行供電。蓄電池組的放電情況由控制器進行控制,保證蓄電池的正常使用。光伏電站系統(tǒng)還應有限荷保護和防雷裝置,以保護系統(tǒng)設備的過負載運行及免遭雷擊,維護系統(tǒng)設備的安全使用。

3.3現狀儲能系統(tǒng)技術方案

現有儲能設備為100kW/260kWh,接入單側低壓母線系統(tǒng)中。其主要應對存在少量的容量不足的充電站建設場景,當電網側配變容量不足,儲能系統(tǒng)進行功率補充,滿足充電樁同時工作。

儲能系統(tǒng)包括智能配電、儲能蓄電池組、BMS系統(tǒng)、儲能變流器和儲能監(jiān)控系統(tǒng)。變流器選型根據儲能*大輸出功率進行選擇。

BMS完成電池組的充放電管理功能,動態(tài)監(jiān)測電池組的電壓,電流,溫度,自動計算SOC(荷電狀態(tài))。

監(jiān)控主機收集電池儲能單元的運行數據進行備份,顯示電池儲能單元運行的各種信息和數據,供用戶查看和判斷系統(tǒng)運行狀態(tài)。

電池采用磷酸鐵鋰電池,電池管理系統(tǒng)提供過充、過放、過流、過溫、短路保護,提供充電過程中的電壓均衡功能,具備系統(tǒng)運行狀態(tài)和故障報警顯示,同時能采集所有電池組的信息,通過液晶屏進行參數設置和修改,根據電池狀態(tài)調整充放電控制。儲能變流器設備采用模塊化設計,每個模塊為50kW,二個模塊并聯組成100kW儲能變流器。設備拓撲采用三電平設計,相比較于兩電平拓撲,三電平拓撲能夠提*開關頻率、轉換效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性,降低輸出諧波、開關損耗和變流器體積。對于新建且大量電源容量缺失的公交場站背景下,電源容量的缺口大甚至可以達到總負荷的50%以上時,這種應用場景就對電池和環(huán)境管理方面有較*的要求,儲能設備電池也可采用鈦酸鋰電池,其具有*倍率、長壽命的特點,亦可滿足電動公交充電運營多次充放需求,大量減少車輛充電對電網側的需求。

3.4能源監(jiān)控管理系統(tǒng)技術方案

整個系統(tǒng)的物理架構分為3層:應用層、網絡層、感知層。主站系統(tǒng)結構如圖2所示。

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圖2能源監(jiān)控主站系統(tǒng)結構圖

應用層主要是提供網絡任意端上應用程序之間的接口,實現對負荷數據分析等。

網絡層負責數據透明傳輸,可實現設備運行信息、設備運行控制命令的傳輸,一般包括接入層和核心層。

感知層負責識別、采集整個系統(tǒng)所有設備、傳感器的運行等數據,實現儲能系統(tǒng)、試驗平臺、配網信息、用電信息、無功補償、諧波治理等系統(tǒng)和設備的監(jiān)視和控制。

4光儲充一體化充電站建設應用分析

4.1減少局部配電網接入壓力

充電站通過合理設置光儲系統(tǒng),充分滿足充電需求,降低局部配電網接入壓力,一方面能夠滿足電動汽車充電的總需求,另一方面能夠適應電網發(fā)展能力,保證后期充電設施發(fā)展。

4.2提升電網整體可靠性

充電站配置光伏、儲能并網運行,可實現離網儲能供電,滿足特殊長時間的電力故障搶修要求,大大提*充電站系統(tǒng)整體供電可靠性水平。

4.3節(jié)能*效、清潔環(huán)保

通過建設光、儲、充微網能量管理系統(tǒng),公交充電站能*大化使用清潔能源,踐行綠色出行、低碳用能新發(fā)展理念。

4.4推動智能電網的發(fā)展

清潔發(fā)展,優(yōu)先利用新能源,改善能源結構,基于能源網互動優(yōu)勢,靈活適應各類電源發(fā)電上網和用戶多樣化用電需求,實現按需生產和調度。

