0引言

目前，隨著國家對碳中和目標(biāo)的推進(jìn)，可再生能源得到快速發(fā)展，例如光伏發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電等。但是，新能源出力的不穩(wěn)定性、不連續(xù)性對電網(wǎng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性造成一系列的影響。而儲(chǔ)能技術(shù)因其靈活的充放電能力解決了目前電網(wǎng)所面臨的問題[1]。

作為光伏發(fā)電系統(tǒng)重要的組成部分，儲(chǔ)能單元的順利運(yùn)轉(zhuǎn)直接影響著光伏發(fā)電系統(tǒng)整體的安全性。考慮到現(xiàn)階段所使用的儲(chǔ)能技術(shù)存在的，短板較為明顯，有待進(jìn)一步的提升和完善，尤其是在電網(wǎng)建設(shè)持續(xù)進(jìn)行的過程中對應(yīng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)也在不斷完善，表現(xiàn)出對于儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的更高需求[2]。

可以說有關(guān)儲(chǔ)能技術(shù)的優(yōu)化升級是現(xiàn)階段電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展建設(shè)的焦點(diǎn)所在，基于光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)需求確定儲(chǔ)能技術(shù)的完善方向，具有可行性，這不僅有利于推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)的快速發(fā)展，同時(shí)可以提高光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

1光儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展契機(jī)

光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)如圖1所示，其工作原理為：光伏電池板首先將接收來的太陽能經(jīng)逆變器將直流電換為交流，提供給交流負(fù)載[3]。

光伏發(fā)電系統(tǒng)在運(yùn)行過程中較容易受到外界因素的干擾，因此表現(xiàn)出較為明顯的波動(dòng)性和間歇性特征，這也是導(dǎo)致不同時(shí)間的光伏發(fā)電系統(tǒng)的產(chǎn)電量存在差異的原因所在，通常情況下，中午時(shí)間段的發(fā)電量最多，而早上或晚上的發(fā)電量較小。不均衡的發(fā)電量會(huì)導(dǎo)致一系列的問題，例如發(fā)電市場不平衡以及光伏發(fā)電利用率低等。

對于該問題的解決路徑是使用儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的優(yōu)化以及升級，儲(chǔ)能技術(shù)是保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù),也是推動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)廣泛應(yīng)用的重要措施之一。該文從光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)出發(fā),對儲(chǔ)能系統(tǒng)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的作用和應(yīng)用情況進(jìn)行闡述[4-6]。可以說光伏發(fā)電系統(tǒng)的快速發(fā)展為儲(chǔ)能技術(shù)的優(yōu)化升級帶來了新的契機(jī)，而儲(chǔ)能技術(shù)的提升同樣支撐著光伏發(fā)電系統(tǒng)的快速發(fā)展。故此近幾年，我國關(guān)于光儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)注度不斷提升，持續(xù)出臺(tái)一系列的政策用于推動(dòng)該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展和研發(fā)。作為各電網(wǎng)企業(yè)也應(yīng)當(dāng)抓住此契機(jī)，努力研發(fā)光儲(chǔ)系統(tǒng)。

2光伏發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)運(yùn)行的影響

2.1運(yùn)行調(diào)度

光伏電源往往會(huì)受到天氣因素的干擾，導(dǎo)致調(diào)度效率的下降，這種情況在高海拔地區(qū)尤為明顯?？紤]到天氣因素不可控，為了有效應(yīng)對天氣因素，對于光伏電源產(chǎn)生的調(diào)度影響，同時(shí)也為了節(jié)約調(diào)度成本，保證光伏電源調(diào)度過程中的整體安全性，要求相關(guān)電網(wǎng)工作人員在具體作業(yè)時(shí)必須設(shè)置對應(yīng)的保障措施[7]。

