安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：現(xiàn)階段，高速公路上的充電網(wǎng)絡(luò)基本建設(shè)完成，并且得到了快速的發(fā)展。因此，為確保高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)光儲充電站的應(yīng)用需求能夠得到滿足，須引入清潔綠色電力，與此生成高速公路能源保障機(jī)制，以增加交通出行環(huán)節(jié)的用電便利性?；诖耍疚氖紫群喴治隽斯こ谈艣r，其次闡述了高速公路服務(wù)區(qū)光儲充電站運(yùn)行控制問題，之后提出了高速公路服務(wù)區(qū)光儲充電站運(yùn)行控制措施，以期對相關(guān)部門的工作有所幫助。

在新能源汽車越來越普及的今天，充電問題成為了車主們最關(guān)心的話題之一。尤其是長途駕駛時，如何在高速公路上快速、方便地為愛車“加油"成了大家共同的困擾。而今天，我要為大家介紹的這款產(chǎn)品，恰好能解決這一痛點(diǎn)，它就是——高速公路服務(wù)區(qū)光儲充電站運(yùn)行解決方案。 想象一下，在漫長的旅途中，你的電動車電量告急，四周卻找不到充電站。這種焦慮感，相信每位電動車主都有過體會。但現(xiàn)在，有了我們的光儲充電站運(yùn)行解決方案，一切問題迎刃而解。該方案集成了光伏、儲能與大功率超級充電樁于一體，不僅能夠提供安全、高效、便捷的充電服務(wù)，而且在滿足快捷充電需求的同時，對于交通領(lǐng)域減少碳排放和促進(jìn)新能源應(yīng)用也起到了積極推動作用。這套系統(tǒng)具體是如何運(yùn)作的呢？首先，我們采用了全直流微網(wǎng)技術(shù)，將光伏發(fā)電與儲能設(shè)備相結(jié)合，形成了一個綠色數(shù)字化的光儲充電站。這意味著，即使在無電網(wǎng)覆蓋或電網(wǎng)供電不穩(wěn)定的偏遠(yuǎn)地區(qū)，也能保障充電站的正常運(yùn)作。更進(jìn)一步的是，我們的解決方案還包含了實時監(jiān)控、運(yùn)營分析、負(fù)荷控制及多能協(xié)調(diào)優(yōu)化的一站式管理系統(tǒng)。這不僅大大提升了充電站的運(yùn)營效率，還降低了成本，提高了變電資產(chǎn)的使用率。

關(guān)鍵詞：高速公路；服務(wù)區(qū)；光儲充電站；運(yùn)行控制

0引言

因傳統(tǒng)燃油汽車在使用過程中限制性因素有所增加，使得新能源汽車在近年來越來越受人們的青睞。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2022年國內(nèi)的新能源汽車位居國際*，并且占國際比重的60%以上。并且到2023年4月底國內(nèi)的新能源汽車已經(jīng)完成了49.44萬輛的銷售額，同比增長86.28%。

本文以某區(qū)域內(nèi)的光儲充電站發(fā)電項目為例，其日均發(fā)電量約為4000kWh，可滿足該服務(wù)區(qū)內(nèi)的日均用電需求。其在本地的光伏發(fā)電項目中光儲充能源項目的容量是1.296MV，光伏區(qū)域的占比約為69.32%，而其中充電樁區(qū)域的實際占比是3.62%，儲能區(qū)域的占比是21.04%。其具備實現(xiàn)充電樁+光伏+儲能為一體的功能。并且服務(wù)區(qū)內(nèi)會將所產(chǎn)生的電量，優(yōu)先給到充電樁使用，然后給到儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電。將剩余的部門服務(wù)區(qū)使用，若服務(wù)區(qū)內(nèi)存在無法消納的電量，則直接與公共電網(wǎng)對接。

