摘要：在*近幾年，中國的*方機(jī)構(gòu)對新能源領(lǐng)域的進(jìn)步給予了較大的關(guān)注，并設(shè)定了“碳達(dá)到峰值、實現(xiàn)碳中和”這兩個核心目標(biāo)?；诖耍瑯?gòu)建新能源光儲充一體化電站顯然成為了推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的一項至關(guān)重要的戰(zhàn)略行動。但考慮到云南省的地形和地貌之復(fù)雜性，為光伏、儲電和充電一體的電站建設(shè)帶來了不少困難和挑戰(zhàn)。本論文針對這一挑戰(zhàn)，提議了智能微電網(wǎng)、高儲能效率和地質(zhì)勘查評估等核心技術(shù)手段。利用智能微電網(wǎng)的技術(shù)，能夠進(jìn)行電站的持續(xù)監(jiān)控、有序調(diào)節(jié)以及管理；應(yīng)用有效的儲能技術(shù)有潛力提升儲能的效率和其經(jīng)濟(jì)效益；地質(zhì)探查和評估技術(shù)有助于確保電站的運行穩(wěn)定和安全。

關(guān)鍵詞：新能源光儲充一體化電站；智能微電網(wǎng)技術(shù)；有效儲能技術(shù)；地質(zhì)勘測與評估技術(shù)

0引言

在*二屆聯(lián)合國全球可持續(xù)交通會議上，參會各國紛紛呼吁加速交通領(lǐng)域向綠色、低碳的轉(zhuǎn)型，積較推進(jìn)新燃料及可再生能源的發(fā)展，鑒于當(dāng)前背景，推進(jìn)新能源光儲與充填集成電站的籌建顯得尤為關(guān)鍵。光儲充一體化電廠結(jié)合了光伏發(fā)電與儲能技術(shù)，它不僅能夠有效地利用太陽能和其他可再生資源，還可以利用儲能體系來維持電力的穩(wěn)定，進(jìn)而提高能源的使用效率，緩和電力系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，并推進(jìn)低碳的綠色發(fā)展路徑。不過，建設(shè)新能源光伏、儲充集成電站正面對眾多的技術(shù)難題，探索如何解決這些問題，目前是研究的關(guān)鍵領(lǐng)域。

1新能源光儲充一體化電站建設(shè)的現(xiàn)實意義

•  

  1. 提高能源利用效率

云南省位于緯度較低之處，這里日照周期漫長且光強(qiáng)充沛，因此太陽能資源相當(dāng)豐盛。在云南省，主要的地貌類型是喀斯特地形，這其中包括各種復(fù)雜多樣的地貌，如山川、谷地和低洼地區(qū)，這些地形相互交織，為利用太陽能進(jìn)行發(fā)電創(chuàng)造了較為*越的自然環(huán)境。透過光伏發(fā)電系統(tǒng)的建立，我們能夠*大化地利用這些區(qū)域豐富的太陽能潛力，確保太陽能被有效地轉(zhuǎn)換為電力形式，從而較大地增強(qiáng)了能源的使用效益。盡管光伏發(fā)電具有一項明顯的不足，那就是發(fā)電量會隨日照時長的波動而改變，這使得電力供應(yīng)難以實現(xiàn)持久穩(wěn)定。這意味著要融合儲能體系，確保光伏電力生成與儲能系統(tǒng)的和諧融合，從而打造新能源光伏儲能與充電的綜合電廠。該電站具有實時把太陽熱能轉(zhuǎn)換為電力的能力，并把過剩的電能儲存到儲能系統(tǒng)里；在如夜晚或多云天氣的時候，如果太陽能無法發(fā)電就可以釋放已存儲的電能以確保電力供應(yīng)的不間斷和穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)光伏發(fā)電站對照，新型的能源綜合光伏電站展現(xiàn)出更*越的能源使用效益。

