光儲充一體化指的是利用屋頂光伏、光伏停車棚、儲能及新能源汽車充電樁形成的微電網(wǎng)系統(tǒng)。光儲充系統(tǒng)作為重要的電力供應系統(tǒng)，通過光能發(fā)電的形式提供電力支持，為設(shè)備的運行提供動力保障，使設(shè)備在運行過程中能夠根據(jù)電能的需求和設(shè)備的運行需要做好能源的供給。光儲充系統(tǒng)與傳統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)不同，具有成本低、發(fā)電效率高以及電能傳輸效果理想等特點，在應用中能夠根據(jù)系統(tǒng)的應用需要和系統(tǒng)的具體應用情況做好轉(zhuǎn)換。基于綜合交通樞紐系統(tǒng)的建設(shè)要求，建設(shè)光儲充系統(tǒng)能夠使交通樞紐系統(tǒng)中的設(shè)備獲得穩(wěn)定的電力供應，滿足設(shè)備的運行要求。

1.建設(shè)綜合交通樞紐建設(shè)光儲充系統(tǒng)的必要性

1.1有利于解決交通樞紐的設(shè)備供電問題

應用光儲充系統(tǒng)并建立完善的光儲充發(fā)電和電能傳輸系統(tǒng)，能夠解決交通樞紐的設(shè)備供電問題，使交通樞紐的設(shè)備在運行過程中能夠得到電力系統(tǒng)的有力支持，能夠在電能供應方面滿足供應要求，保證電能在供應的有效性和快速性方面達標。根據(jù)電能供應的實際特點以及電能供應的具體情況做好電力的籌劃，使交通樞紐的設(shè)備供電問題得到妥善解決。圍繞交通樞紐的建設(shè)實際，以及交通樞紐的建設(shè)要求，在設(shè)備供電問題的解決過程中，光儲充系統(tǒng)具有其他系統(tǒng)不具有的優(yōu)勢，無論是電能的綜合利用，還是光能發(fā)電的環(huán)保特性，以及發(fā)電的經(jīng)濟性都比其他的系統(tǒng)具有優(yōu)勢。所以，建設(shè)光儲充系統(tǒng)對解決交通樞紐的設(shè)備供電問題具有重要影響，能夠解決系統(tǒng)的供電難題提高系統(tǒng)的運輸效率，保證系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中能夠在電力供應的環(huán)節(jié)解決問題。

1.2有利于提高交通樞紐的工作效率

交通樞紐在運行過程中需要設(shè)備的有力支持，設(shè)備的電力需求至關(guān)重要，在交通樞紐設(shè)備的運行中如何解決設(shè)備的運行問題，如何滿足設(shè)備的運行要求，需要在電力供應方面有所側(cè)重。建設(shè)光儲充系統(tǒng)能夠從源頭上解決系統(tǒng)的供電問題，使交通樞紐設(shè)備在供電過程中能夠依托光儲充系統(tǒng)達到供電目標，提高系統(tǒng)的運行效率，使系統(tǒng)在運行過程中能夠根據(jù)系統(tǒng)的運行要求和系統(tǒng)的運行特點采取有效的運行措施，滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運行的目標。通過光儲充系統(tǒng)的建設(shè)，能夠為交通樞紐系統(tǒng)的供電提供有力支持，保證交通樞紐供電過程中能夠提高供電的效率和供電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，使供電系統(tǒng)在工作過程中能夠得到有力的電能支持，并且在設(shè)備運行的安全性和設(shè)備運行的穩(wěn)定性方面能夠達標”。所以，做好交通樞紐供電系統(tǒng)的建設(shè)，并將光儲充系統(tǒng)作為重要的供電設(shè)備類型，對交通樞紐供電系統(tǒng)的建設(shè)具有重要影響。

