淺談公交光儲(chǔ)充一體化充電站設(shè)計(jì)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：在以往電動(dòng)汽車(chē)充電站的建設(shè)中，主要是以電網(wǎng)為*導(dǎo)。光儲(chǔ)充一體化解決方案，將能夠解決在有限
的土地資源里配電網(wǎng)的問(wèn)題，通過(guò)能量存儲(chǔ)和優(yōu)化配置實(shí)現(xiàn)本地能源生產(chǎn)與用能負(fù)荷基本平衡，可根據(jù)需要
與公共電網(wǎng)靈活互動(dòng)且相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行，盡可能的使用新能源，緩解了充電樁用電對(duì)電網(wǎng)的沖擊，在能耗方
面，直接使用儲(chǔ)能電池給動(dòng)力電池充電，提高了能源轉(zhuǎn)換效率。
關(guān)鍵詞：公交充電站；儲(chǔ)能系統(tǒng)；光伏系統(tǒng)；充電可靠性；能源監(jiān)控管理
1研究背景
“新基建"是服務(wù)于*家長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和“兩個(gè)強(qiáng)國(guó)"建設(shè)戰(zhàn)略需求，以技術(shù)、產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)，具備集約*效、經(jīng)濟(jì)適用、智能綠色、安全可靠特征的一系列現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系的總稱。電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)設(shè)施是“新基建"中一大領(lǐng)域，加速推進(jìn)城市公交、市政環(huán)衛(wèi)等公共領(lǐng)域運(yùn)輸作業(yè)車(chē)輛新能源化，加快新能源汽車(chē)充電樁在北京建設(shè)布局，作為“十四五"產(chǎn)業(yè)動(dòng)力新引擎、助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展、構(gòu)建智慧和諧社會(huì)具有重要意義。通過(guò)汽車(chē)充電網(wǎng)的智能*度，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的削峰填谷，讓電網(wǎng)更加的柔性化，其中*大的價(jià)值在于新能源汽車(chē)實(shí)現(xiàn)把夜晚低谷的棄風(fēng)、棄光、棄水的電儲(chǔ)存在汽車(chē)?yán)飵У?峰期使用，即解決了上游的新能源供應(yīng)，又解決了下游的消納。近年來(lái)，黨*央、國(guó)務(wù)院*度重視新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。以“新基建"為牽引，夯實(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)*質(zhì)量發(fā)展的“底座"“基石"，對(duì)于發(fā)動(dòng)“十四五"產(chǎn)業(yè)動(dòng)力新引擎、助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展、構(gòu)建智慧和諧社會(huì)具有重要意義。
2光儲(chǔ)充一體化公交充電站建設(shè)的必要性
2.1現(xiàn)有充電站面臨的問(wèn)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(guò)500MVA，年度總用電量已超3.2億kWh。在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，暴露出3方面痛點(diǎn)問(wèn)題，急需研究解決。一是公交充電負(fù)荷存在短時(shí)長(zhǎng)、負(fù)荷大、頻次多、峰谷顯著等特點(diǎn)，對(duì)電網(wǎng)造成大電流沖擊；二是新站選址建設(shè)中，局部電網(wǎng)難以支撐30%以上的站點(diǎn)用電需求；三是已建設(shè)投運(yùn)公交充電站中，仍存在約25%的容量缺口，供需滿足率較低，對(duì)新能源車(chē)的推廣造成一定的掣肘。
2.2現(xiàn)有充電網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)
公交充電站是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，其規(guī)劃建設(shè)是否合理直接影響到城市交通體系的運(yùn)行和電動(dòng)公交產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大量電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對(duì)既有配電網(wǎng)增加容量的迫切需求，充電負(fù)荷的不連續(xù)性，大規(guī)模無(wú)序充電對(duì)電網(wǎng)的沖擊和影響也是未來(lái)需要解決的問(wèn)題。
3光儲(chǔ)充一體化公交充電站的總體設(shè)計(jì)
擬選用朝陽(yáng)區(qū)東*路和大魯?shù)?48路兩處公交場(chǎng)站作為綜合能源示范試點(diǎn)場(chǎng)站。此兩處場(chǎng)站為滿足充電運(yùn)營(yíng)需求，已建設(shè)投運(yùn)260kWh/站的儲(chǔ)能設(shè)備，緩解了部分供電壓力，但仍存有缺口。目前在此儲(chǔ)能充電站的基礎(chǔ)上建設(shè)光伏系統(tǒng)和能量監(jiān)控管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行。并通過(guò)能量監(jiān)控管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏、儲(chǔ)能和充電設(shè)備的智能化管理，采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行光伏、儲(chǔ)能能量的優(yōu)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，經(jīng)濟(jì)用電的目標(biāo)。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案示意如圖1所示。
3.1光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)架構(gòu)
3.1.1智能配電柜
改造配電或儲(chǔ)能系統(tǒng)的交流母線，具備光伏并網(wǎng)條件。
3.1.2微網(wǎng)監(jiān)控調(diào)度單元
安裝在智能配電柜中，通過(guò)以太網(wǎng)或CAN通信接口查詢各部分的狀態(tài)信息，控制光伏儲(chǔ)能系各部分的運(yùn)行；通過(guò)局域網(wǎng)與監(jiān)控調(diào)度*心進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，接受*心的調(diào)度和管理。
圖1光儲(chǔ)充一體化整體設(shè)計(jì)方案示意圖
3.1.3電池儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)總體參數(shù)確定。由于當(dāng)前BSC可采用DC/DC+DC/AC的雙級(jí)結(jié)構(gòu)，也可以采用DC/AC的單級(jí)結(jié)構(gòu)；動(dòng)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(chǔ)能系統(tǒng)中以特殊負(fù)荷的形式出現(xiàn)，在給電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)，表現(xiàn)為負(fù)荷的特性；當(dāng)需要利用電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能容量參與運(yùn)行時(shí)，也可以表現(xiàn)為電源的特性。充電樁通過(guò)CAN或以太網(wǎng)與MDU通信，同時(shí)還可以通過(guò)多種通信介質(zhì)與電動(dòng)汽車(chē)交換信息。
3.2光伏系統(tǒng)技術(shù)方案