•  

  1. 推動綠色能源發(fā)展

與傳統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，新型能源光儲與充電一體化電站在推進(jìn)綠色能源的進(jìn)步上顯示出更顯著的*越性。光伏發(fā)電系統(tǒng)在穩(wěn)定供電方面有所欠缺，很難滿足電網(wǎng)對于電力持續(xù)穩(wěn)定的供給需求，這在實際操作中造成了一些制約。光儲充一體化電站則借助儲能系統(tǒng)來保持電力平衡調(diào)節(jié)，這種方法能持續(xù)穩(wěn)定地供應(yīng)電力到電網(wǎng)，較大地提升了太陽能在整個電力系統(tǒng)內(nèi)的使用效率和比例，有助于推動綠色能源發(fā)展。光儲充一體化電站的開發(fā)不僅能夠優(yōu)化能源配置，還有助于減輕對化石能源的依賴。目前，中國主要的能源構(gòu)成還是以煤炭為*導(dǎo)，而清潔能源的使用相對較少。大規(guī)模推動新能源的光電儲充集成電站發(fā)展，有助于逐漸提升清潔能源在整個能源體系中的份額，進(jìn)而減少了化石燃料的消耗，降低了碳排放量，為達(dá)成"碳達(dá)峰、碳中和"的目標(biāo)貢獻(xiàn)了顯著力量。新能源光伏存儲和充電一體化電站的壯大將對相關(guān)行業(yè)產(chǎn)生積較推動，進(jìn)而構(gòu)建新的經(jīng)濟(jì)增長源。在光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及智能控制等領(lǐng)域，技術(shù)革新與產(chǎn)業(yè)化運用有望推動綠色產(chǎn)業(yè)的崛起，從而為經(jīng)濟(jì)與社會的長久持續(xù)發(fā)展提供新的推動力。

2新能源光儲充一體化電站建設(shè)難點

2.1地形地貌挑戰(zhàn)

位于低緯度的云南省，由于陽光照射時間較長、強(qiáng)度較大，這里太陽能資源特別豐盛，是開發(fā)新型能源光儲存與充電型綜合電站的交理想地帶。云南省大多數(shù)地方具有喀斯特的地形特點，這使得各種地形，如山脈、深谷和低洼地帶等，交織在一起，這無疑為光伏電站的選址和建造創(chuàng)造了巨大的挑戰(zhàn)。依據(jù)2023年云南省*府公布的統(tǒng)計資料，大約60%的省份土地是喀斯特地貌的，尤其在石林、元陽、綠春等區(qū)域，這些喀斯特地形的分布更為密集。由于云南*特的地質(zhì)情況，導(dǎo)致其地形呈現(xiàn)多種多樣的復(fù)雜性和變動性，不恰當(dāng)?shù)倪x點和施工很可能威脅到光伏電站的穩(wěn)固和安全運行。以2023年在元陽縣建造的某太陽能電廠為案例，由于對當(dāng)?shù)氐目λ固氐匦瘟私馍袦\，選址時往往沒有完*考慮到地理特點，這就導(dǎo)致了部分太陽能電池板被放置在巖溶地形中，這存在某些安全風(fēng)險。此外，該電站所在位置地形起伏顯著，這為輸電線路的布設(shè)帶來了挑戰(zhàn)，并使得其建設(shè)和后續(xù)保養(yǎng)更為困難。