1高速公路服務(wù)區(qū)光儲充電站運(yùn)行控制問題

結(jié)合對的研究可知，在使用電動汽車時，日均充電高峰為下午5：00～7:00點(diǎn)，下午的12:00～16:00點(diǎn)以及夜間的23：00至次日1：00點(diǎn)。并且用戶的平均充電量為245/6kWh，充電時長約為49.3min。單次的充電金額是25元，每日需充電1.4次。在此背景下，即便充電基礎(chǔ)設(shè)施目前已經(jīng)取得進(jìn)步，但仍存在一些問題，值得相關(guān)人員研究及改善，具體如下。

1.1充電網(wǎng)絡(luò)覆蓋度低

國內(nèi)目前已經(jīng)建成了4.9萬km的高速公路快充網(wǎng)絡(luò)，而在部分區(qū)域內(nèi)的支線地帶，仍存在未覆蓋的情況，因為技術(shù)故障以及車位被占據(jù)等因素影響，使App內(nèi)顯示有可充電車位，但達(dá)到后卻被燃油車或者是其他車輛占位，無法進(jìn)行充電。因為布局有盲點(diǎn)，所以充電網(wǎng)絡(luò)覆蓋度整體較低。

1.2充電車位環(huán)境較差

在充電車位附近的管理工作仍須加強(qiáng)，在完成充電后，存在隨意扔充電槍等問題。也存在車主插隊充電等情況，降低新能源汽車使用者的體驗感。

1.3充電電樁缺少維護(hù)

充電樁的整體布局方式不合理，因為各個充電設(shè)施的運(yùn)營企業(yè)未合理地處理充電App，使人們所使用的導(dǎo)航服務(wù)仍有欠缺。使汽車的保有量下降并且充電站內(nèi)的冷熱分布不均勻，區(qū)域性充電樁限制，還有部分區(qū)域無樁可用，接口不兼容，充電樁損壞等問題，都是充電樁在維護(hù)環(huán)節(jié)可能遇見的問題。

1.4相關(guān)配套設(shè)施匱乏

在高速公路內(nèi)的偏遠(yuǎn)地帶存在充電樁數(shù)量不足的情況，相關(guān)配套設(shè)施的匱乏，無法保證充電站能夠完成超前布局，使分散建樁更不易被管理。若存在自行建樁的情況，也會增加安全性方面的影響。

2高速公路服務(wù)區(qū)光儲充電站運(yùn)行控制措施

2.1提高充電網(wǎng)絡(luò)覆蓋度，加強(qiáng)光儲充電系統(tǒng)設(shè)計

為實現(xiàn)對高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)光儲充電站的控制，應(yīng)提高充電網(wǎng)絡(luò)的覆蓋度，適當(dāng)加強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計，運(yùn)用成對方式，將充電站布置在公路的兩端。這樣，采用地區(qū)電網(wǎng)的供電方式，則可讓一段由饋電電纜完成接入操作，使得總降電壓的變電室能夠順利提供電能。首先，以某地的服務(wù)區(qū)為例，在充電樁項目建設(shè)期間，可以實現(xiàn)對空地資源的升級改造，增加儲能裝置在此期間的應(yīng)用，讓所連接的電纜長度有所延長，如此則可降低電壓后續(xù)所帶來的影響，從前期設(shè)計活動開始，就保障了配電系統(tǒng)的安全性（如圖1所示）。

其次，可以運(yùn)用單位公路的運(yùn)行方式，讓接入點(diǎn)電壓具備可調(diào)節(jié)的功能。使低壓電力區(qū)域的受力偏差值是-7%～+7%，在簡化設(shè)計流程的同時，順利生成光儲充電電路。其中，服務(wù)區(qū)內(nèi)南側(cè)的負(fù)荷電壓是U1，北側(cè)的負(fù)荷電壓是U2；電網(wǎng)接入的電壓是Ug。而K、Z則為低壓側(cè)的變比和等效阻抗；Z1是饋電線路和總降壓變電室的等效阻抗；Z2為等效南北兩側(cè)的等效阻抗；IPV表示并網(wǎng)電流。若通過公式來確認(rèn)在單位功率因數(shù)運(yùn)行過程中的并網(wǎng)電流為：IPV=-mU2。并且，若服務(wù)區(qū)已經(jīng)完成光伏發(fā)電系統(tǒng)的新增工作，則其中的負(fù)載電壓可通過公式表示，具體如下：