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本設(shè)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(wǎng)逆變器、交流配電柜等設(shè)備，另外還有供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置。其運(yùn)行模式是在有太陽(yáng)輻射的條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池組件陣列將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換輸出的電能，經(jīng)過(guò)直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網(wǎng)逆變器逆變成*流電供給建筑自身負(fù)載，多余或不足的電力通過(guò)聯(lián)接電網(wǎng)來(lái)調(diào)節(jié)。其工作原理為，在光照條件下，太陽(yáng)電池組件產(chǎn)生一定的電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)組件的串并聯(lián)形成太陽(yáng)能電池方陣，使得方陣電壓達(dá)到系統(tǒng)輸入電壓的要求。再通過(guò)充放電控制器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，將由光能轉(zhuǎn)換而來(lái)的電能貯存起來(lái)。晚上，蓄電池組為逆變器提供輸入電，通過(guò)逆變器的作用，將直流電轉(zhuǎn)換成*流電，輸送到配電柜，由配電柜的切換作用進(jìn)行供電。蓄電池組的放電情況由控制器進(jìn)行控制，保證蓄電池的正常使用。光伏電站系統(tǒng)還應(yīng)有限荷保護(hù)和防雷裝置，以保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的過(guò)負(fù)載運(yùn)行及免遭雷擊，維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的安全使用。
3.3現(xiàn)狀儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)方案
現(xiàn)有儲(chǔ)能設(shè)備為100kW/260kWh，接入單側(cè)低壓母線系統(tǒng)中。其主要應(yīng)對(duì)存在少量的容量不足的充電站建設(shè)場(chǎng)景，當(dāng)電網(wǎng)側(cè)配變?nèi)萘坎蛔?，?chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行功率補(bǔ)充，滿足充電樁同時(shí)工作。
儲(chǔ)能系統(tǒng)包括智能配電、儲(chǔ)能蓄電池組、BMS系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器和儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)。變流器選型根據(jù)儲(chǔ)能*大輸出功率進(jìn)行選擇。
BMS完成電池組的充放電管理功能，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)電池組的電壓，電流，溫度，自動(dòng)計(jì)算SOC（荷電狀態(tài)）。
監(jiān)控主機(jī)收集電池儲(chǔ)能單元的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，顯示電池儲(chǔ)能單元運(yùn)行的各種信息和數(shù)據(jù)，供用戶查看和判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。
電池采用磷酸鐵鋰電池，電池管理系統(tǒng)提供過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、過(guò)溫、短路保護(hù)，提供充電過(guò)程中的電壓均衡功能，具備系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和故障報(bào)警顯示，同時(shí)能采集所有電池組的信息，通過(guò)液晶屏進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和修改，根據(jù)電池狀態(tài)調(diào)整充放電控制。儲(chǔ)能變流器設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊為50kW，二個(gè)模塊并聯(lián)組成100kW儲(chǔ)能變流器。設(shè)備拓?fù)洳捎萌娖皆O(shè)計(jì)，相比較于兩電平拓?fù)洌娖酵負(fù)淠軌蛱?開(kāi)關(guān)頻率、轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低輸出諧波、開(kāi)關(guān)損耗和變流器體積。對(duì)于新建且大量電源容量缺失的公交場(chǎng)站背景下，電源容量的缺口大甚至可以達(dá)到總負(fù)荷的50%以上時(shí)，這種應(yīng)用場(chǎng)景就對(duì)電池和環(huán)境管理方面有較*的要求，儲(chǔ)能設(shè)備電池也可采用鈦酸鋰電池，其具有*倍率、長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)，亦可滿足電動(dòng)公交充電運(yùn)營(yíng)多次充放需求，大量減少車(chē)輛充電對(duì)電網(wǎng)側(cè)的需求。
3.4能源監(jiān)控管理系統(tǒng)技術(shù)方案
整個(gè)系統(tǒng)的物理架構(gòu)分為3層：應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層。主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2能源監(jiān)控主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
應(yīng)用層主要是提供網(wǎng)絡(luò)任意端上應(yīng)用程序之間的接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷數(shù)據(jù)分析等。
網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)透明傳輸，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行信息、設(shè)備運(yùn)行控制命令的傳輸，一般包括接入層和核心層。
感知層負(fù)責(zé)識(shí)別、采集整個(gè)系統(tǒng)所有設(shè)備、傳感器的運(yùn)行等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)、試驗(yàn)平臺(tái)、配網(wǎng)信息、用電信息、無(wú)功補(bǔ)償、諧波治理等系統(tǒng)和設(shè)備的監(jiān)視和控制。
4光儲(chǔ)充一體化充電站建設(shè)應(yīng)用分析
4.1減少局部配電網(wǎng)接入壓力
充電站通過(guò)合理設(shè)置光儲(chǔ)系統(tǒng)，充分滿足充電需求，降低局部配電網(wǎng)接入壓力，一方面能夠滿足電動(dòng)汽車(chē)充電的總需求，另一方面能夠適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展能力，保證后期充電設(shè)施發(fā)展。
4.2提升電網(wǎng)整體可靠性
充電站配置光伏、儲(chǔ)能并網(wǎng)運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)儲(chǔ)能供電，滿足特殊長(zhǎng)時(shí)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(guò)建設(shè)光、儲(chǔ)、充微網(wǎng)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(dòng)智能電網(wǎng)的發(fā)展
清潔發(fā)展，優(yōu)先利用新能源，改善能源結(jié)構(gòu)，基于能源網(wǎng)互動(dòng)優(yōu)勢(shì)，靈活適應(yīng)各類(lèi)電源發(fā)電上網(wǎng)和用戶多樣化用電需求，實(shí)現(xiàn)按需生產(chǎn)和調(diào)度。
