安科瑞 陳聰

摘要：在以往電動汽車充電站的建設(shè)中，主要是以電網(wǎng)為*導(dǎo)。光儲充一體化解決方案，將能夠解決在有限的土地資源里配電網(wǎng)的問題，通過能量存儲和優(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)靈活互動且相對獨(dú)立運(yùn)行，盡可能的使用新能源，緩解了充電樁用電對電網(wǎng)的沖擊，在能耗方面，直接使用儲能電池給動力電池充電，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*家長遠(yuǎn)發(fā)展和“兩個強(qiáng)國”建設(shè)戰(zhàn)略需求，以技術(shù)、產(chǎn)業(yè)驅(qū)動，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。電動汽車充電服務(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)車輛新能源化，加快新能源汽車充電樁在北京建設(shè)布局，作為“十四五”產(chǎn)業(yè)動力新引擎、助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展、構(gòu)建智慧和諧社會具有重要意義。通過汽車充電網(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*大的價值在于新能源汽車實(shí)現(xiàn)把夜晚低谷的棄風(fēng)、棄光、棄水的電儲存在汽車?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，黨*央、國務(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*質(zhì)量發(fā)展的“底座”“基石”，對于發(fā)動“十四五”產(chǎn)業(yè)動力新引擎、助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展、構(gòu)建智慧和諧社會具有重要意義。

2光儲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(xiàng)目建設(shè)過程中，暴露出3方面痛點(diǎn)問題，急需研究解決。一是公交充電負(fù)荷存在短時長、負(fù)荷大、頻次多、峰谷顯著等特點(diǎn)，對電網(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，對新能源車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)行和電動公交產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大量電動汽車充電基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對既有配電網(wǎng)增加容量的迫切需求，充電負(fù)荷的不連續(xù)性，大規(guī)模無序充電對電網(wǎng)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(shè)計

擬選用朝陽區(qū)東*路和大魯?shù)?48路兩處公交場站作為綜合能源示范試點(diǎn)場站。此兩處場站為滿足充電運(yùn)營需求，已建設(shè)投運(yùn)260kWh/站的儲能設(shè)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(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)自動化運(yùn)行。并通過能量監(jiān)控管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對光伏、儲能和充電設(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)計方案示意如圖1所示。

3.1光儲充一體化系統(tǒng)架構(gòu)

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(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，控制光伏儲能系各部分的運(yùn)行；通過局域網(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光儲充一體化整體設(shè)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(shù)確定。由于當(dāng)前BSC可采用DC/DC+DC/AC的雙級結(jié)構(gòu)，也可以采用DC/AC的單級結(jié)構(gòu)；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(fù)荷的形式出現(xiàn)，在給電動汽車充電時，表現(xiàn)為負(fù)荷的特性；當(dāng)需要利用電動汽車的儲能容量參與運(yùn)行時，也可以表現(xiàn)為電源的特性。充電樁通過CAN或以太網(wǎng)與MDU通信，同時還可以通過多種通信介質(zhì)與電動汽車交換信息。

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)測裝置。其運(yùn)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(zhuǎn)換輸出的電能，經(jīng)過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聯(lián)接電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。其工作原理為，在光照條件下，太陽電池組件產(chǎn)生一定的電動勢，通過組件的串并聯(lián)形成太陽能電池方陣，使得方陣電壓達(dá)到系統(tǒng)輸入電壓的要求。再通過充放電控制器對蓄電池進(jìn)行充電，將由光能轉(zhuǎn)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(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)狀儲能系統(tǒng)技術(shù)方案

