淺析基于雙碳目標(biāo)的光儲充一體化電站狀態(tài)評估技術(shù)

摘要：全國碳市場拉開了我國能源結(jié)構(gòu)加速轉(zhuǎn)型的大幕，催生了光伏、儲能和新能源汽車等一批綠色產(chǎn)業(yè)的興起，同時隨著利好政策扶植和消費者的青睞，光伏、儲能和新能源汽車市場均加快發(fā)展。但傳統(tǒng)的充電樁和光伏電站都是分開建設(shè)，且大多未同步配備儲能系統(tǒng)，用電高峰時充電樁對電網(wǎng)沖擊大、充電費用高，嚴(yán)重影響了新能源車主的用車體驗，降低了充電樁的運營收益。光儲充一體化電站的大規(guī)模推廣和建設(shè)是解決當(dāng)前局面的突破口。但光儲充一體化建設(shè)，系統(tǒng)復(fù)雜度高，運維保養(yǎng)要求高，傳統(tǒng)的定期巡檢模式，難以應(yīng)對大規(guī)模爆發(fā)式建設(shè)的光儲充一體化電站，而基于雙碳目標(biāo)的光儲充一體化電站狀態(tài)評估技術(shù)是解決光儲充大規(guī)模建設(shè)運維難題的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：光儲充一體化電站；狀態(tài)評估；雙碳目標(biāo)

0引言

光儲充一體化電站能夠利用儲能系統(tǒng)在夜間進(jìn)行儲能，充電高峰期間通過儲能電站和電網(wǎng)一同為充電站供電，既實現(xiàn)了削峰填谷，又能節(jié)省配電增容費用，解決了在有限的土地資源上同時發(fā)電和充電的難題，同時能有效解決新能源發(fā)電間歇性和不穩(wěn)定等問題。以“光儲

充”一體化電站為代表的“綠電”被視為推動交通運輸領(lǐng)域從“低碳”向“脫碳”發(fā)展的重要措施，也正在從地區(qū)性示范運營走向大規(guī)模商用落地。與此同時，大規(guī)模的光儲充一體化電站運維則成為一大難題。

1光伏發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)評估

我國光照資源豐富，2021年我國新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量約5300萬kW，截至2021年底，我國光伏發(fā)電并網(wǎng)總裝機容量達(dá)到3.06億kW。西北地區(qū)是我國光照資源豐富的地區(qū)，然而這些區(qū)域也是典型的風(fēng)沙大、揚塵多的缺水地帶。長時間運行后灰塵覆蓋在光伏電池板表面形成積灰，積灰給光伏電站的運行帶來多重危害：同等氣象條件下發(fā)電量減少，降低光伏板使用壽命，侵蝕鋼化玻璃表面。所以光伏板積灰狀態(tài)的實時監(jiān)測具有顯著的安全、經(jīng)濟效益。盡管清洗可以有效地去除積灰，但是光伏板積灰到何種程度開始清洗仍無法定量確定。目前主要研究結(jié)果在于說明光伏板積灰密度與發(fā)電效率損失的關(guān)聯(lián)度，光伏板積灰程度暫無有效的評估方法。針對光伏板積灰影響的狀態(tài)監(jiān)測與清洗周期優(yōu)化問題，本文提出了積灰工況下光伏板發(fā)電效率在線計算方法，構(gòu)建積灰對電功率損失率影響的動態(tài)特性預(yù)測模型，以年累計電量損失費與清洗維護費之和小化來確定光伏板佳清洗周期，在佳清洗時間點采用光伏板清潔機器人清洗。同時，實時監(jiān)測光伏板的健康狀態(tài)，實現(xiàn)光儲充一體化電站光伏發(fā)電系統(tǒng)全面的自動化運維。依據(jù)國標(biāo)GB/T39857-2021算法，光伏組件轉(zhuǎn)換效率為：

光伏板清洗周期優(yōu)化需要考慮兩個方面：①清洗周期過大，過多的灰塵沉積大幅度降低了光伏板的總輻照度，造成了嚴(yán)重的發(fā)電量損失；②連續(xù)清洗，清洗過程中的經(jīng)濟成本可能比維持電池板表面清潔狀態(tài)所節(jié)約的經(jīng)濟損失還要大。這時便存在一個合理的清洗周期，使得灰塵沉積和清洗過程產(chǎn)生的經(jīng)濟損失之。