而其中的發(fā)電功率，也可運(yùn)用公式表示，具體為：

如此，在服務(wù)區(qū)內(nèi)電纜參數(shù)以及配電變壓器等條件為已知后，則可根據(jù)上述公式內(nèi)容，完成南北兩側(cè)的電壓計算工作。掌握U1，U2如何變化，列出光伏電源的具體接入功率。也可通過趨勢曲線來掌握電網(wǎng)接入點(diǎn)內(nèi)Ug的變化情況。當(dāng)Ug=1pu時，配電變壓器內(nèi)的T1也會發(fā)生變化，使其中的額定電容在400kVA左右。若光伏電源與功率對接時，其變化幅度就會增加，使得服務(wù)區(qū)內(nèi)的南側(cè)電壓變化范圍縮小，而U2的變化范圍則相對明顯。若在高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)的光伏電源整體接入容量已經(jīng)增加到了140kW，則南側(cè)的電壓則會超出7%的上限。這也說明，此時電壓存在越限的可能。

后，為防止此方面問題的發(fā)生，應(yīng)確認(rèn)電壓的*超出限值，加強(qiáng)對光伏電源的運(yùn)行狀況的了解，從而確保相關(guān)設(shè)備能夠安全地運(yùn)行。同時，也應(yīng)把控光伏電源的整體利用率，防止其發(fā)生利用率較低的問題。

2.2營造良好光儲充電環(huán)境，強(qiáng)化光伏發(fā)電滲透率

為營造出良好的光儲充電環(huán)境，應(yīng)對公共充電樁的利用率進(jìn)行提升。例如，若日均通勤距離為70km，則3～4日完成一次充電即可。此時，應(yīng)在App內(nèi)準(zhǔn)確標(biāo)注充電樁的位置，縮短新能源汽車的充電時間。并且，可以結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的要求，讓光伏逆變器能夠與控制指令相互對接，讓光伏單元可以更改無功出力的形式。

這樣，若光伏發(fā)電過程中，系統(tǒng)內(nèi)的功率因素角是φ，則其中的并網(wǎng)電流則為：IPV=-m（1+jtanφ）U2。同時，可以采用簡化分析的方式，完成南側(cè)負(fù)荷電壓的假定，讓U1值能夠維持在可控范圍內(nèi)，以降低北側(cè)負(fù)荷所帶來的影響，使得服務(wù)區(qū)內(nèi)南側(cè)的電壓幅值能夠運(yùn)用公式表達(dá)：

如此，則可了解在服務(wù)區(qū)內(nèi)光儲充電站中的無功功率是否有*的可能。同時，可采用無功功率的合理調(diào)節(jié)，讓光伏的發(fā)電滲透率有所提高。并且，讓服務(wù)區(qū)不會處于輕載的條件，使得服務(wù)區(qū)內(nèi)的充電樁不會出現(xiàn)電壓超限的情況。另外，也可通過EMS系統(tǒng)的輔助，讓其與集線器、電能質(zhì)量分析儀、微網(wǎng)控制器相互銜接（如圖2所示），提高光伏逆變器無功容量的利用率，以防止系統(tǒng)中的電量發(fā)生過度損失的情況。

圖2光伏發(fā)電滲透流程圖

后，也應(yīng)減少饋電電纜所帶來的影響，讓多根電纜采用并列的運(yùn)行方法，分擔(dān)電纜載流量。這樣，則可使光充電站在完成降壓的同時，使同等容量的光伏電順利分配。

