程瑜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：目前，光伏儲(chǔ)能電站已經(jīng)成為電力能源可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，這是因?yàn)楣夥鼉?chǔ)能電站大量采用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，對(duì)于可再生能源——太陽能的規(guī)劃應(yīng)用非常合理。但是，光伏輸出功率本身在隨機(jī)性、波動(dòng)性方面表現(xiàn)較強(qiáng)，容易制約電站接入和輸送光伏電力能源，所以光伏儲(chǔ)能電站就應(yīng)用到了儲(chǔ)能技術(shù)，使用儲(chǔ)能技術(shù)，降低棄光對(duì)于資源的浪費(fèi)，大量建造配套儲(chǔ)能項(xiàng)目，對(duì)于電力系統(tǒng)削峰填谷有著重要作用。文章解讀了電化學(xué)光伏儲(chǔ)能電站的內(nèi)部組成與運(yùn)行功能內(nèi)容，重點(diǎn)研究了光伏儲(chǔ)能電站的運(yùn)維思路與運(yùn)維流程，深入探索了解光伏儲(chǔ)能電站運(yùn)維可行性。

關(guān)鍵詞：電化學(xué)光伏儲(chǔ)能電站；運(yùn)行功能內(nèi)容；運(yùn)維思路；運(yùn)維流程；儲(chǔ)能技術(shù)

0、前言

儲(chǔ)能技術(shù)在削峰填谷、調(diào)頻調(diào)壓、電能質(zhì)量治理以及負(fù)荷跟蹤等功能應(yīng)用上表現(xiàn)出色，其可以將光伏電站發(fā)電生產(chǎn)過程中的多余電能存儲(chǔ)到系統(tǒng)設(shè)備電池中。另外，利用儲(chǔ)能系統(tǒng)中削峰填谷后的峰谷電價(jià)差還能為電站創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益，全面提高系統(tǒng)自身的調(diào)節(jié)能力。所以說，儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)成為光伏儲(chǔ)能電站中的核心技術(shù)，其儲(chǔ)能系統(tǒng)為配置電力負(fù)荷儲(chǔ)能分別建立了電源直流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)以及電源交流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)。

1、光伏儲(chǔ)能電站中儲(chǔ)能系統(tǒng)的內(nèi)部組成與運(yùn)行功能

光伏儲(chǔ)能電站中儲(chǔ)能系統(tǒng)包含兩大分支系統(tǒng)，分別是電源直流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)以及電源交流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，其運(yùn)行功能各不相同。

（1）電源直流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)。主要安裝于光伏儲(chǔ)能電站中的直流系統(tǒng)中，其中設(shè)計(jì)了儲(chǔ)能蓄電池組和光伏發(fā)電陣列，這一發(fā)電陣列能夠在逆變器直流段直接參與調(diào)控操作。實(shí)際上，電源直流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)與蓄電池是共享一個(gè)逆變器的，充分利用了逆變器的充放電特性，而通過這一逆變器也能建立大功率跟蹤系統(tǒng)MPPT，專門用于配合光伏輸出操作，滿足儲(chǔ)能蓄電池的輸出特性曲線變化要求。電源直流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的前端直接與逆變器前端相連，能夠保證蓄電池自動(dòng)直流平衡調(diào)整到位，再配合光伏儲(chǔ)能電站的內(nèi)部調(diào)度，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電能質(zhì)量的有效優(yōu)化，大限度控制輸出波動(dòng)增大情況，對(duì)提高光伏發(fā)電輸出的平滑性與穩(wěn)定性都有好處[1]。

