胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：文章提出了一種光伏電力混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量管理控制策略，主要應(yīng)用于含有光伏電源(Photovoltaic,PV)、電池能量存儲(chǔ)(Battery Energy Storage, BES)和交流負(fù)載的發(fā)電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。該策略能夠充分利用電力系統(tǒng)中組合架構(gòu)之間的連接關(guān)系，有效緩解了目前電網(wǎng)中BES系統(tǒng)存在的過充電、欠充電等問題,并將充放電電流控制在一個(gè)相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)，延長了電池的使用壽命。分別在含有傳統(tǒng)鉛酸和鋰離子電池的混合能量系統(tǒng)中使用6kVA電源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明了所提出的能量管理策略的正確性和有效性。

關(guān)鍵詞：能量管理；光伏；電池儲(chǔ)能；混合儲(chǔ)能

0引言

近年來，可再生能源(Renewable EnergySources, RES)在普通民用住宅和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用愈加廣泛。光伏(Photovoltaic, PV)發(fā)電技術(shù)在各種RES解決方案中，已經(jīng)有相當(dāng)多的應(yīng)用場景。

在光伏電力系統(tǒng)中，電池能量存儲(chǔ)(BatteryEnergy Storage, BES)單元在維持電能持續(xù)供應(yīng)方面具有重要的作用。傳統(tǒng)的BES單元主要使用鉛酸電池作為存儲(chǔ)介質(zhì),隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,鋰離子電池憑借自身能量密度高、轉(zhuǎn)化效率好等特點(diǎn)，成為一種全新的技術(shù)解決方案。無論采用哪種BES結(jié)構(gòu)作為基本的儲(chǔ)能單位，都需要對鏈路中的電源進(jìn)行控制，進(jìn)而維持電網(wǎng)中的電流強(qiáng)度，保護(hù)BES單元的使用壽命和輸出穩(wěn)定性。適當(dāng)?shù)碾娫垂芾韺τ趯?shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高性能運(yùn)行至關(guān)重要。

與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比，光伏電力系統(tǒng)在成本和轉(zhuǎn)換效率中具有明顯的優(yōu)勢。由于光伏電力系統(tǒng)一般通過直流電力傳輸系統(tǒng)進(jìn)行輸送，因此無法在普通家庭和大多數(shù)的工業(yè)應(yīng)用場景中直接使用，需要進(jìn)行直流電和交流電之間的模式轉(zhuǎn)換，但是這種轉(zhuǎn)換會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)能量損耗，并會(huì)干擾電路中正常的電流強(qiáng)度。

為了解決上述問題，同時(shí)增強(qiáng)電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性，本文提出了一種用于光伏電力混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量管理策略。

1光伏電力混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量管理策略

PV、BES和直流負(fù)載傳輸是目前電力系統(tǒng)中*常用的3種技術(shù)。為了更好地探究電力系統(tǒng)中的能量管理策略,本文對直流傳輸系統(tǒng)(DC)和交流傳輸系統(tǒng)(AC)的傳輸狀態(tài)進(jìn)行了對比,結(jié)果如表1所示。

表1以直流和交流為*心的系統(tǒng)架構(gòu)比較

從表1中可以看出：以直流為*心的傳輸系統(tǒng)為電池能量儲(chǔ)存系統(tǒng)提供了*佳的充電保護(hù);以交流為*心的傳輸系統(tǒng)，通過減少光伏電源到交流負(fù)載的轉(zhuǎn)換*數(shù),保護(hù)了BES系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,為電池組的靈活部署提供了有效的保證。因此，在以交流為*心的傳輸系統(tǒng)中,可以靈活地配置BES單元。

當(dāng)系統(tǒng)控制器未適當(dāng)管理能量流時(shí)，就*須考慮安全隱患。當(dāng)光伏電力系統(tǒng)中的總發(fā)電量超過BES系統(tǒng)的*大值時(shí)，系統(tǒng)的充電電壓和電流就會(huì)超過電池系統(tǒng)的上限，對儲(chǔ)能系統(tǒng)造成不可逆的損壞。本文所提出的能量管理策略，可以在穩(wěn)定傳輸系統(tǒng)內(nèi)部電流的情況下，通過電源控制器使BES系統(tǒng)在充放電過程中，保持穩(wěn)定的電流變化曲線問。為了保持光伏電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，需要將電網(wǎng)中的電流和電壓控制住。同時(shí)為了防止儲(chǔ)能系統(tǒng)的過度充放電,電源轉(zhuǎn)換器應(yīng)滿足如下條件：

