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淺談孤島微電網(wǎng)及能量管理策略

發(fā)布時間: 2024-09-29  點擊次數(shù): 113次

安科瑞 陳聰

摘要:以海島為研究對象,根據(jù)其負荷及供電特點,對其微電網(wǎng)及其能量管理系統(tǒng)展開研究。

關鍵詞:孤島;微電網(wǎng);能量管理系統(tǒng);可再生能源

O引言

隨著電網(wǎng)“建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,以信息化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網(wǎng)”的提出,我國電力工業(yè)進入大容量、高電壓的大電網(wǎng)階段,網(wǎng)架結構日益復雜,由于大范圍交流同步電網(wǎng)存在低頻振蕩和不穩(wěn)定性,導致大面積停電的可能性變大。而微電網(wǎng)是對現(xiàn)有大電網(wǎng)的有效補充,可以在離網(wǎng)和并網(wǎng)兩種狀態(tài)之間任意切換,能提高電力系統(tǒng)的可靠性和抗災能力,同時微電網(wǎng)還有利于提高電能質(zhì)量和可再生能源在我國的發(fā)展。

孤島微電網(wǎng)是為大電網(wǎng)無法覆蓋地區(qū)提供電能的一種有效途徑。在我國,海島地理位置*,風能、太陽能等資源充足,非常適合微電網(wǎng)的構建。微電網(wǎng)系統(tǒng)承受擾動的能力相對較弱,尤其是在孤島(自主)運行模式下,考慮到風能、太陽能資源的隨機性,系統(tǒng)的安全性可能面臨更高的風險。微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)可以保障微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。本文將對典型的孤島——海島的微電網(wǎng)及能量管理系統(tǒng)進行分析、研究。

1海島微電網(wǎng)特點

海島的負荷及供電具有負荷區(qū)域集中、功率等級小(一般在1MW以下)等特點。海島上通常使用柴油發(fā)電作為主要能源。故其供電往往需要持續(xù)性地提供柴油補給,用電成本高,有時會受氣候等因素影響無法補給,而且柴油發(fā)電也存在噪聲及環(huán)境污染等缺陷。海島上可利用的可再生能源通常有:風能、潮汐能、波浪能、洋流能等。

2海島微網(wǎng)及其能量管理系統(tǒng)設計

2.1設計目標及系統(tǒng)結構

根據(jù)海島的多能源及供電用電特點,系統(tǒng)設計目標包含:供電功率能支持到2MW,可以滿足絕大部分中小島嶼的供電需求;支持化石能源、風能、光伏、海洋能等多能源接入,且支持多能源間的無縫切換及組合;多能源能量輸入與用戶負荷端隔離,保障用電安全;大限度提高清潔能源的利用率;通過的電池管理控制,保證儲能單元的使用壽命。根據(jù)系統(tǒng)功能及設計目標,所構建系統(tǒng)的結構框圖如圖1所示。

該系統(tǒng)有如下特點:

(1)采用集中直流母線架構,所有能量交換均發(fā)生在直流母線。

(2)直流母線上的電能通過交流電壓源逆變器轉換為交流電源,負載從交流電源上獲取電能。直流母線與交流母線通過逆變器隔離。

(3)儲能單元直掛直流母線,可根據(jù)發(fā)電與用電端的負載匹配狀況,自動進行充、放電轉換。

(4)通過能量管理系統(tǒng)對各能源的發(fā)電功率進行調(diào)度,調(diào)度原則是以使用可再生能源為主,在不影響儲能單元壽命的前提下,盡量少用或不用化石能源。

2.2系統(tǒng)運行方式

以柴油發(fā)電機組和風力發(fā)電機組分別代表化石能源和可再生能源。以柴油發(fā)電機組為代表的化石能源不宜頻率啟動,并且啟動后通常有運行時間少的要求,故系統(tǒng)的基本運行原則為:較大化可再生能源輸出,當負載足夠消納時,可再生能源始終保持較大出力;較小化化石能源的啟動頻率,當化石能源啟動后,一直運行到儲能單元達到較大充電狀態(tài)時停止;充分保護蓄電池組壽命,根據(jù)蓄電池組的類型,使蓄電池組保持在正常運行狀態(tài),保護蓄電池組壽命。系統(tǒng)有風儲模式、風柴儲模式和純柴模式等三種運行方式。其中純柴模式下,柴油機組作為交流電壓源使用,通過旁路開關直接向負載供電,可控整流器與交流逆變器均不工作,該模式屬于應急備用模式。三類模式的運行方式如圖2所示。

微網(wǎng)系統(tǒng)的自動運行主要通過能量管理系統(tǒng)通過儲能電池組、蓄電池管理系統(tǒng)、輸出逆變器之間的配合運行而實現(xiàn)。