清洗周期包括清洗時間和清洗間隔，清洗間隔內(nèi)灰塵沉積，因積灰增長造成的光伏電站發(fā)電量損失稱為電量損失費；清洗時間內(nèi)積灰被清洗，光伏板清洗過程產(chǎn)生的費用稱為清洗維護費?；跇?gòu)建的積灰對電功率損失率影響的動態(tài)特性預(yù)測模型，從積灰造成電量損失費和清洗維護費兩個方面來建立積灰經(jīng)濟損失評估方法，以年累計電量損失費與清洗維護費之和來確定清洗周期。分析光伏電站裝機容量、并網(wǎng)電價和單位面積清洗費對清洗周期的影響，可以為光儲充一體化系統(tǒng)中實施光伏板積灰狀態(tài)監(jiān)測與清洗周期優(yōu)化提供依據(jù)。

把光伏組件里的每個單體對應(yīng)看作是二極管，當(dāng)存在物體的遮蔽后，會導(dǎo)致被影響的電池片所生成的電流比電路電流小，故障的電池片帶負(fù)電壓，將其他電池片發(fā)出的能量轉(zhuǎn)換成熱量消耗，即出現(xiàn)熱斑現(xiàn)象。常見的熱斑故障類型如圖1所示。

在采用光伏清潔機器人全自動清潔的同時，通過在該機器人上內(nèi)置紅外熱成像模塊，實時監(jiān)測光伏板上的熱斑故障，避免熱斑的擴散和惡化，提高光伏板的使用壽命。

2儲能系統(tǒng)狀態(tài)評估

當(dāng)前我國電力系統(tǒng)中形成規(guī)?；圏c的儲能方式主要有鋰電池、鉛酸電池、釩液流電池。光儲充一體化充電站雖然占地面積不大，但有兩個方面要求：①儲能系統(tǒng)應(yīng)具備良好的倍率充放電和比能量性能，②充電電池輸出電壓大、容量高、無毒或少毒、工作溫度范圍廣。這兩個要求和磷酸鐵鋰的技術(shù)特點很吻合，即充放電倍率高、安全可靠、不會爆炸，在100%DOD和室溫條件下，循環(huán)壽命大于7500次。

現(xiàn)有的電池健康狀態(tài)判定方法主要是基于長循環(huán)周期的容量測試，該方法試驗周期長且只能在實驗室環(huán)境下進(jìn)行。而采用多正弦疊加電流信號作為激勵源的手段，能夠在光儲充一體化電站中實時監(jiān)測儲能系統(tǒng)的健康狀態(tài)，大幅度降低測量成本，提高儲能系統(tǒng)的工作效率和安全性。其測試原理如圖2所示。

由圖2可知，采用溫度試驗及直流內(nèi)阻特性試驗方法，結(jié)合內(nèi)特性參數(shù)，提煉表征電池健康狀態(tài)的阻抗特征頻率點，提出不連續(xù)阻抗頻率點的阻抗譜反演算法，實現(xiàn)從不連續(xù)特征頻率點到全頻阻抗譜的準(zhǔn)確反演，研究光儲充一體化電站磷酸鐵鋰模塊中單體電池直流內(nèi)阻與溫度、荷電狀態(tài)和倍率的關(guān)系，評估單體電池SOH，并補償溫度、SOC、倍率對SOH估計的影響，從而快速、有效地評估儲能電池的健康狀態(tài)。

3電樁狀態(tài)評估

充電樁在長期的使用過程中，因為電能質(zhì)量、零配件質(zhì)量和不合理使用難免出現(xiàn)故障。充電樁一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的故障，不僅影響新能源車主的充電體驗，更容易引發(fā)自燃和爆炸等危險，嚴(yán)重威脅新能源車主的人身安全。新能源汽車充電樁健康狀態(tài)綜合評估作為一個系統(tǒng)工程，其指標(biāo)體系建立過程是一個運用系統(tǒng)思想分析問題的過程，在建立體系和指標(biāo)選取的過程中，應(yīng)遵循一般性綜合評價指標(biāo)體系構(gòu)造的基本準(zhǔn)則。本文從充電樁電氣性能和安全性能兩個角度出發(fā)，構(gòu)建如圖3所示的新能源汽車充電樁健康狀態(tài)綜合評估指標(biāo)體系。