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(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的*進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，專門(mén)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(chǔ)能系統(tǒng)以及充電樁的接入，*天候進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)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(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，提升可再生能源應(yīng)用，提*電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；有效實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，提*電力設(shè)備運(yùn)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(yùn)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(gè)能量管理系統(tǒng)*物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級(jí)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、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。
本方案遵循的*家標(biāo)準(zhǔn)有：
本技術(shù)規(guī)范書(shū)提供的設(shè)備應(yīng)滿足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)基本平臺(tái)*2部分：性能評(píng)定方法
GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范*5部分：場(chǎng)地安全要求
GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范*6部分：驗(yàn)收大綱
GB/T2887-2011計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范
GB/T20270-2006信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)安全技術(shù)要求
GB50174-2018電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范
DL/T634.5101遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)*5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)
DL/T634.5104遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)*5-104部分:傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)101
GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定
GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范
GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T36270-2018微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范
DL/T1864-2018型微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范
T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)范
T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規(guī)范
T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)規(guī)范
T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應(yīng)技術(shù)要求
T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負(fù)荷管理技術(shù)導(dǎo)則
T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)范
T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范
NB/T10148-2019微電網(wǎng)*1部分：微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則
NB/T10149-2019微電網(wǎng)*2部分：微電網(wǎng)運(yùn)行導(dǎo)則
系統(tǒng)可應(yīng)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(wú)電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。
本平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，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
6系統(tǒng)功能
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(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。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(wú)功功率、總功率因數(shù)、頻率和正向有功電能累計(jì)值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理，使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲(chǔ)能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)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(chǔ)能、充電樁及總體負(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(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。
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(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。
圖3光伏系統(tǒng)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(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)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)界面
本界面主要用來(lái)展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量、儲(chǔ)能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。
本界面主要用來(lái)展示對(duì)PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開(kāi)關(guān)機(jī)、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。
圖6儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面
本界面用來(lái)展示對(duì)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7儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)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(chǔ)能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)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(shí)針對(duì)交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。
圖9儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對(duì)直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。