2.2儲能技術(shù)瓶頸

儲能技術(shù)作為新型能源光儲存與充電一體化電廠的關(guān)鍵科技之一，其性能水平對電站整體的儲能效能和經(jīng)濟(jì)效益有著直接的影響。盡管如此，當(dāng)前的儲能技術(shù)還是面臨著諸多挑戰(zhàn)，例如儲能效果不甚理想、儲存成本相對偏高、存儲容量受限等，這些都在一定程度上制約了光儲與充填集成電站的進(jìn)步。這個問題的核心驅(qū)動是，儲能技術(shù)目前正處于起始發(fā)展的階段，其相關(guān)的理論框架和技術(shù)革新都需要進(jìn)一步深化。以目前被廣泛應(yīng)用的鋰離子電池作為樣本，其在能量密度和周期性壽命等方面都需要進(jìn)一步的優(yōu)化和提升；以2063年于紅河州落成的某一光儲充一體化電站為案例，由于使用的儲能電池容量受到限制，未能完*吸收光伏發(fā)電帶來的峰值電量，因而導(dǎo)致大量電能被浪費掉；與此同時，電池使用的循環(huán)期較為有限，導(dǎo)致維護(hù)成本上升，從而對電站的經(jīng)濟(jì)收益產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.3資金和政策支持

建設(shè)新能源光存儲與充電集成電網(wǎng)所需的投資龐大，亟需大規(guī)模的財務(wù)援助。盡管如此，由于在投資初期成本高昂、回報周期漫長等因素，現(xiàn)階段該行業(yè)的社會資本關(guān)注度較低，這在某種程度上限制了光儲存與充電集成電站的進(jìn)一步成長。以2023年的云南省作為參考，該年度的光伏裝機(jī)增幅僅為1.2吉瓦，與去年相比增長了5.3%，并且這一增長速度正在明顯減緩。在此，光儲充集成電站的建設(shè)過程非常困難，一年內(nèi)只有額外的200兆瓦裝機(jī)能力。根據(jù)行業(yè)人士的分析，資金短缺是引發(fā)該情況的關(guān)鍵因素之一?；谟嬎悖粋€具備100兆瓦容量的綜合光伏儲充功能電站的初始投資可能達(dá)到5億元人民幣，但投**報的周期通常會持續(xù)10年或更久。對于眾多的企業(yè)及投資者，如此的投資力度和收益周期無疑構(gòu)成了一個沉重的經(jīng)濟(jì)和社會壓力。以曲靖市云南省的某一光伏發(fā)電站作為案例，受資金短缺之困，未能采用有效的存儲技術(shù)，這導(dǎo)致了大部分光伏發(fā)電資源的浪費，大大降低了電站的經(jīng)濟(jì)價值。

3解決新能源光儲充一體化電站建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1智能微電網(wǎng)技術(shù)

智能微電網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)步對于確保新能源光儲充一體化電站持續(xù)、有效運營至關(guān)重要。光儲充一體電站融合了光伏發(fā)電、儲能及負(fù)荷管理等眾多功能，整個系統(tǒng)的運行過程異常復(fù)雜，因此需要利用智能微電網(wǎng)技術(shù)來進(jìn)行細(xì)致的監(jiān)視、調(diào)控和管理，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定和電能的高品質(zhì)。智能微電網(wǎng)技術(shù)的核心目標(biāo)是構(gòu)建一個綜合和智能化的能源管理體系。利用*端的信息通信技術(shù)和智能控制算法，能夠?qū)崟r地監(jiān)控電站在各個環(huán)節(jié)的運行狀況，并按照這些實時數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的調(diào)度與控制。這套系統(tǒng)具備對光伏電源系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測的能力，并能實時監(jiān)測電量的波動情況；此外，還能夠?qū)δ芟到y(tǒng)的儲能狀況、充放電效益進(jìn)行持續(xù)的觀察分析，確保這個系統(tǒng)始終保持在較好的運行狀態(tài)；通過實時監(jiān)控負(fù)荷端的電力需求，結(jié)合需求的變動，對光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)的輸出進(jìn)行*確的調(diào)整，旨在實現(xiàn)供應(yīng)與需求的動態(tài)均衡。借助于*進(jìn)的智能微電網(wǎng)技術(shù)，集光、儲和充于一身的電站具備自動化和智能化的操作性能，這大大提升了電站的運行速度和穩(wěn)定性。采用云南省的某個集成了光電儲存和充電的電站作為研究對象，當(dāng)引進(jìn)了智能微電網(wǎng)技術(shù)之后，光伏發(fā)電的使用率增加了20%，儲能系統(tǒng)的循環(huán)效能也上漲了15%，同時線路損耗和管理的開銷大幅減少，大大優(yōu)化了電站的經(jīng)濟(jì)回報。智能微電網(wǎng)技術(shù)也能進(jìn)一步優(yōu)化電力質(zhì)量的管理方式。通過實時地檢測電網(wǎng)和運用智能控制技術(shù)，我們可以主動地調(diào)整電壓和頻率等相關(guān)參數(shù)，確保電力質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，從而避免給客戶設(shè)備帶來不*要的損失。