（2）電源交流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，被稱之為單元型交流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)。該系統(tǒng)所采用的是單獨(dú)充放電控制器與變流器（PCS），滿足了蓄電池的充放電逆變技術(shù)應(yīng)用要求，為電站內(nèi)部提供站內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)支持。該系統(tǒng)主要能夠結(jié)合電網(wǎng)需要建設(shè)獨(dú)立運(yùn)行的子光伏儲(chǔ)能電站，脫離直流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)單獨(dú)存在，擁有自主的電力調(diào)度能力，也可接受電網(wǎng)調(diào)度，在電源交流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中，系統(tǒng)充放電全部交由智能化控制系統(tǒng)自動(dòng)控制，可以不受到光伏儲(chǔ)能電站總站調(diào)度控制影響。因?yàn)樵撓到y(tǒng)擁有快速充電能力，在調(diào)度站外電網(wǎng)廉價(jià)低谷多余電力方面能力更強(qiáng)，通過調(diào)度多余電力滿足系統(tǒng)運(yùn)行基本要求。大體來講，直流側(cè)接入儲(chǔ)能系統(tǒng)與交流側(cè)接入儲(chǔ)能系統(tǒng)二者在接入點(diǎn)上有所不同，前者是將系統(tǒng)儲(chǔ)能部分直接接入到電站交流低壓側(cè)，與總站共享一個(gè)逆變器與變壓器，而后者則能夠形成一套獨(dú)立完整的儲(chǔ)能電站系統(tǒng)模式，將電流直接接入到高壓電網(wǎng)中。目前，電化學(xué)光伏儲(chǔ)能電站希望研究出一套能夠?qū)崿F(xiàn)直流側(cè)與交流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)、相互控制的智能化控制調(diào)度系統(tǒng)。該調(diào)度系統(tǒng)在配置負(fù)荷側(cè)儲(chǔ)能方面能力較強(qiáng)，能夠?yàn)殡娬局猩a(chǎn)設(shè)備提供應(yīng)急電源，甚至應(yīng)用于某些特殊場(chǎng)合中，確保光伏儲(chǔ)能電站設(shè)備系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行高效率[2]。

2、電化學(xué)光伏儲(chǔ)能電站的運(yùn)維思路分析

根據(jù)電化學(xué)光伏儲(chǔ)能電站的實(shí)際運(yùn)維管理需求，需要明確運(yùn)維管理思路，為全面開展光伏儲(chǔ)能電站日常運(yùn)維工作、通過各項(xiàng)技術(shù)考核奠定良好基礎(chǔ)，使電站設(shè)備利用、效益達(dá)到大化。

2.1確定運(yùn)維模式

電化學(xué)光伏儲(chǔ)能電站需要首先確定自身運(yùn)維模式，根據(jù)電站中不同的運(yùn)行管理要求來提出運(yùn)維模式及內(nèi)容。在這一模式中會(huì)安排專業(yè)化的光伏儲(chǔ)能電站運(yùn)維管理人員、技術(shù)安全管理人員以及營(yíng)銷人員定期展開培訓(xùn)工作，學(xué)習(xí)光伏儲(chǔ)能電站的運(yùn)維管理知識(shí)內(nèi)容，然后參與到對(duì)光伏儲(chǔ)能電站設(shè)備的定期檢修維護(hù)管理工作中，例如儲(chǔ)能蓄電池定期測(cè)試、變流器定期維護(hù)等。

2.2提出運(yùn)維管理內(nèi)容

電化學(xué)光伏儲(chǔ)能電站的運(yùn)維管理內(nèi)容相當(dāng)豐富，其核心管理內(nèi)容是圍繞電站設(shè)備展開的。要為光伏儲(chǔ)能設(shè)備設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)、發(fā)電量、電網(wǎng)調(diào)度指令計(jì)算分析與統(tǒng)計(jì)方案，同時(shí)在日常做好對(duì)設(shè)備狀態(tài)的巡視檢查工作，深入檢查電池組件以及支架，了解設(shè)備的完好程度以及污染程度，再者就是檢查所有儲(chǔ)能設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況。簡(jiǎn)言之，就是要根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度指令以及檢修工作要求來分析儲(chǔ)能設(shè)備充放電控制。

2.2.1對(duì)電化學(xué)光伏儲(chǔ)能電站的日常運(yùn)行監(jiān)視管理

電化學(xué)光伏儲(chǔ)能電站的日常運(yùn)行監(jiān)視管理工作非常重要，需要監(jiān)管人員能夠按時(shí)收聽、記錄地方氣象數(shù)據(jù)，進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，為光伏儲(chǔ)能電站提出安全運(yùn)行事故預(yù)想以及對(duì)策方案。具體來講，就是要在每天定時(shí)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控儲(chǔ)能設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)變化情況，保證做到儲(chǔ)能設(shè)備連續(xù)監(jiān)視，根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)變化情況做出合理分析，同時(shí)在運(yùn)行日志上寫明原因，實(shí)現(xiàn)故障記錄與統(tǒng)計(jì)到位。當(dāng)然，光伏儲(chǔ)能電站還會(huì)對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行周期性巡查以及異常狀況巡查。周期性巡查即定期巡視，要求運(yùn)維人員對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備如升壓變、變流器PCS、儲(chǔ)能電池箱、電池簇、電池組等展開巡回檢查，在發(fā)現(xiàn)缺陷后及時(shí)處理，并將處理數(shù)據(jù)結(jié)果全部記錄在缺陷記錄簿上。而在異常狀況巡查工作中，則要求運(yùn)維人員對(duì)電站外部異常氣象情況進(jìn)行觀察分析，同時(shí)兼顧了解儲(chǔ)能設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。一般來說，在針對(duì)某些剛投入運(yùn)行的新設(shè)備須適當(dāng)增加巡回檢查次數(shù)，豐富巡回檢查內(nèi)容。

