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安科瑞 劉秋霞
摘要:隨著電動(dòng)汽車保有量的增長,停車場充電設(shè)施建設(shè)需求不斷擴(kuò)大,充電設(shè)施新增需求將對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)造成一定的用電壓力。光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)技術(shù)在停車場中的運(yùn)用,不僅通過光伏發(fā)電為充電設(shè)施提供清潔能源,而且通過儲(chǔ)能設(shè)備平抑光伏發(fā)電與用電負(fù)荷不匹配造成的沖擊,通過智能管理系統(tǒng)智能分配和調(diào)度能源,至優(yōu)化能源利用效率,提高光儲(chǔ)充一體化停車場收益,緩解電網(wǎng)壓力,對(duì)能源轉(zhuǎn)型、減少碳排放和可持續(xù)發(fā)展帶來積極的影響。
關(guān)鍵詞:電動(dòng)汽車 光儲(chǔ)充一體化 停車場 光伏發(fā)電
0引言
近年來,我國城市停車設(shè)施規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,停車秩序不斷改善,產(chǎn)業(yè)化發(fā)展逐步深入,但仍存在供給能力短缺、治理水平不高、市場化進(jìn)程滯后等問題[1]。為加快補(bǔ)齊城市停車供給短板,改善交通環(huán)境,推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展,停車場基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還將進(jìn)一步推動(dòng)。電動(dòng)汽車作為新能源汽車,具有清潔等特點(diǎn),具有較大的實(shí)際發(fā)展意義和政策支持。中國在《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》提出,到2025年,新能源汽車銷量占比要在新車銷售總量中達(dá)到20%[2]。隨著政策的引導(dǎo)、資金的支持和技術(shù)的革新,傳統(tǒng)高耗能、高污染的燃油汽車正在逐漸被低能耗、*排放的電動(dòng)汽車所替代[3],電動(dòng)汽車保有量將呈指數(shù)式增長,但電動(dòng)汽車充電設(shè)施的建設(shè)遠(yuǎn)不及電動(dòng)汽車保有量上漲速度?!渡钲谑行履茉雌嚦鋼Q電設(shè)施管理辦法(征求意見稿)》擬規(guī)定:各類建筑物配建停車場(庫)及社會(huì)公共停車場小汽車停車位的充電樁配置比例不應(yīng)低于30%,100%預(yù)留充電樁建設(shè)安裝條件[4]。停車充電樁將在未來一段時(shí)間迅速發(fā)展,但龐大的電動(dòng)車充電需求可能會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)越限,同時(shí)還可能引起系統(tǒng)峰值負(fù)荷超額等問題,進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)輸電和發(fā)電能力造成很大壓力,需要新興的能源供給方式注入,幫助緩解電網(wǎng)壓力,提高停車場電動(dòng)汽車充電效率。光伏充電作為綠色能源之一,得到了國家政策的大力推動(dòng),在緩解電網(wǎng)壓力上具有較好的發(fā)展前景,但根據(jù)《2022中國電動(dòng)汽車用戶充電行為白*書》指出,電動(dòng)汽車用戶單日充電高峰集中在三個(gè)時(shí)段,分別為:早上5:00-7:00,下午12:00-16:00,夜間23:00-1:00。對(duì)比上年同期,下午時(shí)段充電占比降低,夜間和早上的充電占比提高[5]。電動(dòng)汽車用戶具有較明顯的充電行為特征,需要具有儲(chǔ)能功能的新能源供電設(shè)備,傳統(tǒng)的并網(wǎng)光伏發(fā)電與停車場頂棚結(jié)合的光伏停車棚并不能很好的解決問題,因此,《白*書》提出建議:充電場站推進(jìn)光儲(chǔ)充一體化,布局虛擬電廠業(yè)務(wù)。鼓勵(lì)充電運(yùn)營商、負(fù)荷集成商等各類第三方市場主體,通過商業(yè)模式創(chuàng)新聚合電動(dòng)汽車參與儲(chǔ)能服務(wù),并在未來積極參與電力交易,響應(yīng)電網(wǎng)削峰填谷,充分利用清潔能源,助推能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型[5]??梢?,光儲(chǔ)充一體化在停車場的應(yīng)用中有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
1光儲(chǔ)充一體化技術(shù)
1.1光儲(chǔ)充一體化技術(shù)概述
光儲(chǔ)充一體化技術(shù)是將光伏發(fā)電、儲(chǔ)能和充電設(shè)施集成在一起,形成一個(gè)整體系統(tǒng)以滿足能源供應(yīng)和能源消費(fèi)的需求。
光伏發(fā)電,依靠“光生伏打效應(yīng)”將光伏板吸收的太陽能轉(zhuǎn)換為電能,輸出直流電通過逆變器輸送給電網(wǎng)。光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,具有無排放、可再生、模塊化布局和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)
儲(chǔ)能技術(shù)是將電能在光伏發(fā)電時(shí)儲(chǔ)存起來,以便在需要時(shí)供應(yīng)給充電設(shè)施或其他電力需求。由于電動(dòng)汽車具有較明顯的充電行為特征,會(huì)導(dǎo)致光伏發(fā)電與用電負(fù)荷不匹配,對(duì)整體微電網(wǎng)造成一定的沖擊。儲(chǔ)能技術(shù)可以平抑光伏發(fā)電與用電負(fù)荷不匹配造成的沖擊,保證智能微網(wǎng)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行[6],利用太陽能,提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)性。充電設(shè)施是將儲(chǔ)存的電能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)車輛的充電能力。
1.2光儲(chǔ)充一體化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
光儲(chǔ)充一體技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在各個(gè)領(lǐng)域得到了證實(shí),在停車場的應(yīng)用中,具有可持續(xù)性、獨(dú)立與可靠性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)。