3.2有效儲能技術(shù)

現(xiàn)階段，新興的儲能技術(shù)如鋰離子電池和超*電容器等正處于不斷的優(yōu)化和進(jìn)步階段。這些*進(jìn)的技術(shù)具有高儲能密度、持久壽命和快速的充放電能力等一系列優(yōu)點，因此預(yù)計能夠根本性地解決傳統(tǒng)儲能技術(shù)的瓶頸難題，從而提升光儲充一體化電站的能量儲存效率和經(jīng)濟(jì)效益。以鋰離子電池為研究對象，它的能量密度達(dá)到傳統(tǒng)鉛酸電池容量的3-4倍，并且體積和重量都有了明顯的減少。因此，在同樣的儲能能力條件下，鋰離子電池需要的土地面積和重量將會顯著減小，這將有助于大幅降低建設(shè)和運營的成本。與此同時，鋰離子電池的使用周期顯著超過了傳統(tǒng)的電池組，通常它可以被循環(huán)使用超過5000次，且其使用時長能夠延長至10年或更長，這大大減少了后續(xù)的維修和替換費用。不只是鋰離子電池，超*電容器也展現(xiàn)為一種充滿潛在應(yīng)用的創(chuàng)新儲能方式。超*電容器具有令人震驚的充放電速率，它能夠在短短數(shù)秒之內(nèi)實現(xiàn)，其響應(yīng)速度遠(yuǎn)超電池，為電網(wǎng)應(yīng)對瞬時變化提供了較佳的選擇。與此同時，超*電容器具有非常持久的循環(huán)使用壽命，通常能夠循環(huán)利用達(dá)到50萬次或更多次，其使用時長可以達(dá)到20年或更長，同時維護(hù)成本也是十分經(jīng)濟(jì)的。盡管超*電容器具有相對低廉的能量密度，但它卻能夠和鋰離子電池互相補充，共同構(gòu)筑一個效率較高的儲能體系。詳細(xì)地講，超*電容器能在電網(wǎng)瞬時波動中做出快速響應(yīng)，而鋰離子電池則是長時期的儲能裝置。當(dāng)這兩類電池緊密協(xié)同工作時，它們各自的優(yōu)點被*大化，從而優(yōu)化了儲能系統(tǒng)的綜合性能?，F(xiàn)階段，光儲充合一電站中所使用的這些新興儲能技術(shù)還處于初步發(fā)展階段，盡管已展示出龐大的潛在價值。以云南某光儲充一體化電站為研究對象，我們發(fā)現(xiàn)，在集成了鋰離子電池儲能系統(tǒng)之后，儲能的效率提升了約30%，同時儲能成本也下降了20%，這大大增強(qiáng)了電站的經(jīng)濟(jì)收益。

3.3地質(zhì)勘測和評估技術(shù)