2.2.2對(duì)光伏儲(chǔ)能電站的檢查維護(hù)

針對(duì)光伏儲(chǔ)能電站的檢查維護(hù)工作即儲(chǔ)能設(shè)備巡檢，這一巡檢管理工作內(nèi)容包括了對(duì)變壓器、斷路器、匯流箱、逆變器、變流器PCS、互感器、母線、保護(hù)裝置、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以及直流、交流系統(tǒng)、儲(chǔ)能電池的巡視檢查。一般情況下，其巡視檢查周期擁有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，如果是全新投入試運(yùn)行的儲(chǔ)能設(shè)備需要做到每相隔2h檢查一次；當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)備轉(zhuǎn)入常規(guī)生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)后，需要在交接班班中檢查一次；而如果儲(chǔ)能設(shè)備發(fā)生可燃?xì)怏w超標(biāo)事故后，需要每相隔30min檢查一次并做好故障數(shù)據(jù)記錄，必要時(shí)將儲(chǔ)能系統(tǒng)停機(jī)；另外，如果發(fā)生開關(guān)跳閘事故也要進(jìn)行故障檢查維護(hù)。就年檢制度而言，須保證每年展開一次“年度常規(guī)檢修維護(hù)”活動(dòng)，且同時(shí)也要做到每5a停檢修維護(hù)一次。

（1）對(duì)斷路器的檢查維護(hù)。在巡視檢查儲(chǔ)能設(shè)備過程中要明確多點(diǎn)注意事項(xiàng)，例如須在不停電狀態(tài)下做好日常巡檢工作，提高巡檢工作力度。而如果出現(xiàn)了高壓斷路器合閘送電問題還須做好提前檢查，對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行例行檢查。像避雷器、互感器、電力電纜這樣的損耗元件須做到每2~3個(gè)月巡查一次。再者就是要控制斷路器壓力，因?yàn)閴毫档褪菙嗦菲鞯囊淮髥栴}，所以要定期對(duì)斷路器的報(bào)警回路進(jìn)行檢查，一方面是為了規(guī)避SF6氣體短期的壓力補(bǔ)充未達(dá)到額定值問題，同時(shí)避免報(bào)警回路出現(xiàn)報(bào)警不正常情況，另一方面也是為了及早發(fā)現(xiàn)斷路器易漏位置。例如，壓力表連接管、充氣嘴、法蘭連接面、密封底座等都要設(shè)置報(bào)警回路裝置通常情況下要將斷路器的年漏氣率控制在1%以內(nèi)，如果設(shè)備本身出現(xiàn)密封損壞故障問題，除做好常規(guī)補(bǔ)救措施外，還要調(diào)節(jié)斷路器的額定工作壓力，保證其閉鎖工作壓力在0.45±0.015MPa范圍以內(nèi)。就是控制濕度，SF6氣體雖然擁有絕緣性，但會(huì)受到濕度影響，所以斷路器中SF6氣體濕度增加甚至超標(biāo)時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致其瓷瓶?jī)?nèi)表面的閃絡(luò)現(xiàn)象發(fā)生，增加斷路器事故發(fā)生可能性。另外，空氣中的水分也會(huì)與SF6氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，降低其絕緣強(qiáng)度，同時(shí)形成氫氟酸的高腐蝕性化學(xué)物質(zhì)，腐蝕設(shè)備外殼。為解決這一問題，可以為斷路器安裝加熱式驅(qū)潮器，提高溫度的同時(shí)也降低濕度，保證斷路器始終處于正常運(yùn)行狀態(tài)。另外就是檢查觸頭電磨損量，觀察超行程指示器，檢查其超行程狀態(tài)是否正常，大致判斷觸頭電磨損量情況，如果不符合要求需要重新調(diào)整觸頭，確保觸頭接觸壓力穩(wěn)定，避免其壽命縮短。