2.3加強(qiáng)對充電樁的維護(hù)，制定光儲充電站運(yùn)行控制方案

為強(qiáng)化高速公路上光儲充電站運(yùn)行效果，提升充電樁的利用率，應(yīng)防止光伏發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)問題。首先，應(yīng)保證光伏系統(tǒng)的正常運(yùn)行，避免電壓發(fā)生超限的情況，采取行之有效的操作方式，防止資源浪費(fèi)并將投資回收期縮短。如此，則可加強(qiáng)對充電樁的維護(hù)，讓其能夠延長使用年限。

其次，應(yīng)了解光伏負(fù)荷用電、光伏發(fā)電出力的情況。增加對電價信息等諸多方面的重視。采用合理的控制方式，讓儲能裝置順利充放電。如此，則可增加在光儲充電站運(yùn)行環(huán)節(jié)的收益。并且，也可強(qiáng)化儲能逆變器、光伏逆變器的具體功能，讓服務(wù)區(qū)內(nèi)的電壓能力有所提升。這樣，則可讓系統(tǒng)中的電能損耗有所減少。

這樣，在上述控制目標(biāo)達(dá)成后，方可形成完整的能量管理系統(tǒng)。以實現(xiàn)對電壓水平、電壓越限、電壓負(fù)荷及檢測模塊、儲能充放電模塊的控制。使得所得到的數(shù)據(jù)內(nèi)容，都可以采用遠(yuǎn)程發(fā)布的方式，上傳到能量管理系統(tǒng)當(dāng)中，以增加在后續(xù)管理活動方面的助力。

后，若光伏的發(fā)電量相對較大，則服務(wù)區(qū)內(nèi)所產(chǎn)生的電負(fù)荷則相對較小。因此，應(yīng)了解光伏并網(wǎng)電力的具體反饋方式，輸電線路上能夠順利地形成電壓。則可運(yùn)用電壓控制模塊，開展實時的檢測工作，使得所設(shè)定的閾值與電壓值能夠相互比較，讓其不會超出閾值。則可充分利用光伏逆變器，讓其中的無功能力可以確認(rèn)，以降低服務(wù)器內(nèi)的電壓。

2.4增加相關(guān)配套設(shè)施，執(zhí)行仿真測試及驗證操作

為保證公共充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)活動的順利開展，應(yīng)適當(dāng)?shù)匕芽毓渤潆娋W(wǎng)絡(luò)建設(shè)的質(zhì)量與數(shù)量，讓建設(shè)的布局結(jié)構(gòu)更加嚴(yán)謹(jǐn)，防止地域不平衡等問題，對本項目造成影響。

首先，可采用改建、新建以及擴(kuò)容的方式，實現(xiàn)對充電樁的合理布局，加強(qiáng)高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)充電樁的密度，以保證后續(xù)的充電需求能夠得到滿足。并且，可以基于高速公路服務(wù)區(qū)的運(yùn)營能力以及建設(shè)能力，實現(xiàn)對充電場站服務(wù)等級的認(rèn)證，以保證公共充電網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量有所提升。

其次，須實行仿真測試及驗證操作。優(yōu)先生成數(shù)字化的仿真裝置，完成降壓變、供電電網(wǎng)、饋電線路、用電負(fù)荷、光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能裝置等的組裝操作，形成光儲充電站模型。這樣，則可保證儲能逆變器、光伏逆變器以及能量管理系統(tǒng)的合理銜接。也可依靠RTDS仿真平臺，實現(xiàn)實物控制器與仿真平臺之間的對接。如此，則可采用電壓、SOC、電流、PWM等脈沖信號，實現(xiàn)光伏逆變器與能量管理系統(tǒng)的銜接，使得現(xiàn)場內(nèi)的控制器能夠保持一致。這樣，則可防止電壓不平衡等問題的發(fā)生。

后，可運(yùn)用三相電壓的不平衡測試方式，實現(xiàn)對所記錄波形的測試，保證在能量管理工作當(dāng)中，各區(qū)域內(nèi)的調(diào)節(jié)功能可以被強(qiáng)化。若儲能裝置已經(jīng)停止工作，則可讓光伏發(fā)電系統(tǒng)以限功率的形式出現(xiàn)。結(jié)合三相電壓幅值的差異值進(jìn)行分析，當(dāng)其達(dá)到10.55%時，則可說明此時為夜間，光伏發(fā)電系統(tǒng)未工作。