圖10儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等。
圖11儲(chǔ)能電池狀態(tài)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)BMS狀態(tài)信息，主要包括儲(chǔ)能電池的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時(shí)展示當(dāng)前儲(chǔ)能電池的SOC信息。
圖12儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)電池簇信息，主要包括儲(chǔ)能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當(dāng)前電芯的較大、較小電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。
圖13風(fēng)電系統(tǒng)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)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(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、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
圖14充電樁界面
本界面用來(lái)展示對(duì)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(fèi)用，變化曲線、各個(gè)充電樁的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。
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(huà)面，且通過(guò)不同的配置，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。
系統(tǒng)應(yīng)可以通過(guò)歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來(lái)天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè)，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測(cè)可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計(jì)劃，便于用戶對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。
系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲(chǔ)能系統(tǒng)容量、負(fù)荷需求及分時(shí)電價(jià)信息，進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計(jì)劃、需量控制、有序充電、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等。
圖17策略配置界面
應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*定時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)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(wú)功功率、正向有功電能等。
圖18運(yùn)行報(bào)表
應(yīng)具有實(shí)時(shí)報(bào)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(dòng)和關(guān)閉等遙信變位，及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應(yīng)能發(fā)出告警，應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件，包括保護(hù)事件名稱、保護(hù)動(dòng)作時(shí)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19實(shí)時(shí)告警
應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)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(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
圖20歷史事件查詢
應(yīng)可以對(duì)整個(gè)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(cè)，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。
1）*供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(fù)序/零序電壓值、三相電流不平衡度*分百和正序/負(fù)序/零序電流值；
2）諧波分析功能：系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)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(dòng)與閃變：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動(dòng)值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長(zhǎng)閃變值；應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線、短閃變曲線和長(zhǎng)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(jì)量：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率、無(wú)功功率和視*功率；應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無(wú)功功率、總視*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）；
5）電壓暫態(tài)監(jiān)測(cè)：*電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時(shí)中斷發(fā)生時(shí)，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(jì)：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計(jì)整2h存儲(chǔ)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，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(yīng)包含事件名稱、狀態(tài)（動(dòng)作或返回）、波形號(hào)、越限值、故障持續(xù)時(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)間。
圖21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面
應(yīng)可以對(duì)整個(gè)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(guò)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(shí)執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。
圖22遙控功能
應(yīng)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(wú)功功率、功率因數(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。
圖23曲線查詢
具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。對(duì)微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能、收益等分析；具備對(duì)微電網(wǎng)供電可靠性分析，包括年停電時(shí)間、年停電次數(shù)等分析；具備對(duì)并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