2.綜合交通樞紐光儲充系統(tǒng)的技術(shù)特點

2.1能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能發(fā)電

綜合交通樞紐光儲充系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能發(fā)電其發(fā)電原理主要是利用光伏系統(tǒng)收集陽光，將光能轉(zhuǎn)變成電能，提高系統(tǒng)的發(fā)電效率，使光儲充系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)光伏發(fā)電和電能的有效傳輸，為綜合交通樞紐設(shè)備的運行提供有力的系統(tǒng)支持和電力支持。其中，光儲充系統(tǒng)在發(fā)電過程中能夠達到發(fā)電的效率要求，在發(fā)電系統(tǒng)的安全性和發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面能夠達標并且在發(fā)電過程中能夠按照系統(tǒng)的供電要求和設(shè)備的用電需求進行發(fā)電，解決系統(tǒng)的供電問題。因此，能利用太陽能發(fā)電是光儲充系統(tǒng)的重要優(yōu)勢，也是解決光儲充系統(tǒng)運行問題的有效手段，對光儲充系統(tǒng)的運行效果和綜合交通樞紐的運輸效果具有重要影響。光儲充系統(tǒng)在運行過程中技術(shù)特點突出，能夠解決交通樞紐系統(tǒng)的發(fā)電問題，為交通樞紐系統(tǒng)的工作提供電力支持。

2.2 技術(shù)成熟度高

對于交通樞紐系統(tǒng)的運行而言，光儲充系統(tǒng)的技術(shù)成熟度相對較高，能夠根據(jù)設(shè)備的運行特點、運行要求以及設(shè)備的運行實際做好電力供應。系統(tǒng)在運行過程中，電力供應是影響系統(tǒng)運行效果的重要因素，在運行中光充系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，為系統(tǒng)的運行和交通樞紐系統(tǒng)的工作提供有力支持。目前光儲充系統(tǒng)的技術(shù)成熟度相對較高，在應用中能夠滿足系統(tǒng)的應用要求，根據(jù)設(shè)備的耗電要求和設(shè)備的運行特點制定有效的電能供應措施，滿足電能的需求，使交通樞紐設(shè)備在運行過程中能夠在電力供應方面達標，避免電力供應不足影響系統(tǒng)的正常運行。光儲充系統(tǒng)在電力供應中具有供電持續(xù)性好、供電效果好和供電穩(wěn)定等特點，所應用的發(fā)電技術(shù)和電能傳輸技術(shù)相對成熟，對解決系統(tǒng)的運行問題和滿足系統(tǒng)運行要求具有重要影響。

曹華偉，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司

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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，全天進行數(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(chǔ)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(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，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。

3.2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。

3.3型號說明

5系統(tǒng)配置

4.系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細拓撲結(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.系統(tǒng)功能

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(shè)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。

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。

5.1.1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(shè)置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進行設(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。

5.1.3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。

5.1.4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)預覽、回放、管理與控制等。

5.2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

5.3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(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)擴容等。

圖17策略配置界面

5.4運行報表

應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備選定時間的運行參數(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

5.5實時報警

應具有實時報警功能，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(guān)人員。

圖19實時告警

5.6歷史事件查詢

應能夠?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。

圖20歷史事件查詢

5.7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(guān)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、*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

5.8遙控功能

應可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)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

5.9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

5.10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。

圖24統(tǒng)計報表

5.11網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

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。

5.12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

5.13用戶權(quán)限管理

應具備設(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）?？梢远x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27用戶權(quán)限

5.14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(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28故障錄波

5.15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)點可由用戶選定和隨意修改。

圖29事故追憶

6.結(jié)束語

通過對光儲充系統(tǒng)的了解以及光儲充系統(tǒng)的建設(shè)要求，在建設(shè)過程中需要根據(jù)交通樞紐建設(shè)的實際情況做好光儲充系統(tǒng)的建設(shè)，使光儲充系統(tǒng)在建設(shè)的整體性、有效性以及建設(shè)效果方面得到提升。為交通樞紐建設(shè)提供有力支持，保證交通樞紐建設(shè)在實施過程中能夠在建設(shè)效果方面得到保證，并且在建設(shè)的效果成本控制以及建設(shè)的速度方面能夠達到建設(shè)目標，圍繞建設(shè)的要求做好建設(shè)措施的細化，確保光儲充系統(tǒng)的建設(shè)能夠提高建設(shè)效果推動光儲充系統(tǒng)的有效建設(shè)。

審核編輯 黃宇