電池充電的參考電壓和電流水平是溫度(TB)的函數(shù)，用F來表明函數(shù)映射關(guān)系。如果不滿足式(1),則不受控制的能量流可能會(huì)導(dǎo)致電池充電電壓過高，造成電池不可逆轉(zhuǎn)的損壞。為了避免這種不良影響，本文將形成網(wǎng)格的電池轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)為多變量系統(tǒng):直接調(diào)節(jié),控制交流電壓、頻率和相角；間接調(diào)節(jié)，控制直流電壓、電流和剩余電量(State of Charge, SOC),穩(wěn)定BES系統(tǒng)的充電電壓。

圖1為使用電池轉(zhuǎn)換器和并網(wǎng)光伏逆變器的混合電力傳輸系統(tǒng)的控制框圖，其中并網(wǎng)光伏逆變器控制結(jié)構(gòu)具有*大功率點(diǎn)跟蹤和功率縮減功能。光伏逆變器的控制器不斷監(jiān)視電網(wǎng)參數(shù)，并在檢測到接收信號(hào)5發(fā)生特定變化的情況下對傳輸模式進(jìn)行解調(diào)。從圖1中可以看到,BES充電曲線依賴于電力線的間接控制，而無需依靠其他有線通信方式。

圖1 控制框圖

通常使用以下3種方法實(shí)現(xiàn)電池轉(zhuǎn)換器(發(fā)射器)和PV逆變器(接收器)之間的通信：

①f的線性變化；

②CF基于模式的變化；

③數(shù)字調(diào)制傳輸。使用此特定方法,電池轉(zhuǎn)換器對可控制的載波信號(hào)CF進(jìn)行調(diào)制，光伏逆變器以類似于模數(shù)轉(zhuǎn)換的方式對信息進(jìn)行解調(diào)。Cf的變化以0和1的格式提供信息。例如，如果電壓相位角是用于通信的信號(hào)，則以二進(jìn)制頻移鍵控(Frequency Shift Keying, FSK)的形式使用。在這種特殊情況下,發(fā)射器（電池轉(zhuǎn)換器）會(huì)引入CF的流變化情況。然后檢測并解調(diào)此時(shí)傳輸系統(tǒng)中電路的電流變化情況。

表2為在電池轉(zhuǎn)換器和光伏逆變器分布式發(fā)電機(jī)中電源管理控制器的設(shè)計(jì)要求。

表2電源管理控制器的設(shè)計(jì)要求

在本文所提出的光伏電源混合儲(chǔ)能控制策略中,電源管理控制需要與多個(gè)交流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。這種連接和控制方式可以完成多階段的充電狀態(tài)監(jiān)控以及外部發(fā)電機(jī)之間的信息同步和傳遞工作。

2基于頻率控制的能量均衡和減載策略

本文基于頻率的電源管理控制為BES的多*充電功率平衡和減載提供了一種魯棒的方法,該方法可以有效減少系統(tǒng)的能量損耗，增強(qiáng)整個(gè)鏈路的穩(wěn)定性，控制結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2用于電池轉(zhuǎn)換器線路頻率控制的通用控制結(jié)構(gòu)

圖2（a）為本文設(shè)計(jì)的一種通過控制光伏逆變器的功率來間接控制電池充電電壓和電流的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。用于線路頻率控制的電池電壓和電流控制器以比例積分（Proportional Integral,PI）補(bǔ)償器的形式進(jìn)行選擇。圖2（b）為在孤島離網(wǎng)模式下運(yùn)行的電池轉(zhuǎn)換器，以及帶有可控?cái)嗦菲鞯慕涣髅姘澹糜诜峙浣涣髫?fù)載。

2.1 BES充電電源系統(tǒng)分析

圖3為具有線頻控制和通信能力的以交流為*心的電力系統(tǒng)中能量流控制的按鍵波形。圖3(a),(b)顯示了在電池轉(zhuǎn)換器中實(shí)現(xiàn)的多*充電曲線,以滿足BES的穩(wěn)定工作需求。電池轉(zhuǎn)換器將BES的SOC和SOH參數(shù)維持在一個(gè)穩(wěn)定的區(qū)間。