1)可持續(xù)性。光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)使用光伏發(fā)電,利用太陽能作為可再生能源,實(shí)現(xiàn)*排放的電力供應(yīng)。儲(chǔ)能系統(tǒng)將電能儲(chǔ)存起來供后續(xù)使用,使得系統(tǒng)能夠在無光照或低光照條件下繼續(xù)供電,提高能源利用效率。通過推廣光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)的應(yīng)用,可以為改善環(huán)境質(zhì)量、減少碳排放做出積極貢獻(xiàn),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
2)獨(dú)立與可靠性。光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)通過儲(chǔ)能設(shè)備的引入,實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的能源存儲(chǔ)和調(diào)度,解決了太陽能發(fā)電的間歇性和不可控性的問題。儲(chǔ)能設(shè)備可以在光伏發(fā)電過剩時(shí)儲(chǔ)存電能,在需求高峰時(shí)釋放電能,實(shí)現(xiàn)能源供需平衡,使得光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)具有獨(dú)立性。因其具有獨(dú)立性的特點(diǎn),降低了對(duì)傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)的依賴,減輕電網(wǎng)負(fù)荷壓力和線路損耗,提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。另外,在災(zāi)害或緊急情況下,系統(tǒng)可以提供可靠的電力供應(yīng),解決臨時(shí)緊急照明和通信等基本需求。
3)經(jīng)濟(jì)性。光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)通過光伏發(fā)電與能源儲(chǔ)存調(diào)度,減少傳統(tǒng)電力供應(yīng)的需求,降低能源采購成本和電費(fèi)支出,為停車場提供經(jīng)濟(jì)效益。甚至在光伏發(fā)電充足的情況下,可以將多余電量并入電網(wǎng),獲得一定收益。
光儲(chǔ)充一體化技術(shù)的發(fā)展前景廣闊,該項(xiàng)技術(shù)的推廣和發(fā)展將對(duì)能源轉(zhuǎn)型、碳排放減少和可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生積極影響。
2停車場光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
停車場光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)包含光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電系統(tǒng)與智能管理系統(tǒng),且并入大電網(wǎng)中。在系統(tǒng)微電網(wǎng)中,包含直流母線與交流母線,通過DC/AC逆變器相聯(lián)通。
圖1停車場光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)示意圖
2.1光伏系統(tǒng)
光伏發(fā)電系統(tǒng)分為集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)與分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),在停車場中,應(yīng)運(yùn)用倡導(dǎo)就近發(fā)電,就近并網(wǎng),就近轉(zhuǎn)換,就近使用的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),采用“自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”的方式將光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電量優(yōu)先進(jìn)行就地消納,剩余電量進(jìn)行上網(wǎng)消納。
2.1.1光伏系統(tǒng)組成
光伏發(fā)電系統(tǒng)主要有光伏陣列與MPPT兩個(gè)部分構(gòu)成。
1)光伏陣列
光伏陣列由光伏組件串并聯(lián)組成,光伏組件有單晶硅、多晶硅、碲化鎘、銅銦鎵硒等類型,其中單晶硅組件因技術(shù)成熟、效率高、使用壽命長而被廣泛應(yīng)用于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏組件運(yùn)用半導(dǎo)體的“光生伏特”效應(yīng),當(dāng)光伏組件受到光照,物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢和電流,輸出直流電,作為光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)的能源供給部分。
2)MPPT
MPPT控制器的全稱“至大功率點(diǎn)跟蹤”(MaximumPowerPointTracking)太陽能控制器,是傳統(tǒng)太陽能充放電控制器的升級(jí)換代產(chǎn)品。MPPT控制器能夠?qū)崟r(shí)偵測太陽能板的發(fā)電電壓,并追蹤高電壓電流值,使系統(tǒng)以至大功率輸出對(duì)蓄電池充電。應(yīng)用于太陽能光伏系統(tǒng)中,協(xié)調(diào)太陽能電池板、蓄電池、負(fù)載的工作,是光伏系統(tǒng)的大腦。
圖2光伏系統(tǒng)示意圖
2.1.2光伏系統(tǒng)與停車場的結(jié)合
停車場與光伏系統(tǒng)具有較好的相容性,特別在停車樓屋頂與露天停車場,可以較好的運(yùn)用。停車樓屋頂與普通屋頂一樣,擁有較大面積共光伏設(shè)備的建設(shè)。露天停車場由于受到陽光直曬,雨雪天氣等自然因素影響,安全性不如其他停車場。光伏系統(tǒng)可以和停車棚相結(jié)合,為露天停車場建造光伏車棚,有雙車位車棚與多車位車棚兩種類型,具有較強(qiáng)的靈活性,為停車場提供更好地安全性。
光伏功率主要由光伏板表面溫度、光照強(qiáng)度以及光伏板面積所影響,因此,在光伏設(shè)備的建設(shè)中,應(yīng)充分考慮傾角與方位角,光伏組件傾角和朝向?qū)ο到y(tǒng)發(fā)電量影響頗大。通常情況下,排除氣候條件,朝向正南方向、與地平表面形成傾角的平面與當(dāng)?shù)氐木暥戎迪嗤昶骄邮盏降奶栞椛淠苤炼唷?/span>