5系統(tǒng)概述

5.1概述

Acrel-2000MG微電網能量管理系統(tǒng),是我司根據新型電力系統(tǒng)下微電網監(jiān)控系統(tǒng)與微電網能量管理系統(tǒng)的要求,總結國內外的研究和生產的*進經驗,專門研制出的企業(yè)微電網能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入,*天候進行數據采集分析,直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電樁運行狀態(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)*安全穩(wěn)定的基礎上以經濟優(yōu)化運行為目標,提升可再生能源應用,提*電網運行穩(wěn)定性、補償負荷波動;有效實現用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷,提*電力設備運行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。

微電網能量管理系統(tǒng)應采用分層分布式結構,整個能量管理系統(tǒng)*物理上分為三個層:設備層、網絡通信層和站控層。站級通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協議,物理媒介可以為光纖、網線、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技術標準

本方案遵循的*家標準有:

本技術規(guī)范書提供的設備應滿足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標準:

GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范*1部分:通用要求

GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)工業(yè)控制計算機基本平臺*2部分:性能評定方法

GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范*5部分:場地安全要求

GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范*6部分:驗收大綱

GB/T2887-2011計算機場地通用規(guī)范

GB/T20270-2006信息安全技術網絡基礎安全技術要求

GB50174-2018電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范

DL/T634.5101遠動設備及系統(tǒng)*5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠動任務配套標準

DL/T634.5104遠動設備及系統(tǒng)*5-104部分:傳輸規(guī)約采用標準傳輸協議子集的IEC60870-5-網絡訪問101

GB/T33589-2017微電網接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定

GB/T36274-2018微電網能量管理系統(tǒng)技術規(guī)范

GB/T51341-2018微電網工程設計標準

GB/T36270-2018微電網監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范

DL/T1864-2018型微電網監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范

T/CEC182-2018微電網并網調度運行規(guī)范

T/CEC150-2018低壓微電網并網一體化裝置技術規(guī)范

T/CEC151-2018并網型交直流混合微電網運行與控制技術規(guī)范

T/CEC152-2018并網型微電網需求響應技術要求

T/CEC153-2018并網型微電網負荷管理技術導則

T/CEC182-2018微電網并網調度運行規(guī)范

T/CEC5005-2018微電網工程設計規(guī)范

NB/T10148-2019微電網*1部分:微電網規(guī)劃設計導則

NB/T10149-2019微電網*2部分:微電網運行導則

5.3適用場合

系統(tǒng)可應用于城市、*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。

5.4型號說明

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5.5系統(tǒng)架構

本平臺采用分層分布式結構進行設計,即站控層、網絡層和設備層,詳細拓撲結構如下:

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圖1典型微電網能量管理系統(tǒng)組網方式

6系統(tǒng)功能

6.1實時監(jiān)測

微電網能量管理系統(tǒng)人機界面友好,應能夠以系統(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)測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息,動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。其中,各子系統(tǒng)回路電參量主要有:三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值;狀態(tài)參數主要有:開關狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應可以對分布式電源、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置等。

系統(tǒng)應可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理,能夠根據儲能系統(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,包含微電網光伏、風電、儲能、充電樁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2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、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。

6.1.1光伏界面

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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、交流側運行狀態(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據進行展示。

6.1.2儲能界面

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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、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

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圖5儲能系統(tǒng)PCS參數設置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數進行設置,包括開關機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

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圖6儲能系統(tǒng)BMS參數設置界面

本界面用來展示對BMS的參數進行設置,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。

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圖7儲能系統(tǒng)PCS電網側數據界面

本界面用來展示對PCS電網側數據,主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數等。

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圖8儲能系統(tǒng)PCS交流側數據界面

本界面用來展示對PCS交流側數據,主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數、溫度值等。同時針對交流側的異常信息進行告警。

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圖9儲能系統(tǒng)PCS直流側數據界面

本界面用來展示對PCS直流側數據,主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側的異常信息進行告警。