圖3具有線頻控制和通信能力的以交流為*心的電力系統(tǒng)中能量流控制的按鍵波形

2.2 BES放電減載

在低輻照度條件下，光伏能量不足以滿足交流負(fù)載需求。交流負(fù)載減少操作如圖3（c）所示，在較高的交流負(fù)載需求期間變?yōu)榛顒?dòng)狀態(tài)。電池SOC電量較低時(shí),電池轉(zhuǎn)換器降低線路頻率（f）,而頻率變化會(huì)導(dǎo)致交流負(fù)載序列斷開。電池的尺寸和幀是SOR的函數(shù)，并且取決于充電倣電速率、SOC范圍、放電深度、循環(huán)次數(shù)和工作溫度。系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率的指標(biāo)需要在系統(tǒng)選型時(shí)加以考慮,以確定從BES到交流端口的有效可用能量。

3安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)解決方案

3.1概述

安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能，涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。在應(yīng)用上支持能量調(diào)度，具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對電池組性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測及歷史數(shù)據(jù)分析、根據(jù)分析結(jié)果采用智能化的分配策略對電池組進(jìn)行充放電控制，優(yōu)化了電池性能，提高電池壽命。系統(tǒng)支持Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用SQLServer。本系統(tǒng)既可以用于儲(chǔ)能一體柜，也可以用于儲(chǔ)能集裝箱，是專門用于儲(chǔ)能設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺(tái)。

3.2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。

工商業(yè)儲(chǔ)能四大應(yīng)用場景

1）工廠與商場：工廠與商場用電習(xí)慣明顯，安裝儲(chǔ)能以進(jìn)行削峰填谷、需量管理，能夠降低用電成本，并充當(dāng)后備電源應(yīng)急；

2）光儲(chǔ)充電站：光伏自發(fā)自用、供給電動(dòng)車充電站能源，儲(chǔ)能平抑大功率充電站對于電網(wǎng)的沖擊；

3）微電網(wǎng)：微電網(wǎng)具備可并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)行的靈活性，以工業(yè)園區(qū)微網(wǎng)、海島微網(wǎng)、偏遠(yuǎn)地區(qū)微網(wǎng)為主，儲(chǔ)能起到平衡發(fā)電供應(yīng)與用電負(fù)荷的作用；

4）新型應(yīng)用場景：工商業(yè)儲(chǔ)能探索融合發(fā)展新場景，已出現(xiàn)在5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應(yīng)用場景。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.4系統(tǒng)功能

3.4.1實(shí)時(shí)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(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)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(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。

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(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報(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、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統(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。

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)前電芯的電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。

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(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報(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、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統(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。

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(fèi)用，變化曲線、各個(gè)充電樁的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。

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。

3.4.2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(shí)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(dòng)生成發(fā)電計(jì)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

3.4.3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

3.4.4運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備規(guī)定時(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

3.4.5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

3.4.6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

3.4.7電能質(zhì)量監(jiān)測

應(yīng)可以對整個(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，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)測點(diǎn)的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點(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：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、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

3.4.8遙控功能

應(yīng)可以對整個(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

3.4.9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

3.4.10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；對系統(tǒng)運(yùn)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(shí)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(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。

圖24統(tǒng)計(jì)報(bào)表

3.4.11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。

3.4.12通信管理

可以對整個(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。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。

圖26通信管理

3.4.13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*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。

圖27用戶權(quán)限

3.4.14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(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。

圖28故障錄波

3.4.15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q10個(gè)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)可由用戶規(guī)定和隨意修改。

圖29事故追憶

3.5系統(tǒng)硬件配置清單

4結(jié)　論

本文提出了一種針對電源系統(tǒng)的靈活電源管理策略，可以在含有電池轉(zhuǎn)換器和光伏逆變器的系統(tǒng)中*效地使用。該能量管理策略能夠充分利用電力系統(tǒng)中組合架構(gòu)之間的連接關(guān)系，可控制對電池的充放電、狀態(tài)監(jiān)測和運(yùn)行狀態(tài)、性能的分析，同時(shí)可對電池的溫度、電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)及告警，從而保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定及安全。

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