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淺談基于微電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電技術研究與產(chǎn)品應用

發(fā)布時間: 2024-11-11  點擊次數(shù): 33次

安科瑞 陳聰

摘要:人類社會飛速發(fā)展的現(xiàn)階段,能源緊缺問題越來越突出,因此開發(fā)新能源是現(xiàn)如今環(huán)境污染與能源緊缺的必然選擇。對此,介紹微電網(wǎng)的結構,對微電網(wǎng)的優(yōu)勢進行分析,總結了微電網(wǎng)的推廣問題,探討了基于微電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電技術,闡述了分布式系統(tǒng)的結構與工作模式、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行中存在的控制問題,提出了基于微電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電技術要點,以期能夠實現(xiàn)光伏發(fā)電結構的合理調整,促進我國可再生能源的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞:微電網(wǎng);光伏發(fā)電;新能源

1微電網(wǎng)概述

近年來,社會經(jīng)濟發(fā)展的速度逐漸加快,石油化工能源被過度開發(fā)利用,隨之引發(fā)能源危機問題?;谠摫尘埃履茉醇夹g應運而生,更多企業(yè)開始關注與應用新能源發(fā)電技術,如光伏太陽能發(fā)電、風力發(fā)電等。新能源發(fā)電雖可有效解決能源危機問題,然而因為該技術本身存在發(fā)電間歇性問題,尤其是并網(wǎng)過程中*易導致電網(wǎng)形成電力波動現(xiàn)象,影響電能質量和發(fā)電量。因此,提出微電網(wǎng)的概念,其核心在于多微電源同時供電,相互補充電源,可滿足小范圍的電力供應目標。分布式光伏發(fā)電的微電網(wǎng)結構如圖1所示。

1.1微電網(wǎng)結構

微電網(wǎng)即微網(wǎng),是電壓等級為400V或10kV的一種現(xiàn)代化網(wǎng)絡結構,也是負載與保護裝置、能源轉換裝置、分布式電源以及儲能裝置等構成的發(fā)電、配電系統(tǒng)。從根本上說,微電網(wǎng)對于形式煩瑣、數(shù)量較多的分布式電源并網(wǎng)問題解決力度較大,達到分布式電源*效應用的目標。

1.2微電網(wǎng)元件

靜態(tài)開關、分布式電源、功率電子設備以及儲能設備等要素共同組成微電網(wǎng),其中分布式電源指的是負載周邊分布的一種電力,主要將其分成2種,即非再生能源、可再生能源。儲能設備主要為飛輪儲存、*級電容量和蓄電池等。在電網(wǎng)有效功率*于負載要求的情況下,就會存儲剩余電量,以維持電力供需平衡。微電網(wǎng)孤網(wǎng)運行時,可調節(jié)儲能設備頻率,從而為微網(wǎng)運行提供保障。

圖1分布式光伏發(fā)電微電網(wǎng)的結構

基于該情況,微電網(wǎng)的能源利用率可超過80%。由此可以看出,世界能源互聯(lián)網(wǎng)下的微電網(wǎng)存在*大的發(fā)展優(yōu)勢。然而,與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,微電網(wǎng)起步比較晚,也有很多不利因素,其發(fā)展受到很多制約因素的影響,如分布式電源具有較*成本,有待進一步提升運行和保護技術標準;電能存儲和生產(chǎn)*須依照負載需求調整,且微電網(wǎng)市場監(jiān)管制度也不完善,有待從立法層面進一步優(yōu)化。

2分布式光伏發(fā)電技術

作為用途*為廣泛的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),其結構包括獨立發(fā)電與并網(wǎng)發(fā)電2類。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生之初多是用于微波中繼站、太空飛船、電視差轉臺以及通信系統(tǒng)等區(qū)域。近年來,越來越多的領域開始推廣應用太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電,主要為家庭屋頂光伏發(fā)電、城市交通或照明等。

2.1獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)

獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)也被叫作離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng),為太陽能電池的能量轉化系統(tǒng),由熱輻射與光產(chǎn)生能量。通常來說,單獨太陽能發(fā)電一定要配備能量存儲設備,電池是應用*多的設備。同時,需要配備控制器,主要作用是避免蓄電池過度放電,或者過度充電。在直流電源中,應用的獨立廣電系統(tǒng)核心部件主要為蓄電池組、防反充二*管、電池方陣以及控制器等。