3系統(tǒng)控制策略

根據(jù)系統(tǒng)的能量管理目標,系統(tǒng)采用修正的硬充電控制策略(RHCC),即僅在蓄電池荷電狀態(tài)達到下限臨界值時啟動化石能源發(fā)電,啟動之后使化石能源保持能夠穩(wěn)定系統(tǒng)且為蓄電池組充電的較小功率運行,當蓄電池組充滿之后停止化石能源發(fā)電。其中蓄電池組荷電狀態(tài)下限為不影響蓄電池組壽命的預設值,根據(jù)儲能單元的類型不同而有所區(qū)別。

4 Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(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)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入,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)定的基礎上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標,提升可再生能源應用,提高電網(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,提高電力設備運行效率、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技術標準

本方案遵循的標準有:

本技術規(guī)范書提供的設備應滿足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標準:

GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范的1部分:通用要求

GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)工業(yè)控制計算機基本平臺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)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范6部分:驗收大綱

GB/T2887-2011計算機場地通用規(guī)范

GB/T20270-2006信息安全技術網(wǎng)絡基礎安全技術要求

GB50174-2018電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范

DL/T634.5101遠動設備及系統(tǒng)5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠動任務配套標準

DL/T634.5104遠動設備及系統(tǒng)5-104部分:傳輸規(guī)約采用標準傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡訪問101

GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定

GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)技術規(guī)范

GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設計標準

GB/T36270-2018微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范

DL/T1864-2018型微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術規(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)運行與控制技術規(guī)范

T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應技術要求

T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負荷管理技術導則

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)工程設計規(guī)范

NB/T10148-2019微電網(wǎng)的1部分:微電網(wǎng)規(guī)劃設計導則

NB/T10149-2019微電網(wǎng)2部分:微電網(wǎng)運行導則

4.3適用場合

系統(tǒng)可應用于城市、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

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

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: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、充電樁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、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。

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5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6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7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8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9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,并展示當前電芯的大、小電壓、溫度值及所對應的位置。

6.1.3風電界面

圖13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。

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

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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)預覽、回放、管理與控制等。

6.2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16光伏預測界面

6.3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、有序充電、動態(tài)擴容等。

基礎參數(shù)計劃曲線-一充一放

圖17策略配置界面

6.4運行報表

應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設備規(guī)定時間的運行參數(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、正向有功電能等。

圖18運行報表

6.5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19實時告警

6.6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20歷史事件查詢

6.7電能質(zhì)量監(jiān)測

應可以對整個微電網(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(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(zhì)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、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21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

6.8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(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應的操作命令。

圖22遙控功能

6.9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(zhì)量分析。

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圖24統(tǒng)計報表

6.11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25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。

6.12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26通信管理

6.13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27用戶權限

6.14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,存儲事故前*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)點可由用戶規(guī)定和隨意修改。

圖29事故追憶

7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

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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

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系統(tǒng)軟件顯示載體

3

UPS電源

UPS2000-A-2-KTTS

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為監(jiān)控主機提供后備電源

4

打印機

HP108AA4

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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

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播放報警事件信息

6

工業(yè)網(wǎng)絡交換機

D-LINKDES-1016A16

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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(zhì)安全與安全防爆技術等技術問題

7

GPS時鐘

ATS1200GB

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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

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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

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可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能。可帶RS485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(zhì)量監(jiān)測

APView500

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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(zhì)量,記錄各類電能質(zhì)量事件,定位擾動源。

11

防孤島裝置

AM5SE-IS

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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

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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

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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),可多鏈路上送平臺據(jù):

14

串口服務器

Aport

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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(diào)的開關,調(diào)溫,及*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

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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)

8結束語

通過運行分析,該系統(tǒng)采用的集中直流母線架構設計可實現(xiàn)多種可再生能源和化石能源同時并網(wǎng)發(fā)電,并且能夠實現(xiàn)對微電網(wǎng)的實時監(jiān)控、發(fā)用電預測、儲能調(diào)度優(yōu)化和信息綜合管理。通過能量管理系統(tǒng)的控制,可實現(xiàn)可再生能源的有效利用,以及系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

參考文獻

[1]劉振亞.智能電網(wǎng)知識讀本[M].北京:中國電力出版社,2010

[2]張穎嬡.微網(wǎng)系統(tǒng)的運行優(yōu)化與能量管理研究[D].合肥:合肥工業(yè)大學博士學位論文,2011.

[3]劉明波,簡淦楊,董萍.孤島微電網(wǎng)的隨機潮流計算[J].華南理工大學學報(自然科學版),2014,42(04):13-17.

[4]邵林.微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D].南京:東南大學,2013.

[5]吳紅霞.孤島微電網(wǎng)及能量管理系統(tǒng)研究.

[6]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022年05版.

 

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