面對云南省的復(fù)雜且多變的地域地貌，地質(zhì)勘查與評估方法成為確保新能源光儲與充填集成電站安全運行的核心因素。為了確保電站的長期穩(wěn)定和高度安全性，*須依賴于準(zhǔn)確的地質(zhì)勘查和評價，對目標(biāo)地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境有充分的了解，這樣才能為電廠的選址、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計以及施工策略提供堅實的科學(xué)根據(jù)。因此，在光儲充一體化電站的初始階段，開展詳盡而*面的地質(zhì)調(diào)研至關(guān)重要。借助現(xiàn)場勘查、鉆取核心、物質(zhì)探測測試等多種方法，對特定區(qū)域的地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤性質(zhì)等進(jìn)行深入的調(diào)研，從而*確估算地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險，為后續(xù)的研究和工作奠定堅固的基礎(chǔ)?；谝陨戏治?，我們需要組建一個地質(zhì)專家小組，對收集到的勘查數(shù)據(jù)進(jìn)行詳盡的評估和探討，以科學(xué)地確定電站的較好選址。在進(jìn)行電站選址的過程中，*須*面考量地理特征、陽光照射時間、電力傳輸線路等各種因素，并著重于評估與此相關(guān)的災(zāi)害威脅，同時避免在斷層破碎區(qū)和巖溶地帶等風(fēng)險較高的區(qū)域，以確保電站的安全和穩(wěn)定操作。確定電站的地點之后，我們還需依據(jù)現(xiàn)場的勘測評價，對電站的整體設(shè)計和基礎(chǔ)布局進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)地質(zhì)條件的差異，應(yīng)當(dāng)選擇多種基礎(chǔ)方式，例如巖土基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)等，以保證基礎(chǔ)具備足夠的承重能力和地震抵抗性質(zhì)。此外，施工方案的審批和審查也是*要的，要嚴(yán)格遵守設(shè)計指導(dǎo)進(jìn)行施工，以確保項目的品質(zhì)。地質(zhì)探查和評價的應(yīng)用不*限于新建電站，而且對于已經(jīng)竣工的電站來說，*須定期進(jìn)行地質(zhì)狀況的檢測和評價，以便及時察覺并消除潛在的安全問題，保障電站長久和安全的運行。以云南省的一處光儲充一體化電站作為參考，電站在初期建設(shè)時，經(jīng)過*準(zhǔn)的地質(zhì)勘查與評價，成功避開了巖溶形成的特定地帶，選取了地質(zhì)狀況相對優(yōu)*的區(qū)域作為電站的選址位置。

4系統(tǒng)概述

4.1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，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)化運行為目標(biāo)，提升可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負(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*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。

4.2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)運行導(dǎo)則

4.3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。

4.4型號說明

5系統(tǒng)配置

5.1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行狀態(tài)，實時監(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(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)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(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、電量費用，變化曲線、各個充電樁的運行數(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運行報表

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

6.5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19實時告警

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*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、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)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進(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(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，運行參數(shù)修改等）。可以定義不同*別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、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(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*個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關(guān)點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶*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)束語

考慮到云南*有的復(fù)雜地形特征，本文探討了新能源光電存儲充一體電站建設(shè)過程中所碰到的核心難題，并引入了如智能微電網(wǎng)技術(shù)、有效能源儲存技術(shù)以及地質(zhì)勘探與評估技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)方案。利用智能微電網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)﹄娬具M(jìn)行持續(xù)的實時監(jiān)視、調(diào)控及指導(dǎo)，從而確保電站運作的穩(wěn)健性和有效率；有效的儲能技術(shù)不僅能夠有效提升儲能效率，還能增加經(jīng)濟(jì)效益，同時還能增強(qiáng)電站整體的靈活性和可靠性；地質(zhì)勘探和評估的方法為電站的選址、基本設(shè)計和建設(shè)計劃提供了科學(xué)的支持，以確保電站的安全與穩(wěn)定性得到保障。這類核心技術(shù)如何有機(jī)融合與創(chuàng)新應(yīng)用，將對新能源光電儲充集成電站的平穩(wěn)建設(shè)與有效運營帶來堅實的支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]段峻.新能源光儲充一體化電站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].

[2]黃瑋.新能源光儲充一體化電站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究分析[J].電氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì),2023(10):41-44..

[3]陳英塘.光儲充一體化電站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].光源與照明,2023(01):112-114.

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