2.2并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽能光伏系統(tǒng)的主要特點在于,通過并網(wǎng)逆變器轉化直流電成*流電,進而保證交流電能夠與公共電網(wǎng)實現(xiàn)有效連接,向廣大住戶提供更多電力,多余電量直接輸送至電網(wǎng)。在太陽能電池低電量的情況下,有必要做好電力網(wǎng)補充工作。并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的示意如圖2所示。

2.3分布式光伏發(fā)電的工作模式

光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作機理在于,通過太陽能電池所具有的光生伏打效應,太陽能電池板將太陽光中的光能轉換為電能供應給客戶。太陽能電池板、配電室、防雷系統(tǒng)、匯流箱以及逆變器等是太陽能電池板的重要組成部分。此外,因為太陽的能量密度較低,所以要求有較大的光電轉換效率,并且要使用匯流箱來降低光電轉換效率。由于光伏太陽能電池所產(chǎn)生的電屬于直流電,因此還*須要有一個逆變器來將直流電變成*流電。同時,為了確保在雷暴天氣下對發(fā)電系統(tǒng)中的關鍵部件,如電池面板、逆變器等進行防護,也*須進行初步的防雷設計。具有低壓負載的室內(nèi)配電場所統(tǒng)稱為配電室,能夠為低壓用戶分發(fā)電能。由于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)通常在10kV之下,因此只需要設置一個低壓配電室即可。除此之外,還*須在電力供應上安裝一些能量存儲單元,或是將整個系統(tǒng)接入電力網(wǎng)絡,才能確保電力供應的穩(wěn)定,如此便構成一個完備的發(fā)電和用電體系。光伏發(fā)電原理如圖3所示

3基于微電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電技術要點

3.1并網(wǎng)控制

若分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)沒有配備相應的蓄電池,則需將其并入電網(wǎng),以確保該光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電可靠性。分布式光伏發(fā)電有多能量來源、多并網(wǎng)逆變器等特性,所以應充分考慮影響并網(wǎng)控制的相關因素。此外,因分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)能源產(chǎn)生多借助并網(wǎng)逆變器,且并網(wǎng)運行期間需要*點注意耦合機理,所以涉及控制并網(wǎng)協(xié)調性能問題,應注重在運行過程中協(xié)調控制逆變器的電壓和頻率,以合理地動態(tài)分配其運行負荷。圖3光伏發(fā)電原理

3.2優(yōu)化系統(tǒng)電能質量

通常情況下,分布式光伏發(fā)電的電能輸出主要為直流電,然而用戶端負載多用交流電。若要使用光伏發(fā)電所輸出的電能,則需要轉化直流電為特定頻率的交流電,由此就需要應用逆變器。但是,并網(wǎng)運行過程中,正常運行時的逆變器會產(chǎn)生直流分量與諧波,會污染到電網(wǎng),影響電網(wǎng)得電能質量。特別是電網(wǎng)直接連接用戶側負載時,就算直流分量與諧波非常小,也會嚴重影響到用戶的用電端口負載,造成設備不能順利或正常運行,導致設備遭到損壞。除此之外,在用戶負載中有大量感性負載的情況下,接入分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)會大大降低功率因數(shù)cosϑ,導致電機等感性負載無法正常運行,甚至會加大發(fā)熱量。以上情況產(chǎn)生的主要原因在于,分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)大多只輸出有功功率,還有可能是電網(wǎng)無功功率補償裝置不匹配光伏發(fā)電系統(tǒng)。因此,若想有效控制光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能質量,借助可調節(jié)功率因數(shù)cosϑ,可以對三電平組串逆變器進行輸出,也可通過并聯(lián)電容器實現(xiàn)動態(tài)無功補償?shù)呐渲茫行Ц纳撇⒕W(wǎng)連接中出現(xiàn)的光伏發(fā)電電能輸出質量問題。

3.3電網(wǎng)結構和配置優(yōu)化

由于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能源為太陽能,而太陽能會因為各地氣候、地理位置等外部因素而存在一定隨機性,而且光伏發(fā)電的核心部件即太陽能電池板的能量密度相對較低,相比傳統(tǒng)電網(wǎng),太陽能電池板的網(wǎng)絡結構存在一定不同。基于以上因素,在電力系統(tǒng)規(guī)劃過程中,應*準預估本地可再生能源的分布情況,同時評估負載的可用性、隨機性和合理性。對要進行光伏發(fā)電的地區(qū)進行現(xiàn)場調查,詳細調查和研究當?shù)氐碾娋W(wǎng)、客戶的用電負荷,進而決定在當?shù)氐牡貐^(qū)設置相應的分布式光伏發(fā)電裝置,防止負載過或某一個電網(wǎng)單元負載過大,有效提升地方電網(wǎng)運行的安全性、可靠性。

4Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

4.1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,總結國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的*進經(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)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入,*進行數(shù)據(jù)采集分析,直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電站運行狀態(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)定的基礎上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標,促進可再生能源應用,提*電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負荷波動;有效實現(xiàn)用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷,提*電力設備運行效率、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)濟運行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應采用分層分布式結構,整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層:設備層、網(wǎng)絡通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡采用標準以太網(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。

4.2平臺適用場合

系統(tǒng)可應用于城市、*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。

4.3系統(tǒng)架構

本平臺采用分層分布式結構進行設計,即站控層、網(wǎng)絡層和設備層,詳細拓撲結構如下:

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

5充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

5.1實時監(jiān)測

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好,應能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài),實時監(jiān)測光伏、風電、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、隔離開關等合、分閘狀態(tài)及有關故障、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:開關狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(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行功率設置等。

系統(tǒng)應可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理,能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警,并支持定期的電池維護。

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、風電、儲能、充電站及總體負荷組成情況,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)信息進行顯示。

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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。

5.1.1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、交流側運行狀態(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行數(shù)據(jù)進行展示。

5.1.2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)的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、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)設置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進行設置,包括開關機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

圖5儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設置界面

本界面用來展示對BMS的參數(shù)進行設置,主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖6儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS電網(wǎng)側數(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交流側數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS交流側數(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。同時針對交流側的異常信息進行告警。

圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS直流側數(shù)據(jù),主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側的異常信息進行告警。

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)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(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,同時展示當前儲能電池的SOC信息。

圖11儲能電池簇運行數(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,并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應的位置。

5.1.3風電界面

圖12風電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對風電系統(tǒng)信息,主要包括逆變控制一體機直流側、交流側運行狀態(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、風速/風力/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行數(shù)據(jù)進行展示。

5.1.4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、電量費用,變化曲線、各個充電站的運行數(shù)據(jù)等。

5.1.5視頻監(jiān)控界面

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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)預覽、回放、管理與控制等。

5.1.6發(fā)電預測

系統(tǒng)應可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預測數(shù)據(jù),對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預測,并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預測可進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光伏預測界面

5.1.7策略配置

系統(tǒng)應可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息,進行系統(tǒng)運行模式的設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)擴容等。

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

基礎參數(shù)計劃曲線-一充一放

圖16策略配置界面

5.1.8運行報表

應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設備*時間的運行參數(shù),報表中顯示電參量信息應包括: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運行報表

5.1.9實時報警

應具有實時報警功能,系統(tǒng)能夠對各子系統(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關閉等遙信變位,及設備內(nèi)部的保護動作或事故跳閘時應能發(fā)出告警,應能實時顯示告警事件或跳閘事件,包括保護事件名稱、保護動作時刻;并應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關人員。

圖18實時告警

5.1.10歷史事件查詢

應能夠對遙信變位,保護動作、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、風速、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。

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圖19歷史事件查詢

5.1.11電能質量監(jiān)測

應可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)測,使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質量情況,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)主界面上應能實時顯示各電能質量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度*和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負序/零序電流值;

2)諧波分析功能:系統(tǒng)應能實時顯示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;應能顯示電壓偏差與頻率偏差;

4)功率與電能計量:系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率;應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;應能提供有功負荷曲線,包括日有功負荷曲線(折線型)和年有功負荷曲線(折線型);

5)電壓暫態(tài)監(jiān)測:在電能質量暫態(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人員;系統(tǒng)應能查看相應暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。

6)電能質量數(shù)據(jù)統(tǒng)計:系統(tǒng)應能顯示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)電能質量界面

4.1.12遙控功能

應可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備進行遠程遙控操作。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作,并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序,可以及時執(zhí)行調度系統(tǒng)或站內(nèi)相應的操作命令。

圖21遙控功能

5.1.13曲線查詢

應可在曲線查詢界面,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

5.1.14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)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的發(fā)電、用電、充放電情況,即該節(jié)點進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)間電能量交換進行統(tǒng)計分析;對系統(tǒng)運行的節(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)點進行電能質量分析。