在進(jìn)行光伏電源調(diào)度過程中，需要支出一定的經(jīng)濟(jì)成本，并且現(xiàn)階段國內(nèi)的常規(guī)電價(jià)和光伏電價(jià)存在一定的差異，這也是強(qiáng)調(diào)在進(jìn)行光伏調(diào)度時(shí)需要考慮經(jīng)濟(jì)成本的原因所在，既要追求平穩(wěn)的調(diào)度過程，同時(shí)又需要盡可能地對成本進(jìn)行疏解。在實(shí)施調(diào)度之前，要求相關(guān)人員能夠?qū)夥{(diào)動(dòng)產(chǎn)生影響的各方面因素進(jìn)行綜合考慮，借助技術(shù)手段保證調(diào)度工作的順利實(shí)施，同時(shí)達(dá)到節(jié)約成本的效果。

2.2系統(tǒng)保護(hù)

光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)在于依靠光照完成發(fā)電也就意味著發(fā)電量和光照強(qiáng)度直接相關(guān)。所發(fā)電量通過電力輸送系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)綄?yīng)的輸出口，在發(fā)電量過大的情況下必然會(huì)引發(fā)較大的功率消耗。若功率消耗在運(yùn)輸系統(tǒng)承載范圍之外，必然會(huì)導(dǎo)致整體系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行遭受影響。

尤其是在運(yùn)輸過程中，若電站的輸出功率較大的情況下，必然會(huì)導(dǎo)致熔斷器的工作平衡狀態(tài)遭受破壞，最終形成對于整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性的負(fù)面影響。而且現(xiàn)階段所使用的光伏發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模普遍較為龐大，其中包含多個(gè)板塊共同支撐著整體光伏發(fā)電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行[8]。其中就包含電網(wǎng)模塊，但是部分電力公司所使用的光伏發(fā)電系統(tǒng)中并未配備配電網(wǎng)，選擇記錄配電網(wǎng)還需要增添其他裝置共同維護(hù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

2.3影響電能質(zhì)量

由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量和光照的強(qiáng)度有著直接的關(guān)系，也就意味著在不同天氣狀況下光伏發(fā)電系統(tǒng)的總發(fā)電量存在顯著差異，晴天的發(fā)電量明顯多于陰天發(fā)電量。在高發(fā)電量情況下，會(huì)帶給輸電系統(tǒng)更多的壓力，而發(fā)電量較小同樣會(huì)產(chǎn)生對應(yīng)的不利影響[9]。

這也是光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量不穩(wěn)定的核心原因所在，不穩(wěn)定的發(fā)電量勢必會(huì)對整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生威脅，難以保證供電的電能質(zhì)量問題。正是由于光伏發(fā)電系統(tǒng)存在發(fā)電量不穩(wěn)定的特性，使得電網(wǎng)企業(yè)不得不使用儲(chǔ)能技術(shù)對該問題進(jìn)行解決，用于弱化不穩(wěn)定發(fā)電量對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾。儲(chǔ)能技術(shù)的主要作用是解決光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電不均衡的問題，確保光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電量能夠支持日常生產(chǎn)、生活的用電需求。具體的應(yīng)用路徑是使用大容量儲(chǔ)能電站來提高儲(chǔ)能效果。

相當(dāng)于常規(guī)的儲(chǔ)能站，大容量儲(chǔ)能站能夠更好地滿足電量儲(chǔ)能需求，主要用于儲(chǔ)存多余的電能。并搭配相應(yīng)的日常監(jiān)管工作，針對實(shí)際發(fā)電情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.4線路潮流

正常電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下，線路潮流屬于單向傳輸狀態(tài)，此時(shí)光伏發(fā)電系統(tǒng)處于平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)電功能良好，而接入電源之后，則由原先的單向傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向傳輸，使得電壓的不穩(wěn)定性提升，這對于光伏發(fā)電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生一定的干擾，光伏系統(tǒng)對于線路潮流的具體影響，包括電壓越界，頻率波動(dòng)，變壓器容量越界等。此時(shí)就需要通過增添保護(hù)裝置用于維護(hù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

3儲(chǔ)能技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1在電力調(diào)峰中的應(yīng)用

