0引言

我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展至今，已經(jīng)逐漸形成了大網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的電網(wǎng)形式。通過(guò)采取集中供電的方式，能夠便于能源產(chǎn)地的布局規(guī)劃，控制經(jīng)濟(jì)成本，但是在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用中，由于操作電源應(yīng)用場(chǎng)合特殊，電力系統(tǒng)設(shè)備分布較廣泛，造成了電網(wǎng)系統(tǒng)工程龐大，聯(lián)網(wǎng)困難，逐漸遇到了、建設(shè)工程周期過(guò)長(zhǎng)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障影響較大、后期維護(hù)成本過(guò)高、信息采集不及時(shí)等不利因素?；谝陨蠁?wèn)題，隨著科技發(fā)展的進(jìn)步，以及管理理念的提升，我國(guó)對(duì)分布式電源的重視程度逐漸提高，希望通過(guò)分布式電源為傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行良好的補(bǔ)充和完善。

所謂分布式電網(wǎng)是由多個(gè)微小電網(wǎng)或電力系統(tǒng)組成，各個(gè)電力系統(tǒng)按照自己的位置劃分，為自己的區(qū)域提供電力能源，這樣的分布方式能夠提高整套電網(wǎng)系統(tǒng)的靈活性，減小線(xiàn)損，能源的分布形式更多樣化，一旦出現(xiàn)故障，也能較大地縮小負(fù)面影響。

分布式電網(wǎng)中供電形式多種多樣，而且彼此獨(dú)立，互不干涉。因此，可以根據(jù)需要在分布式電網(wǎng)中放置一些智能電源或者綠色電源，進(jìn)一步推動(dòng)電網(wǎng)的智能化和綠色化升級(jí)。

1基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式智能電源管理設(shè)計(jì)

通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、定位技術(shù)等，物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別、感知、采集相關(guān)重要信息。利用各種電子信息傳輸技術(shù)，將收集到的這些重要信息進(jìn)行匯總，統(tǒng)一存入線(xiàn)上信息網(wǎng)絡(luò)中，并利用數(shù)據(jù)挖掘、云計(jì)算、模糊識(shí)別以及語(yǔ)義分析等各種智能計(jì)算方式，對(duì)電力系統(tǒng)中的一些設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析融合。這套管理體系以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，并分為三層結(jié)構(gòu)：感知層、通信層、應(yīng)用層。

感知層主要是感知被管理對(duì)象的相關(guān)基本特征，采用的主要技術(shù)是無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)或現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)；通信層主要是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和底層數(shù)據(jù)進(jìn)行通信的能力，采用的主要技術(shù)是3G、4G，未來(lái)可能有5G通信網(wǎng)以及有線(xiàn)公共通信網(wǎng)；應(yīng)用層主要是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的其他應(yīng)用功能。

基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式智能電源管理主要利用了物聯(lián)網(wǎng)的分層技術(shù)，整體采用感知層、通信層、應(yīng)用層這三層結(jié)構(gòu)。其中感知層作為底層結(jié)構(gòu)，主要是對(duì)分布式電源中的逆變器、并離網(wǎng)控制器、低壓監(jiān)測(cè)等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，采集的信息主要包括開(kāi)關(guān)量、模擬量等重要數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)分布式微電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)監(jiān)控。

在通信設(shè)備基礎(chǔ)條件較好的區(qū)域，通信層可以利用有線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)，而在較偏遠(yuǎn)地區(qū)或特殊區(qū)域，有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安裝不到的地方，可以選擇使用3G、4G，甚至5G網(wǎng)絡(luò)。對(duì)數(shù)據(jù)的處理主要是在應(yīng)用層，可以為用戶(hù)提供交互功能，需要兼?zhèn)鋽?shù)據(jù)處理功能和較佳的遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)控制功能。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用過(guò)程中，為了使管理效果得到進(jìn)一步提升，設(shè)計(jì)當(dāng)中往往會(huì)將感知層逆變器采用雙閉環(huán)控制，提高對(duì)電力系統(tǒng)的控制；應(yīng)用層則會(huì)采用粒子群算法來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的優(yōu)化配置，從而保障整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配置運(yùn)行。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式智能電源管理的內(nèi)外環(huán)控制方式

基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式智能電源管理，采用分層控制的設(shè)計(jì)方案，由于智能電源在接入大電網(wǎng)時(shí)，需要在電壓、功率、頻率等指標(biāo)上與大電壓保持協(xié)調(diào)，因而感知層將會(huì)使用雙閉環(huán)控制器，主要控制逆變器。

具體而言，為了保持智能電源與大電網(wǎng)的協(xié)調(diào)性，采用雙閉環(huán)控制的方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)外環(huán)管理控制功能。外環(huán)控制上，主要控制分布式智能電源的輸出功率，確保系統(tǒng)在分布式電源的電壓指標(biāo)，即便偶爾遇到波動(dòng)變化，也能夠保證恒定的功率，向大電網(wǎng)輸出電能源；內(nèi)環(huán)控制主要是控制電流，通過(guò)智能化的手段，形成一整套智能電源系統(tǒng)，能夠幫助電網(wǎng)獲得良好的適應(yīng)性能。內(nèi)、外環(huán)控制方式的具體控制體系，如圖1所示。