（2）對(duì)儲(chǔ)能交、直流箱外部區(qū)域的維護(hù)。在光伏儲(chǔ)能電站中，針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)中儲(chǔ)能交、直流箱體的檢查維護(hù)工作須執(zhí)行到位。要確保電池艙中的空調(diào)進(jìn)出口通風(fēng)狀態(tài)保持良好，建立無雜物堵塞機(jī)制，有效消除火災(zāi)隱患問題。當(dāng)然，在分析儲(chǔ)能電池艙裸露在外的安全性時(shí)，需要結(jié)合氣候、環(huán)境影響等因素，確保艙內(nèi)設(shè)備有效優(yōu)化，滿足光伏儲(chǔ)能電站安全穩(wěn)定運(yùn)行要求。另外，也要定期檢查箱體內(nèi)外部的銹蝕變形狀況，分析基礎(chǔ)、接地狀態(tài)是否良好。比如，如果在沙塵環(huán)境較大的地區(qū)，就須視情況清潔運(yùn)行設(shè)備艙進(jìn)出風(fēng)口，確保設(shè)備內(nèi)部冷卻空氣進(jìn)入到位。與此同時(shí)，為保持設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)過濾網(wǎng)的定期清潔必要時(shí)進(jìn)行更換。在設(shè)備運(yùn)行過程中，需要對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)上各個(gè)裝置如高頻開關(guān)電源模塊、微機(jī)控制單元、絕緣檢測(cè)裝置、電池循環(huán)檢測(cè)裝置等顯示參數(shù)進(jìn)行分析，確保系統(tǒng)交直流電壓、電流以及對(duì)接地電阻有效調(diào)整。在這一過程中，還要建立定期檢查系統(tǒng)，分析裝置中的參數(shù)定值變化是否正常，同時(shí)要檢測(cè)不同饋出開關(guān)的正常位置，觀察熔斷器是否處于正常工作狀態(tài)中。在儲(chǔ)能點(diǎn)出充、放電過程中，需要巡視變流器、直流輸出開關(guān)位置是否處于正常狀態(tài)，定期檢查各儲(chǔ)電池組電充、放電流值。與此同時(shí)，也要定期檢查儲(chǔ)能電池組端的電壓與艙內(nèi)環(huán)境溫度，重點(diǎn)檢查每個(gè)電池插箱內(nèi)電芯的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如溫度、電壓、電流等。

（3）對(duì)箱式儲(chǔ)能裝置內(nèi)部區(qū)域的維護(hù)。在光伏儲(chǔ)能電站中，針對(duì)箱式儲(chǔ)能電池內(nèi)部的檢查維護(hù)工作須做到細(xì)致入微。要分析了解箱式儲(chǔ)能電池內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)，對(duì)其與儲(chǔ)能變流器之間的連接完整性進(jìn)行檢查分析。檢查維護(hù)工作中要充分觀察、了解箱式儲(chǔ)能裝置中是否存在任何異物、灰塵、污垢或冷凝水，主要是重點(diǎn)觀察電池插箱外觀是否存在腐蝕、漏液、虛接等現(xiàn)象。在儲(chǔ)能設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間投運(yùn)過程中，需要確保做到至少每3個(gè)月對(duì)電池進(jìn)行充放電一次，始終保持儲(chǔ)能電池壽命處于較為良好的狀態(tài)中。另外針對(duì)艙內(nèi)的控制設(shè)備、電池管理系統(tǒng)BMS以及能量管理系統(tǒng)EMS分析過程中，須確保其設(shè)備運(yùn)行安全可靠，同時(shí)確保線纜、光纖通信固定到位，始終保持UPS電源處于正常狀態(tài)，有效監(jiān)控電池的運(yùn)行狀態(tài)。目前儲(chǔ)能消防多使用C3HF7作為滅火劑的消防系統(tǒng)，在定期對(duì)箱內(nèi)消防系統(tǒng)進(jìn)行有效檢查過程中，需要保證儲(chǔ)能系統(tǒng)消防系統(tǒng)運(yùn)行良好，溫度測(cè)點(diǎn)及復(fù)合型煙霧測(cè)試數(shù)據(jù)正常。另外就是要檢查儲(chǔ)罐的壓力是否正常運(yùn)行范圍，打開閥門保險(xiǎn)，系統(tǒng)有效連接，確保消防觸發(fā)時(shí)系統(tǒng)始終有效動(dòng)作，同時(shí)設(shè)置好故障告警提示。