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圖23統(tǒng)計報表

5.1.15網(wǎng)絡拓撲圖

系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構;可在線診斷設備通信狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲界面

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲,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。

5.1.16通信管理

可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護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,快速查看某設備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

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圖25通信管理

5.1.17用戶權限管理

應具備設置用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作(如遙控操作,運行參數(shù)修改等)??梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限,為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

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圖26用戶權限

5.1.18故障錄波

應可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時,自動準確地記錄故障前、后過程的各相關電氣量的變化情況,通過對這些電氣量的分析、比較,對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提*電力系統(tǒng)安全運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。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關量波形。

圖27故障錄波

5.1.19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),包括開關位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等,形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎。

用戶可自定義事故追憶的啟動事件,當每個事件發(fā)生時,存儲事故*10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶隨意修改。

5.2硬件及其配套產(chǎn)品

序號

設備

型號

圖片

說明

1

能量管理系統(tǒng)

Acrel-2000MG

內(nèi)部設備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控,由通信管理機、工業(yè)平板電腦、串口服務器、遙信模塊及相關通信輔件組成。

數(shù)據(jù)采集、上傳及轉發(fā)至服務器及協(xié)同控制裝置

策略控制:計劃曲線、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)控主機提供后備電源

4

打印機

HP108AA4

用以打印操作記錄,參數(shù)修改記錄、參數(shù)越限、復限,系統(tǒng)事故,設備故障,保護運行等記錄,以召喚打印為主要方式

5

音箱

R19U

播放報警事件信息

6

工業(yè)網(wǎng)絡交換機

D-LINKDES-1016A16

提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡交換機解決了通信實時性、網(wǎng)絡安全性、本質安全與安全防爆技術等技術問題

7

GPS時鐘

ATS1200GB

利用gps同步衛(wèi)星信號,接收1pps和串口時間信息,將本地的時鐘和gps衛(wèi)星上面的時間進行同步

8

交流計量電表

AMC96L-E4/KC

電力參數(shù)測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率,頻率、功率因數(shù)等)、復費率電能計量、

四象限電能計量、諧波分析以及電能監(jiān)測和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開關量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)斷路器開關的"遜信“和“遙控”的功能

9

直流計量電表

PZ96L-DE

可測量直流系統(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)轉換、開關量輸入/輸出等功能

10

電能質量監(jiān)測

APView500

實時監(jiān)測電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諾波等電能質量,記錄各類電能質量事件,定位擾動源。

11

防孤島裝置

AM5SE-IS

防孤島保護裝置,當外部電網(wǎng)停電后斷開和電網(wǎng)連接

12

箱變測控裝置

AM6-PWC

置針對光伏、風能、儲能升壓變不同要求研發(fā)的集保護,測控,通訊一體化裝置,具備保護、通信管理機功能、環(huán)網(wǎng)交換機功能的測控裝置

13

通信管理機

ANet-2E851

能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數(shù)據(jù)果集匯總:

提供規(guī)約轉換、透明轉發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉換、邊緣計算等多項功能:實時多任務并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉發(fā),可多路上送平臺據(jù):

14

串口服務器

Aport

功能:轉換“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)空調的開關,調溫,及*全斷電(二次開關實現(xiàn))

2)上傳配電柜各個空開信號

3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等

4)接入電表、BSMU等設備

15

遙信模塊

ARTU-K16

1)反饋各個設備狀態(tài),將相關數(shù)據(jù)到串口服務器:

讀消防VO信號,并轉發(fā)給到上層(關機、事件上報等)

2)采集水浸傳感器信息,并轉發(fā)3)給到上層(水浸信號事件上報)

4)讀取門禁程傳感器信息,并轉發(fā)

6結束語

分布式光伏發(fā)電技術與微電網(wǎng)技術迅猛發(fā)展的現(xiàn)階段,進一步擴大了分布式光伏設備的實際應用范圍,且并網(wǎng)能力也隨之得到提升。未來發(fā)展中,還會進一步擴充太陽能應用與發(fā)展的空間,為供電領域提供更多能源,*終推動社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻】

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【3】黃劍.基于分布式光伏發(fā)電的智能微電網(wǎng)研究[D].福州:福建師范大學,2019.

【4】甘生萍,林莉.基于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的微電網(wǎng)系統(tǒng)分析[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟,2018(23):78-79.

【5】安科瑞*校綜合能效解決方案2022.5版.

【6】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版.

【7】隋超,趙憲國,*壽梅.基于微電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電技術研究

 

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