圖1雙環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

PQ控制模型作為外環(huán)功率控制模式的主要采用方式，能夠恒功率進(jìn)行控制，控制方法較為簡(jiǎn)單，適用分布式電源系統(tǒng)在并網(wǎng)時(shí)的功率控制。目前，PQ控制模型一般使用的是DQ變換的前饋解耦PQ控制系統(tǒng)，這種控制方式自身也含有兩個(gè)控制環(huán)系統(tǒng)功能。

內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)采用電流采集的參數(shù)，在所定義的DQ坐標(biāo)體系中，可以進(jìn)行空間的矢量變換，將三相靜止坐標(biāo)系下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變換成兩相同步數(shù)學(xué)模型；外環(huán)是以公共網(wǎng)絡(luò)所需要的有功率和無(wú)功率為對(duì)象，經(jīng)解析和計(jì)算，得出的電流和電壓值，并將這種參考的變量以反饋控制的形式傳達(dá)給內(nèi)環(huán)電流和電壓值，從而控制電流和電壓值在所需范圍內(nèi)。內(nèi)環(huán)電流能夠保證外環(huán)持續(xù)在一個(gè)恒定的功率內(nèi)運(yùn)作，在基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式智能電源管理的內(nèi)外環(huán)控制設(shè)計(jì)的過(guò)程中，采用移動(dòng)智能體的技術(shù)來(lái)完成。

Agent移動(dòng)方式的具體結(jié)構(gòu)框架如圖2所示。圖2表明，Agent移動(dòng)方式結(jié)構(gòu)可以分為知識(shí)庫(kù)、內(nèi)部情況、操作目標(biāo)三大獨(dú)立的數(shù)據(jù)模塊體系。這三個(gè)體系之間，作為數(shù)據(jù)的實(shí)體，能夠通過(guò)對(duì)環(huán)境變化的應(yīng)對(duì)進(jìn)行自主修改，具有良好的適應(yīng)能力。在物聯(lián)網(wǎng)的分布式智能電源管理系統(tǒng)中，每個(gè)Agent移動(dòng)方式都能夠利用傳感器對(duì)外部環(huán)境進(jìn)行預(yù)知和感受，對(duì)根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)收集到的信息加以融合，產(chǎn)生對(duì)于修改狀態(tài)的指令描述，再借助知識(shí)庫(kù)的設(shè)計(jì)指揮，進(jìn)行目標(biāo)規(guī)劃，在目標(biāo)的指引下，形成一整套動(dòng)作，通過(guò)感應(yīng)器對(duì)環(huán)境進(jìn)行反應(yīng)，再產(chǎn)生功能操作。具體如圖2所示。

圖2 Agent移動(dòng)方式的具體結(jié)構(gòu)

3分析上層粒子群算法系統(tǒng)

運(yùn)行過(guò)程中，為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)上層控制的能力，物聯(lián)網(wǎng)分布式智能電源管理系統(tǒng)將采用上層粒子群算法，從而實(shí)現(xiàn)分布式智能電源管理的協(xié)調(diào)。對(duì)上層粒子群算法的具體描述，可以表達(dá)為：在多維目標(biāo)的空間搜索中，由多數(shù)個(gè)粒子所組成的群，這些粒子群能夠在一定范圍內(nèi)飛行。飛行中的粒子可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以及其他粒子飛行的方式不斷地調(diào)整自己的方向和速度，以此形成種群的協(xié)調(diào)效果。當(dāng)n+1次代粒子m的飛行位置可以表示為多維空間內(nèi)一個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，其位置量、速度向量、個(gè)體解、全局解、更新速度和位置都可計(jì)算得出。

雖然相關(guān)的計(jì)算公式較為復(fù)雜，但是相較于原有的對(duì)于粒子跟蹤的無(wú)法實(shí)現(xiàn)而言，已經(jīng)更為簡(jiǎn)單，涉及的參數(shù)也很少，基本粒子能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的跟蹤和預(yù)知。

4基于物聯(lián)網(wǎng)的智能分布直流操作電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)分布式智能電源進(jìn)行管理時(shí)，可以將這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)為集計(jì)算系統(tǒng)、高效智能管理系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)于一身的智能分布直流電操作電源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)效率高、易維護(hù)、風(fēng)險(xiǎn)低的智能化電網(wǎng)自動(dòng)配網(wǎng)設(shè)備管理，使電力供應(yīng)獲得更高的性?xún)r(jià)比。