（4）對(duì)儲(chǔ)能變流器（PCS）裝置的維護(hù)。在討論儲(chǔ)能變流器的維護(hù)工作過程中，需要了解其充放電控制水平，了解變流器檢查維護(hù)機(jī)制，保證變流器能夠展開周期性檢查維護(hù)，確保設(shè)備處于安全可靠工作狀態(tài)中。在針對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行周期性維護(hù)過程中，須強(qiáng)化變流器的運(yùn)行可靠性，通過檢查維護(hù)來進(jìn)行深入觀察、充分了解變流器可能出現(xiàn)的銹蝕、積灰情況。要合理檢查儲(chǔ)能變流器的散熱環(huán)境情況，保證散熱條件始終良好。如果儲(chǔ)能設(shè)備中變流器散熱水平不佳，則需要結(jié)合運(yùn)行過程振動(dòng)分析明顯存在的異常噪聲問題，避免其嚴(yán)重影響儲(chǔ)能設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)。再一點(diǎn)，還需要對(duì)變流器中的電抗器與功能模塊、散熱器等進(jìn)行針對(duì)檢查，具體來講就是結(jié)合設(shè)備運(yùn)行溫度、電氣數(shù)據(jù)來深度分析變流器可能出現(xiàn)的各種異常狀況，做好斷電檢查，定期維護(hù)。而針對(duì)變流器的定期檢查也是的，保證針對(duì)交流輸出側(cè)分析斷路器斷開后的變流器電網(wǎng)饋電情況，合理分析這一狀況，保證變流器中直流母線電容溫度不會(huì)過高。電容溫度過高可能會(huì)造成電感過溫，有時(shí)柜門不嚴(yán)密，導(dǎo)致進(jìn)、出風(fēng)量不足，也會(huì)造成變流器過溫運(yùn)行。結(jié)合變流器電氣運(yùn)行參數(shù)，故障信息，就能有效發(fā)現(xiàn)變流器的各類故障，并有效判斷儲(chǔ)能變流器PCS裝置的運(yùn)行狀況，提升變流器的可靠性及穩(wěn)定性。

3、Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)概述

3.1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(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)，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(dòng)；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、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(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

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(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(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獨(dú)立型微電網(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

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

3.4型號(hào)說明

3.5系統(tǒng)配置

3.5.1系統(tǒng)架構(gòu)

3.6系統(tǒng)功能

3.6.1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(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。

3.6.1.1光伏界面

圖3光伏系統(tǒng)界面

本界面用來展示對(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。

3.6.1.2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(duì)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(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。

3.6.1.3風(fēng)電界面

圖13風(fēng)電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對(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。

3.6.1.4充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來展示對(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、各個(gè)充電樁的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。

3.6.1.5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。

3.6.2發(fā)電預(yù)測(cè)

系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來天氣預(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

3.6.3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

3.6.4運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備時(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

3.6.5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、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

3.6.6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(duì)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

3.6.7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、短閃變曲線和長(zhǎng)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(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、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

3.6.8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

3.6.9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。

3.6.10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(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

3.6.11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?/p>

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。

3.6.12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。

3.6.13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(jí)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。

3.6.14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、后過程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過對(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)開關(guān)量波形。

3.6.15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)可由用戶和隨意修改。

圖29事故追憶

4、結(jié)語語

目前，各種新能源項(xiàng)目遍地開花，新能源項(xiàng)目配套儲(chǔ)能設(shè)備已成為主流。對(duì)于光伏儲(chǔ)能電站來說，各種儲(chǔ)能設(shè)備種類豐富，電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備也已日益更新，因此在針對(duì)電站的電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備運(yùn)維管理方面須做到面面俱到，在深入了解設(shè)備基本功能特性基礎(chǔ)上展開針對(duì)性運(yùn)維管理操作，避免造成鋰電池?zé)崾Э厥鹿实陌l(fā)生。文章也希望借此深入研究了解電化學(xué)光伏儲(chǔ)能電站，建立其運(yùn)維管理工作體系，為光伏電力事業(yè)良性可持續(xù)發(fā)展作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]朱寰，劉國(guó)靜，張興，等.天然氣發(fā)電與電池儲(chǔ)能調(diào)峰政策及經(jīng)濟(jì)性對(duì)比[J].儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)，2021，10（6）：2392-2402.

[2]李晟，朱軍峰.光伏電站加權(quán)度電成本評(píng)價(jià)指標(biāo)的分析及探討[J].太陽能，2021（1）：18-22.

[3]馬世新.光伏儲(chǔ)能電站運(yùn)維研究[A].電力系統(tǒng)，2023（5）

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用設(shè)計(jì),2022,05