光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)電能服務(wù)于人們的日常生產(chǎn)和生活電力需求。為了維持電量供應(yīng)的穩(wěn)定性，需要采用電力調(diào)峰策略。該策略的應(yīng)用首先能夠?yàn)楣夥l(fā)電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行提供支持，這是因?yàn)閷?shí)際的輸電運(yùn)行通常需要根據(jù)相應(yīng)的用電量輸送對應(yīng)的電能，不同時(shí)間段輸電系統(tǒng)的工作強(qiáng)度有所差異，在用電需求較大時(shí)，電力系統(tǒng)所承受的負(fù)荷普遍較大，而電力量需求較小時(shí)對應(yīng)的工作負(fù)荷則相對較小。

電力系統(tǒng)處于較大負(fù)荷時(shí)，容易對整體電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響，此時(shí)借助儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用來應(yīng)對過大負(fù)荷帶來的壓力。并且在電量需求較少時(shí)，也能夠運(yùn)用儲(chǔ)能技術(shù)將光伏發(fā)電系統(tǒng)所生產(chǎn)的電量進(jìn)行存儲(chǔ)，以備需求較大時(shí)的供應(yīng)。這種調(diào)峰策略能夠較好地滿足不同時(shí)間的人們對于電能的需求，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)，減少電力系統(tǒng)承受過多的負(fù)荷問題，有利于延長電力系統(tǒng)的使用壽命。

并且實(shí)際用電過程中，不同區(qū)域的用電高峰期表現(xiàn)出明顯的差異，借助儲(chǔ)能技術(shù)完成電力調(diào)控能夠保證結(jié)合地區(qū)實(shí)際用電情況進(jìn)行電能供應(yīng)。例如部分區(qū)域存在較多的工廠，在工作時(shí)期的用電需求會(huì)比較大，會(huì)給電網(wǎng)產(chǎn)生較大的負(fù)荷。而通過儲(chǔ)能技術(shù)就能夠?qū)⒂秒娏啃枨筝^小時(shí)光伏發(fā)電系統(tǒng)所生產(chǎn)的電能進(jìn)行存儲(chǔ)，服務(wù)于用電需求較大的工作階段，保證電能供應(yīng)的及時(shí)性，不影響工廠的日常運(yùn)作。因此儲(chǔ)能技術(shù)在光伏系統(tǒng)的電力調(diào)峰中具有重要的應(yīng)用前景。

3.2在電網(wǎng)電能質(zhì)量控制中的應(yīng)用

儲(chǔ)能技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中關(guān)于電能質(zhì)量的控制，具體體現(xiàn)在有關(guān)光伏電網(wǎng)的逆變控制領(lǐng)域，該種控制模式的應(yīng)用能夠顯著提高光伏電網(wǎng)發(fā)電階段的穩(wěn)定性。一般而言，在光伏發(fā)電階段為了達(dá)到對于電網(wǎng)電能的全程監(jiān)控，效果會(huì)輔助計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對光伏發(fā)電相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)收集，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和常規(guī)參數(shù)進(jìn)行對比的方式，來了解當(dāng)前光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，做到對于電網(wǎng)電能質(zhì)量的準(zhǔn)確把握，當(dāng)電網(wǎng)電能質(zhì)量不符合國家輸送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就會(huì)采用對應(yīng)的保護(hù)策略進(jìn)行應(yīng)對，以創(chuàng)新處融技術(shù)的方式實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電能質(zhì)量的提升。

這是因?yàn)閮?chǔ)能技術(shù)本身具備一定的控制功能，尤其是對光伏發(fā)電過程中的有源濾波進(jìn)行調(diào)整，該項(xiàng)操作能夠使得整體光伏發(fā)電系統(tǒng)的電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，并且確保相角始終處于正常值域。相角和電壓都屬于影響光伏發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要因素，通過對相角實(shí)時(shí)狀態(tài)的有效監(jiān)控，在出現(xiàn)偏差時(shí)及時(shí)使用儲(chǔ)能技術(shù)對有源濾波進(jìn)行調(diào)整，用于穩(wěn)定電壓對相角實(shí)現(xiàn)糾正，共同提高發(fā)電質(zhì)量。