2.2儲(chǔ)能系統(tǒng)
儲(chǔ)能系統(tǒng)作為微電網(wǎng)中必不能少的一部分,具有提高可再生能源利用率、緩解可再生能源出力波動(dòng)、降低對(duì)微電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的沖擊和對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷“削峰填谷”的作用。儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由儲(chǔ)能變流器與儲(chǔ)能電池構(gòu)成。
儲(chǔ)能變流器(PCS)是儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)連接的功率接口設(shè)備,承擔(dān)控制電網(wǎng)與儲(chǔ)能單元間能量雙向流動(dòng)的功能。
儲(chǔ)能電池作為存儲(chǔ)電能的單元,是儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要構(gòu)成。充電狀態(tài)下,蓄電池可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)在電池中,放電狀態(tài)下又可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能釋放出。在光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)中,儲(chǔ)能電池可選用磷酸鐵鋰電池,該電池循環(huán)壽命長、穩(wěn)定性和耐久性優(yōu)良、能量密度高、安全性更高、更耐高溫,在對(duì)電池安全可靠性要求較高的電力行業(yè)有著不可替代的優(yōu)勢。
2.3充電系統(tǒng)
充電系統(tǒng)是光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)中的輸出部分。電動(dòng)汽車用戶根據(jù)其需求,對(duì)充電設(shè)備有快充與慢充兩種需求,因此充電設(shè)備也應(yīng)根據(jù)其需求分為直流充電樁與交流充電樁。
直流充電樁運(yùn)用光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電,直接作為充電樁電源,為電動(dòng)汽車充電,可快速完成充電,滿足電動(dòng)汽車用戶快充需求。交流充電樁運(yùn)用電網(wǎng)或逆變器產(chǎn)生的交流電為電動(dòng)汽車充電,低功率的交流電充電對(duì)電網(wǎng)沖擊較小,但充電時(shí)間較長,可滿足電動(dòng)汽車用戶慢充需要。
2.4智能管理系統(tǒng)
智能管理系統(tǒng)是光儲(chǔ)充一體化停車場的調(diào)度與數(shù)據(jù)中心,是整個(gè)一體化系統(tǒng)的大腦。智能管理系統(tǒng)主要有充電控制功能,能源調(diào)度功能,數(shù)據(jù)監(jiān)測功能。
充電控制功能由智能管理系統(tǒng)接受到用戶充電需求申請(qǐng),根據(jù)其快充慢充需求,調(diào)動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)提供直流電滿足快充需求,使用DC/AC逆變器將儲(chǔ)能系統(tǒng)放出電流轉(zhuǎn)換為交流電或采用大電網(wǎng)供電滿足慢充需求。
能源調(diào)度功能由智能管理系統(tǒng)根據(jù)合適的調(diào)度策略,進(jìn)行能源的調(diào)度,達(dá)到效益的優(yōu)化。在光伏發(fā)電量充足,充電需求不高時(shí),將部分電能儲(chǔ)存到儲(chǔ)能系統(tǒng),部分并入大電網(wǎng)獲得一定收益。在光伏發(fā)電量不足,充電需求較高時(shí),采購大電網(wǎng)供電,對(duì)充電系統(tǒng)進(jìn)行支持。另外,智能管理系統(tǒng)可根據(jù)當(dāng)?shù)胤謺r(shí)電價(jià),在電價(jià)高峰期放電,在電價(jià)低谷期充電,獲得受益,實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)充一體化停車場受益至大化。
數(shù)據(jù)監(jiān)測功能通過儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、微電網(wǎng)狀態(tài)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)回輸至智能管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控與共享,保證各系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。另外,系統(tǒng)將收集大量充電行為與系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù),可為調(diào)度策略深入研究提供數(shù)據(jù)支撐。
圖3智能管理系統(tǒng)示意圖
3發(fā)展與挑戰(zhàn)
3.1挑戰(zhàn)
光儲(chǔ)充一體化停車場仍然處于發(fā)展階段,需要進(jìn)一步完善和發(fā)展,在未來還將面臨不少挑戰(zhàn)。
首先,停車場可用空間通常有限,如何合理利用有限的空間,實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電設(shè)施、儲(chǔ)能設(shè)施、充電設(shè)施的集成布置,是一個(gè)挑戰(zhàn)。不同時(shí)間、不同天氣、不同季節(jié)對(duì)光伏發(fā)電的功率輸出有較大影響,如何根據(jù)光照條件的變化,以及分時(shí)電價(jià)政策,以至大經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo),通過智能管理系統(tǒng)和算法實(shí)時(shí)調(diào)整能量流分配與儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略,是一個(gè)挑戰(zhàn)。隨著電動(dòng)汽車的增加,停車場的充電需求也會(huì)相應(yīng)增加,如何較為準(zhǔn)確預(yù)測未來充電需求,合理合理規(guī)劃充電設(shè)施的布置和功率規(guī)模是一個(gè)挑戰(zhàn)。另外,光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營成本是一個(gè)考慮因素,如何綜合考慮系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)維和能源成本,實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)在停車場的運(yùn)用成本至低化,是一個(gè)挑戰(zhàn)。