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能分布直流操作電源系統(tǒng)，通過(guò)利用高速的核心控制平臺(tái)，在計(jì)算機(jī)嵌入式控制中實(shí)現(xiàn)特定算法，從而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行智能控制和協(xié)調(diào)。其中涉及的高效電源可以自動(dòng)根據(jù)負(fù)電荷情況調(diào)整相應(yīng)的供電輸入模式，實(shí)現(xiàn)蓄電池供電和交流電源供電，靈活變換的處理方式，提高電源的可靠性。這套智能管理方式能夠幫助儲(chǔ)備的電池進(jìn)行自主充電管理，實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，時(shí)刻監(jiān)測(cè)儲(chǔ)備電池的電壓、溫度和內(nèi)阻的變化情況，來(lái)判斷它的狀態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)中的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)會(huì)對(duì)電源遠(yuǎn)程物聯(lián)管理，將得到的每一個(gè)信息進(jìn)行分享和利用，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能化互動(dòng)化的管理目標(biāo)。在這套系統(tǒng)中還有人機(jī)互動(dòng)界面，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)人機(jī)界面對(duì)系統(tǒng)中的輸出輸入電壓電流、電池內(nèi)阻、溫度等進(jìn)行實(shí)時(shí)參數(shù)監(jiān)控。

系統(tǒng)主要模塊的技術(shù)是基于嵌入式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行核心處理，使整個(gè)處理模式能夠協(xié)調(diào)運(yùn)作，控制所有模塊在有序穩(wěn)定的范圍內(nèi)開(kāi)展工作，高效完成各類(lèi)算法，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)，促進(jìn)人機(jī)互動(dòng)的同時(shí)，盡可能完成自主化運(yùn)營(yíng)。

5系統(tǒng)概述

5.1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(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，專(zhuān)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(mǎn)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，全天候進(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)在安全穩(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，提高電網(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(hù)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(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)在物理上分為三個(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(xiàn)、屏蔽雙絞線(xiàn)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本方案遵循的標(biāo)準(zhǔn)有：

本技術(shù)規(guī)范書(shū)提供的設(shè)備應(yīng)滿(mǎn)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

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(fǎng)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

5.3適用場(chǎng)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(wú)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(hào)說(shuō)明

6系統(tǒng)功能

6.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

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(xiàn)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。

6.1.1光伏界面

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。

6.1.2儲(chǔ)能界面

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(xiàn)以及電量變化曲線(xiàn)。

圖5儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

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)前電芯的大、小電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。

6.1.3風(fēng)電界面

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。

6.1.4充電樁界面

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(xiàn)、各個(gè)充電樁的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。

6.1.5視頻監(jiān)控界面

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。

6.2發(fā)電預(yù)測(cè)

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(hù)對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖16光伏預(yù)測(cè)界面

6.3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

6.4運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢(xún)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(wú)功功率、正向有功電能等。

圖18運(yùn)行報(bào)表

6.5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)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(chēng)、保護(hù)動(dòng)作時(shí)刻；并應(yīng)能以彈窗、聲音、短信和電話(huà)等形式通知相關(guān)人員。

圖19實(shí)時(shí)告警

6.6歷史事件查詢(xún)

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(hù)對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、事故分析。

圖20歷史事件查詢(xún)

6.7電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

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）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(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(zhǎng)閃變值；應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線(xiàn)、短閃變曲線(xiàn)和長(zhǎng)閃變曲線(xiàn)；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)功功率和視在功率；應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無(wú)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(xiàn)，包括日有功負(fù)荷曲線(xiàn)（折線(xiàn)型）和年有功負(fù)荷曲線(xiàn)（折線(xiàn)型）；

5）電壓暫態(tài)監(jiān)測(cè)：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(huà)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、大值、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(chēng)、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

6.8遙控功能

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

6.9曲線(xiàn)查詢(xún)

應(yīng)可在曲線(xiàn)查詢(xún)界面，可以直接查看各電參量曲線(xiàn)，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(xiàn)。

圖23曲線(xiàn)查詢(xún)

6.10統(tǒng)計(jì)報(bào)表

具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶(hù)可以自由查詢(xún)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(xiàn)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

6.11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(xiàn)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)?，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。

6.12通信管理

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

6.13用戶(hù)權(quán)限管理

應(yīng)具備設(shè)置用戶(hù)權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶(hù)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(hù)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(hù)權(quán)限

6.14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(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(kāi)關(guān)量波形。

圖28故障錄波

6.15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(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(hù)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)事故前面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(hù)規(guī)定和隨意修改。

圖29事故追憶

7結(jié)束語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式智能化電源管理研究，已經(jīng)成為業(yè)界人士和電力系統(tǒng)的研究重點(diǎn)。本文結(jié)合實(shí)際運(yùn)用中分布式智能電源的協(xié)調(diào)操作相關(guān)原理、實(shí)現(xiàn)情況、積極的作用和可以采用的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。在充分展示研究資料的基礎(chǔ)上，明確以粒子群算法作為主要控制原則，介紹了以PQ控制為核心的雙閉環(huán)控制模式和基于物聯(lián)網(wǎng)的智能分布直流操作兩種方式，相較于其他控制方法，獲得更好的準(zhǔn)確性、效率性和可靠性。為電源管理的研究提供一些積極的理論建議，供業(yè)界人士參考。

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