3.3在負(fù)荷轉(zhuǎn)移中的應(yīng)用

儲(chǔ)能技術(shù)還可以應(yīng)用于光伏發(fā)展系統(tǒng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移過程中，對應(yīng)的應(yīng)用原理和電力調(diào)峰相似，不同之處在于負(fù)荷轉(zhuǎn)移中的儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用方式更加靈活。例如在光伏發(fā)電系統(tǒng)處于較大發(fā)電量，而人們的實(shí)際用電需求較小時(shí)，此時(shí)光伏發(fā)電系統(tǒng)所承載的負(fù)荷相對較少，若不加以應(yīng)對就會(huì)導(dǎo)致大量電能的浪費(fèi)，并且光伏發(fā)電系統(tǒng)整體的電能生產(chǎn)成本也會(huì)大幅度提升。若后續(xù)當(dāng)人們的實(shí)際用電需求不斷增加，工服發(fā)電系統(tǒng)處于較小發(fā)電量時(shí)，則會(huì)影響電能供應(yīng)質(zhì)量影響人們的日常生產(chǎn)和生活。

在光伏發(fā)電系統(tǒng)處于較小負(fù)荷狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)多余電能的存儲(chǔ)，以應(yīng)對光伏發(fā)電系統(tǒng)高峰負(fù)荷狀態(tài)將所存儲(chǔ)的電能進(jìn)行輸送，用于滿足人們對于電能的需求。如此以來，光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體負(fù)荷處于相對平衡的狀態(tài)，運(yùn)行穩(wěn)定性更高，能夠保證輸電質(zhì)量，節(jié)約發(fā)電成本。

4安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)解決方案

4.1概述

安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能，涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。在應(yīng)用上支持能量調(diào)度，具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對電池組性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測及歷史數(shù)據(jù)分析、根據(jù)分析結(jié)果采用智能化的分配策略對電池組進(jìn)行充放電控制，優(yōu)化了電池性能，提高電池壽命。系統(tǒng)支持Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用SQLServer。本系統(tǒng)既可以用于儲(chǔ)能一體柜，也可以用于儲(chǔ)能集裝箱，是專門用于儲(chǔ)能設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺(tái)。

4.2適用場合

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。

4.2.1工商業(yè)儲(chǔ)能四大應(yīng)用場景

1）工廠與商場：工廠與商場用電習(xí)慣明顯，安裝儲(chǔ)能以進(jìn)行削峰填谷、需量管理，能夠降低用電成本，并充當(dāng)后備電源應(yīng)急；

2）光儲(chǔ)充電站：光伏自發(fā)自用、供給電動(dòng)車充電站能源，儲(chǔ)能平抑大功率充電站對于電網(wǎng)的沖擊；

3）微電網(wǎng)：微電網(wǎng)具備可并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)行的靈活性，以工業(yè)園區(qū)微網(wǎng)、海島微網(wǎng)、偏遠(yuǎn)地區(qū)微網(wǎng)為主，儲(chǔ)能起到平衡發(fā)電供應(yīng)與用電負(fù)荷的作用；

4）新型應(yīng)用場景：工商業(yè)儲(chǔ)能積極探索融合發(fā)展新場景，已出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心、5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應(yīng)用場景。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1實(shí)時(shí)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(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測各回路電壓、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(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(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報(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、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統(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。

圖5儲(chǔ)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(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7儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)針對交流側(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(shí)針對直流側(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

本界面用來展示對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

本界面用來展示對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

本界面用來展示對電池簇信息，主要包括儲(chǔ)能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當(dāng)前電芯的電壓最值、溫度值及所對應(yīng)的位置。

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(jī)直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報(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、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統(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(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)所接入的視頻畫面，且通過不同的配置，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