與此同時，應(yīng)增加對RTDS仿真平臺的了解，使儲能充放電以及電壓水平狀態(tài)都能夠被調(diào)節(jié)。并且經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，在冬季時，充電站內(nèi)的電壓幅值差異會變大，而在部分時段，電負(fù)荷中的電壓幅值會降低到12.9%。如若此時，對發(fā)電數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入量的仿真驗證，則可了解到三相電壓的幅值在此狀態(tài)下是保持一致的，而光伏發(fā)電系統(tǒng)中的無功功率正維持在平衡狀態(tài)，并且可以規(guī)避用電設(shè)備的不正常用電風(fēng)險。而儲能裝置若處于電價谷段，則在凌晨1：00點(diǎn)左右，充電功率是57kW，而在5：00點(diǎn)則可完成充電。當(dāng)電價處于峰段，也就是8:00～11：00，可以確認(rèn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率，讓電價平衡點(diǎn)是11：00點(diǎn)，并且可以運(yùn)行剩余的光伏，讓充電電能完成補(bǔ)充操作。

3 Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

3.1平臺概述

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)的經(jīng)驗，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)以及充電站的接入，*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)、充電站運(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)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)，促進(jìn)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；有效實現(xiàn)用戶側(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)，整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層：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。

3.2平臺適用場合

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、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

3.3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

4充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

4.1實時監(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)，實時監(jiān)測光伏、風(fēng)電、儲能、充電站等各回路電壓、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：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電度、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、充電站及總體負(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1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、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。

4.1.1光伏界面

圖2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。

4.1.2儲能界面

圖3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4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5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6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7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8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9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10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11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)前電芯的電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。

4.1.3風(fēng)電界面

圖12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。

4.1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來展示對充電站系統(tǒng)信息，主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費(fèi)用，變化曲線、各個充電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。

4.1.5視頻監(jiān)控界面

圖14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，實現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

4.1.6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15光伏預(yù)測界面

4.1.7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、防逆流、有序充電、動態(tài)擴(kuò)容等。

具體策略根據(jù)項目實際情況（如儲能柜數(shù)量、負(fù)載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進(jìn)行接口適配和策略調(diào)整，同時支持定制化需求。

圖16策略配置界面

4.1.8運(yùn)行報表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*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、尖峰平谷時段電量等。

圖17運(yùn)行報表

4.1.9實時報警

應(yīng)具有實時報警功能，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18實時告警

4.1.10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19歷史事件查詢

4.1.11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）在供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實時顯示各電能質(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*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、*值、*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20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

4.1.12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21遙控功能

4.1.13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22曲線查詢

4.1.14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)的發(fā)電、用電、充放電情況，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23統(tǒng)計報表

4.1.15網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

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

圖24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、表計等信息。

4.1.16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25通信管理

4.1.17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26用戶權(quán)限

4.1.18故障錄波

應(yīng)可以在系統(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27故障錄波

4.1.19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(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，存儲事故前的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)可由用戶隨意修改。

5結(jié)束語

光儲充一體化充電站設(shè)置的目的，是要滿足車輛充電需求。與傳統(tǒng)充電模式相比，光儲充一體化充電站具備智能化、自動化的優(yōu)勢。可以在建設(shè)區(qū)域內(nèi)利用空閑場地，提供清潔能源以及儲能技術(shù)，為充電站、配電網(wǎng)提供可靠電量。

【參考文獻(xiàn)】

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【3】李根.中交資產(chǎn)管理有限公司.高速公路服務(wù)區(qū)光儲充電站運(yùn)行控制分析

【4】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.

【5】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.

作者簡介

劉細(xì)鳳，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事宿舍安全用電研究發(fā)展。