現(xiàn)有儲能設(shè)備為100kW/260kWh，接入單側(cè)低壓母線系統(tǒng)中。其主要應(yīng)對存在少量的容量不足的充電站建設(shè)場景，當(dāng)電網(wǎng)側(cè)配變?nèi)萘坎蛔悖瑑δ芟到y(tǒng)進(jìn)行功率補(bǔ)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(jù)儲能*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(jī)收集電池儲能單元的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，顯示電池儲能單元運(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)提供過充、過放、過流、過溫、短路保護(hù)，提供充電過程中的電壓均衡功能，具備系統(tǒng)運(yùn)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(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。儲能變流器設(shè)備采用模塊化設(shè)計，每個模塊為50kW，二個模塊并聯(lián)組成100kW儲能變流器。設(shè)備拓?fù)洳捎萌娖皆O(shè)計，相比較于兩電平拓?fù)洌娖酵負(fù)淠軌蛱?開關(guān)頻率、轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低輸出諧波、開關(guān)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(dá)到總負(fù)荷的50%以上時，這種應(yīng)用場景就對電池和環(huán)境管理方面有較*的要求，儲能設(shè)備電池也可采用鈦酸鋰電池，其具有*倍率、長壽命的特點(diǎn)，亦可滿足電動公交充電運(yùn)營多次充放需求，大量減少車輛充電對電網(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)識別、采集整個系統(tǒng)所有設(shè)備、傳感器的運(yùn)行等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)、試驗(yàn)平臺、配網(wǎng)信息、用電信息、無功補(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

充電站通過合理設(shè)置光儲系統(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汽車充電的總需求，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、儲能并網(wǎng)運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)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(shè)光、儲、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)互動優(yōu)勢，靈活適應(yīng)各類電源發(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。

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)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的*進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，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、儲能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)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(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；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)，整個能量管理系統(tǒng)*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、IEC60870-5-101、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*家標(biāo)準(zhǔn)有：

本技術(shù)規(guī)范書提供的設(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)控制計算機(jī)系統(tǒng)工業(yè)控制計算機(jī)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(jī)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(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范*6部分：驗(yàn)收大綱

GB/T2887-2011計算機(jī)場地通用規(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)計規(guī)范

DL/T634.5101遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)*5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)

DL/T634.5104遠(yuǎn)動設(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)計規(guī)范

NB/T10148-2019微電網(wǎng)*1部分：微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則

NB/T10149-2019微電網(wǎng)*2部分：微電網(wǎng)運(yùn)行導(dǎo)則

5.3適用場合

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

5.5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

6系統(tǒng)功能

6.1實(shí)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(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時監(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(shí)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(yùn)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

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(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

6.1.2儲能界面

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(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5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(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。

圖6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7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8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9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(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等。

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(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時展示當(dāng)前儲能電池的SOC信息。

圖12儲能電池簇運(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(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)所接入的視頻畫面，且通過不同的配置，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

6.2發(fā)電預(yù)測

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。

圖16光伏預(yù)測界面

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(yùn)行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、有序充電、動態(tài)擴(kuò)容等。

圖17策略配置界面

6.4運(yùn)行報表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*定時間的運(yùn)行參數(shù)，報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)行報表

6.5實(shí)時報警

應(yīng)具有實(shí)時報警功能，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(shí)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19實(shí)時告警

6.6歷史事件查詢

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20歷史事件查詢

6.7電能質(zhì)量監(jiān)測

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(shí)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）*供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實(shí)時顯示各電能質(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*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*功率；應(yīng)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(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：*電能質(zhì)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(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、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22遙控功能

6.9曲線查詢

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

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(yùn)行以來任意時間段內(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(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)計報表

6.11網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)支持實(shí)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*線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動*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、表計等信息。

6.12通信管理

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(shí)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、IEC60870-5-101、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）。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(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

圖27用戶權(quán)限

6.14故障錄波

應(yīng)可以*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*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個周波、故障后4個周波波形，總錄波時間共計46s。每個采樣點(diǎn)錄波至少包含12個模擬量、10個開關(guān)量波形。

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(shí)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*10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數(shù)據(jù)。啟動事件和監(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

7硬件及其配套產(chǎn)品

8結(jié)語

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，同時可以利用峰谷電價，減少成本。

隨著光伏業(yè)的發(fā)展，建設(shè)成本將會進(jìn)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)模化的生產(chǎn)，有助于進(jìn)一步降低建設(shè)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和管理的實(shí)施意見[R].北京市人民*府辦公廳,2017.

[2]李惠玲，白曉民.電動汽車對配電網(wǎng)的影響及對策[J].電力系統(tǒng)自動化，2011（09）：25-27.

[3]余曉丹，徐憲東，陳碩翼.綜合能源系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)簡述[J].電工技術(shù)學(xué)報，2016（11）：19-21.

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

2012.

[5]曹軼婷，歐方浩，王建興，公交光儲充一體化充電站設(shè)計.

[6]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用設(shè)計,2022,05版.