4.4.2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(shí)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(dòng)生成發(fā)電計(jì)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

4.4.3策略配置

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

4.4.5運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備規(guī)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、總無功功率、正向有功電能等。

圖18運(yùn)行報(bào)表

4.4.6實(shí)時(shí)報(bào)警

應(yīng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)?/span>各子系統(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

4.4.7歷史事件查詢

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

4.4.8電能質(zhì)量監(jiān)測

應(yīng)可以對整個(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，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）在供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點(diǎn)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(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）；

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(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、最值、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

4.4.9遙控功能

應(yīng)可以對整個(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

4.4.10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23曲線查詢

4.4.11統(tǒng)計(jì)報(bào)表

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；對系統(tǒng)運(yùn)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(shí)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(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。

圖24統(tǒng)計(jì)報(bào)表

4.4.12網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

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)；可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

圖25微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/span>

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(jì)等信息。

4.4.13通信管理

可以對整個(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。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(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

4.4.14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(yùn)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(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

圖27用戶權(quán)限

4.4.15故障錄波

應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)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(dòng)作、提高電力系統(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)開關(guān)量波形。

圖28故障錄波

4.4.16事故追憶

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)，包括開關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)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(dòng)事件，當(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí)，存儲(chǔ)事故頭10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)可由用戶規(guī)定和隨意修改。

圖29事故追憶

4.5系統(tǒng)硬件配置清單

5 結(jié)束語

現(xiàn)階段由于儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展不完善，所以在使用過程中還存在著諸多問題，這就要求電力行業(yè)在使用儲(chǔ)能技術(shù)時(shí)要做好相應(yīng)的防護(hù)措施，既要讓儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)揮作用，同時(shí)也要避免儲(chǔ)能技術(shù)破壞光伏系統(tǒng)的運(yùn)行。在不斷提高儲(chǔ)能技術(shù)水平，從而控制儲(chǔ)能技術(shù)運(yùn)營過程中的成本支出，保證經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的同步實(shí)現(xiàn)，讓儲(chǔ)能技術(shù)能夠更好地為光伏發(fā)電系統(tǒng)服務(wù)，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，保證高質(zhì)量的電能產(chǎn)出，更好的服務(wù)于人們的日常用電需求。

參考文獻(xiàn)

[1]錢嘯,章姝俊,陳楚楚,黎博,章雷其,吳啟亮,張雪松,陳民鈾.多應(yīng)用場景下基于云模型直覺模糊層次分析法的儲(chǔ)能技術(shù)綜合評估方法[J].電工電能新技術(shù),2022,41(09):68-80.

[2]于冬,李瑤.儲(chǔ)能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].中國設(shè)備工程,2021(24):2.

[3]肖俊彥.光伏儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)控制與能量管理技術(shù)研究[D].上海:交通大學(xué),2018.

[4]劉暢,卓建坤,趙東明,李水清,陳景碩,王金星,姚強(qiáng).利用儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可再生能源微電網(wǎng)靈活安全運(yùn)行的研究綜述[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2020,40(01):65.

[5]許澤.儲(chǔ)能技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].通信電源技術(shù),2021,38(11):3.

[6]全俊曉.儲(chǔ)能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].電子測試,2020(2):3.

[7]楊潤廣.儲(chǔ)能技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2021(10):3.

[8]陳勇,張正祥,尹超.淺析并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)及獨(dú)立式儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)在綜合能源服務(wù)（供應(yīng)系統(tǒng)）中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代物業(yè)：中旬刊,2020(6):5.

[9]付建軍,趙利娜,常威,等.儲(chǔ)能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].電子樂園,2021(12):2.

[10]栗維冰.光伏儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)出力可控及儲(chǔ)能容量研究[D].河南:理工大學(xué),2015.

[11]張娟娟,趙金剛,王曉華.淺析儲(chǔ)能技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].《中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(引文版)工程技術(shù)》,2022年第8期0317-0320.