利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及特征分析等方法，對充電樁在充電過程中收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，評估此充電樁的充電狀態(tài)，預(yù)測出有可能發(fā)生的故障，并以界面展示的方式向監(jiān)控人員提出輔助決策建議，使其及時對充電樁進(jìn)行終端維護。

4 Acrel-2000MG充電站微電網(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(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)濟優(yōu)化運行為目標(biāo)，促進(jìn)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。

4.2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。

4.3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

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(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。

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。

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(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。

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(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、運行模式、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(dāng)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(dāng)前電芯的電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。

5.1.3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。

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

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。

5.1.6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

5.1.7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

5.1.8運行報表

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

圖17運行報表

5.1.9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，包括保護事件名稱、保護動作時刻；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

5.1.10歷史事件查詢

應(yīng)能夠?qū)b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(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

5.1.11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(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

5.1.12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

5.1.13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

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(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23統(tǒng)計報表

5.1.15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)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。

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(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

5.1.17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)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

圖26用戶權(quán)限

5.1.18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(guān)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(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10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)點可由用戶隨意修改。

5.2硬件及其配套產(chǎn)品

序號	設(shè)備	型號	圖片	說明
1	能量管理系統(tǒng)	Acrel-2000MG

	內(nèi)部設(shè)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(wù)器、遙信模塊及相關(guān)通信輔件組成。 數(shù)據(jù)采集、上傳及轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)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(fù)限，系統(tǒng)事故，設(shè)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(luò)交換機	D-LINKDES-1016A16		提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機解決了通信實時性、網(wǎng)絡(luò)安全性、本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù)等技術(shù)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(jìn)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(fù)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(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)斷路器開關(guān)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。可帶RS485通訊接口、模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、開關(guān)量輸入/輸出等功能
10	電能質(zhì)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(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		防孤島保護裝置，當(dāng)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(fēng)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(jìn)行水表、氣表、電表、微機保護等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)果集匯總: 提供規(guī)約轉(zhuǎn)換、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣計算等多項功能:實時多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可多路上送平臺據(jù):
14	串口服務(wù)器	Aport		功能:轉(zhuǎn)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(guān)，調(diào)溫，及完全斷電(二次開關(guān)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(shè)備
15	遙信模塊	ARTU-K16		1)反饋各個設(shè)備狀態(tài)，將相關(guān)數(shù)據(jù)到串口服務(wù)器: 讀消防VO信號，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機、事件上報等) 2)采集水浸傳感器信息，并轉(zhuǎn)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(zhuǎn)發(fā)

6結(jié)束語

隨著雙碳目標(biāo)的推進(jìn)、新能源汽車保有量的增加，規(guī)?；墓鈨Τ湟惑w化電站也應(yīng)運而生，而由于積灰嚴(yán)重影響光伏板發(fā)電效率，儲能系統(tǒng)長時間使用過程中存在衰減及其它健康問題，電動汽車充電過程中安全事故頻發(fā)，采用基于雙碳目標(biāo)的光儲充一體化電站狀態(tài)評估技術(shù)可以有效解決光伏板發(fā)電效率低、儲能系統(tǒng)管理不到位和充電安全問題，提高整體收益率。

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【2】賀賢達(dá)，江冰，孫曉曉.基于物聯(lián)網(wǎng)的光儲能源運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)[J].信息技術(shù)，2018，42（10）：99-102，106.

【3】修曉青，唐巍，李建林，等.計及電池健康狀態(tài)的源儲荷協(xié)同配置方法[J].高電壓技術(shù)，2017，43（9）：3118-3126.

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【6】翁利國，練德強，徐鈮，沈陽，王佳斌.基于雙碳目標(biāo)的光儲充一體化電站狀態(tài)評估技術(shù).

作者介紹：聞什益 手機:13564425781（微信同號）

審核編輯 黃宇