圖24統(tǒng)計(jì)報(bào)表
系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)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(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可*線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)*界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
圖25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(jì)等信息。
可以對(duì)整個(gè)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過(guò)管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開(kāi)通信管理程序，然后選擇通信控制啟動(dòng)所有端口或某個(gè)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26通信管理
應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。通過(guò)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(yùn)行參數(shù)修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。
圖27用戶權(quán)限
應(yīng)可以*系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過(guò)程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過(guò)對(duì)這些電氣量的分析、比較，對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提*電力系統(tǒng)安全運(yùn)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(gè)周波、故障后4個(gè)周波波形，總錄波時(shí)間共計(jì)46s。每個(gè)采樣點(diǎn)錄波至少包含12個(gè)模擬量、10個(gè)開(kāi)關(guān)量波形。
圖28故障錄波
可以自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)掃描數(shù)據(jù)，包括開(kāi)關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)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(dòng)事件，當(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí)，存儲(chǔ)事故個(gè)掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數(shù)據(jù)。啟動(dòng)事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶*定和隨意修改。
圖29事故追憶
序號(hào) | 設(shè)備 | 型號(hào) | 圖片 | 說(shuō)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(jì)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(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(yùn)行等記錄，以召喚打印為主要方式 |
5 | 音箱 | R19U |
| 播放報(bào)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(shí)時(shí)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(wèn)題 |
7 | GPS時(shí)鐘 | ATS1200GB |
| 利用gps同步衛(wèi)星信號(hào)，接收1pps和串口時(shí)間信息，將本地的時(shí)鐘和gps衛(wèi)星上面的時(shí)間進(jìn)行同步 |
8 | 交流計(jì)量電表 | AMC96L-E4/KC |
| 電力參數(shù)測(cè)量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、視*功率,頻率、功率因數(shù)等)、復(fù)費(fèi)率電能計(jì)量、 四象限電能計(jì)量、諧波分析以及電能監(jiān)測(cè)和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開(kāi)關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現(xiàn)斷路器開(kāi)關(guān)的"遜信“和“遙控"的功能 |
9 | 直流計(jì)量電表 | PZ96L-DE |
| 可測(cè)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出等功能 |
10 | 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè) | APView500 |
| 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)和閃變、諾波等電能質(zhì)量，記錄各類(lèi)電能質(zhì)量事件,定位擾動(dòng)源。 |
11 | 防孤島裝置 | AM5SE-IS |
| 防孤島保護(hù)裝置，當(dāng)外部電網(wǎng)停電后斷開(kāi)和電網(wǎng)連接 |
12 | 箱變測(cè)控裝置 | AM6-PWC |
| 置針對(duì)光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能升壓變不同要求研發(fā)的集保護(hù)，測(cè)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(cè)控裝置 |
13 | 通信管理機(jī) | ANet-2E851 |
| 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(jì)算等多項(xiàng)功能:實(shí)時(shí)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(tái)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(kāi)關(guān)，調(diào)溫，及斷電(二次開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)) 2)上傳配電柜各個(gè)空開(kāi)信號(hào) 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(gè)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(hào)，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機(jī)、事件上報(bào)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(hào)事件上報(bào)) 4)讀取門(mén)禁程傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā) |
8結(jié)語(yǔ)
目前的充電站建設(shè)大多單獨(dú)在空地上建設(shè)，可在充電站頂棚建光伏，但這樣的建設(shè)并不能滿足充電站的需求。目前光儲(chǔ)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(shè)產(chǎn)生的能量足夠滿足充電站的使用，同時(shí)可以利用峰谷電價(jià)，減少成本。
隨著光伏業(yè)的發(fā)展，建設(shè)成本將會(huì)進(jìn)一步的降低；而儲(chǔ)能電池，可考慮電動(dòng)汽車(chē)退役下來(lái)的動(dòng)力電池梯次利用，節(jié)約成本的同時(shí)，更*效的利用能源，也使電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的回收有了新的解決方向，而隨著充電樁規(guī)?；纳a(chǎn)，有助于進(jìn)一步降低建設(shè)成本。
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