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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。

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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、數據信息以及告警信息等,同時展示當前儲能電池的SOC信息。

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圖12儲能電池簇運行數據界面

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,并展示當前電芯的較大、較小電壓、溫度值及所對應的位置。

6.1.3風電界面

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圖13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、交流側運行狀態(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據進行展示。

6.1.4充電樁界面

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圖14充電樁界面

本界面用來展示對充電樁系統(tǒng)信息,主要包括充電樁用電總功率、交直流充電樁的功率、電量、電量費用,變化曲線、各個充電樁的運行數據等。

6.1.5視頻監(jiān)控界面

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圖15微電網視頻監(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,實現預覽、回放、管理與控制等。

6.2發(fā)電預測

系統(tǒng)應可以通過歷史發(fā)電數據、實測數據、未來天氣預測數據,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。

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圖16光伏預測界面

6.3策略配置

系統(tǒng)應可以根據發(fā)電數據、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息,進行系統(tǒng)運行模式的設置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、有序充電、動態(tài)擴容等。

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圖17策略配置界面

6.4運行報表

應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設備*定時間的運行參數,報表中顯示電參量信息應包括:各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。

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圖18運行報表

6.5實時報警

應具有實時報警功能,系統(tǒng)能夠對各子系統(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關閉等遙信變位,及設備內部的保護動作或事故跳閘時應能發(fā)出告警,應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;并應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關人員。

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圖19實時告警

6.6歷史事件查詢

應能夠對遙信變位,保護動作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數、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。

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圖20歷史事件查詢

6.7電能質量監(jiān)測

應可以對整個微電網系統(tǒng)的電能質量包括穩(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)電能質量情況,以便及時發(fā)現和消除供電不穩(wěn)定因素。

1)*供電系統(tǒng)主界面上應能實時顯示各電能質量監(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*分百和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*分百和正序/負序/零序電流值;

2)諧波分析功能:系統(tǒng)應能實時顯示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;應能顯示電壓偏差與頻率偏差;

4)功率與電能計量:系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視*功率;應能顯示三相總有功功率、總無功功率、總視*功率和總功率因素;應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:*電能質量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發(fā)生時,系統(tǒng)應能產生告警,事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關人員;系統(tǒng)應能查看相應暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。

6)電能質量數據統(tǒng)計:系統(tǒng)應能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數據,包括均值、較大值、較小值、95%概率值、方均根值。

7)事件記錄查看功能:事件記錄應包含事件名稱、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。

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圖21微電網系統(tǒng)電能質量界面

6.8遙控功能

應可以對整個微電網系統(tǒng)范圍內的設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)行調度系統(tǒng)或站內相應的操作命令。

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圖22遙控功能

6.9曲線查詢

應可*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、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。

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圖23曲線查詢

6.10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各配電節(jié)點的用電情況,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;具備對微電網供電可靠性分析,包括年停電時間、年停電次數等分析;具備對并網型微電網的并網點進行電能質量分析。

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圖24統(tǒng)計報表

6.11網絡拓撲圖

系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網絡結構;可*線診斷設備通信狀態(tài),發(fā)生網絡異常時能自動*界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

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圖25微電網系統(tǒng)拓撲界面

本界面主要展示微電網系統(tǒng)拓撲,包括系統(tǒng)的組成內容、電網連接方式、斷路器、表計等信息。

6.12通信管理

可以對整個微電網系統(tǒng)范圍內的設備通信情況進行管理、控制、數據的實時監(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,快速查看某設備的通信和數據情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

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圖26通信管理

6.13用戶權限管理

應具備設置用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作(如遙控操作,運行參數修改等)。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限,為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

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圖27用戶權限

6.14故障錄波

應可以*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*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個開關量波形。

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圖28故障錄波

6.15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據,包括開關位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等,形成事故分析的數據基礎。

用戶可自定義事故追憶的啟動事件,當每個事件發(fā)生時,存儲事故前面10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關點數據。啟動事件和監(jiān)視的數據點可由用戶*定和隨意修改。

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圖29事故追憶

7硬件及其配套產品

序號

設備

型號

圖片

說明

1

能量管理系統(tǒng)

Acrel-2000MG

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內部設備的數據采集與監(jiān)控,由通信管理機、工業(yè)平板電腦、串口服務器、遙信模塊及相關通信輔件組成。

數據采集、上傳及轉發(fā)至服務器及協同控制裝置

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

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系統(tǒng)軟件顯示載體

3

UPS電源

UPS2000-A-2-KTTS

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為監(jiān)控主機提供后備電源

4

打印機

HP108AA4

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用以打印操作記錄,參數修改記錄、參數越限、復限,系統(tǒng)事故,設備故障,保護運行等記錄,以召喚打印為主要方式

5

音箱

R19U

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播放報警事件信息

6

工業(yè)網絡交換機

D-LINKDES-1016A16

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提供16口百兆工業(yè)網絡交換機解決了通信實時性、網絡安全性、本質安全與安全防爆技術等技術問題

7

GPS時鐘

ATS1200GB

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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

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電力參數測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視*功率,頻率、功率因數等)、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協議:帶開關量輸入和繼電器輸出可實現斷路器開關的"遜信“和“遙控"的功能

9

直流計量電表

PZ96L-DE

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可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能??蓭S485通訊接口、模擬量數據轉換、開關量輸入/輸出等功能

10

電能質量監(jiān)測

APView500

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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、諾波等電能質量,記錄各類電能質量事件,定位擾動源。

11

防孤島裝置

AM5SE-IS

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防孤島保護裝置,當外部電網停電后斷開和電網連接

12

箱變測控裝置

AM6-PWC

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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)網交換機功能的測控裝置

13

通信管理機

ANet-2E851

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能夠根據不同的采集規(guī)的進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據果集匯總:

提供規(guī)約轉換、透明轉發(fā)、數據加密壓縮、數據轉換、邊緣計算等多項功能:實時多任務并行處理數據采集和數據轉發(fā),可多鏈路上送平臺據:

14

串口服務器

Aport

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功能:轉換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數據,反饋到能量管理系統(tǒng)中。

1)空調的開關,調溫,及完*斷電(二次開關實現)

2)上傳配電柜各個空開信號

3)上傳UPS內部電量信息等

4)接入電表、BSMU等設備

15

遙信模塊

ARTU-K16

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1)反饋各個設備狀態(tài),將相關數據到串口服務器:

讀消防VO信號,并轉發(fā)給到上層(關機、事件上報等)

2)采集水浸傳感器信息,并轉發(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,并轉發(fā)

8結語

目前的充電站建設大多單獨在空地上建設,可在充電站頂棚建光伏,但這樣的建設并不能滿足充電站的需求。目前光儲充一體化更適用于商業(yè)園、工業(yè)園、商用住宅等范圍,在屋頂上建光伏,這樣規(guī)模的光伏建設產生的能量足夠滿足充電站的使用,同時可以利用峰谷電價,減少成本。

隨著光伏業(yè)的發(fā)展,建設成本將會進一步的降低;而儲能電池,可考慮電動汽車退役下來的動力電池梯次利用,節(jié)約成本的同時,更*效的利用能源,也使電動汽車動力電池的回收有了新的解決方向,而隨著充電樁規(guī)?;纳a,有助于進一步降低建設成本。

參考文獻:

[1]關于進一步加強電動汽車充電基礎設施建設和管理的實施意見[R].北京市人民*府辦公廳,2017.

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[3]余曉丹,徐憲東,陳碩翼.綜合能源系統(tǒng)與能源互聯網簡述[J].電工技術學報,2016(11):19-21.

[4]國網能源研究院,孫李平,李瓊慧,黃碧斌.分布式光伏發(fā)電現狀及走勢[N].*家電網報,

2012.

[5]曹軼婷,歐方浩,王建興,公交光儲充一體化充電站設計.

[6]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用設計,2022,05版.

 


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