3.2發(fā)展方向
未來,要持續(xù)推進(jìn)光伏發(fā)電、儲(chǔ)能和充電設(shè)施技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新,提高系統(tǒng)效率、可靠性和智能化水平。通過技術(shù)進(jìn)步,形成光儲(chǔ)充一體化停車場體系,優(yōu)化運(yùn)營維護(hù)管理制度,提出更經(jīng)濟(jì)性的能源調(diào)度策略,降低光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)成本,提高經(jīng)濟(jì)可行性。另外,要加強(qiáng)光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)與電力市場的互動(dòng),探索參與電力市場交易和能源管理的機(jī)制,推動(dòng)建立支持政策和市場機(jī)制,促進(jìn)光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)的發(fā)展與推廣。
隨著技術(shù)進(jìn)步,成本降低和政策支持的推動(dòng),光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)在停車場應(yīng)用中將迎來更廣闊的發(fā)展前景。
4安科瑞微電網(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,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(chǔ)能系統(tǒng)以及充電樁的接入,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析,直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況,是一個(gè)集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo),提升可再生能源應(yīng)用,提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng);有效實(shí)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(yùn)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(yùn)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(gè)能量管理系統(tǒng)物理上分為三個(gè)層:設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級(jí)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(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),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3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)主要功能
5.1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)測光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)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(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: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(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(duì)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(duì)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(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。
圖4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、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。
5.1.1光伏界面
圖5光伏系統(tǒng)界面
本界面用來展示對(duì)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(duì)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。
5.1.2儲(chǔ)能界面
圖6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7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(duì)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8儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面
本界面用來展示對(duì)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10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(duì)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9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(duì)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(duì)交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。
圖11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(duì)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(duì)直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。
圖12儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面
本界面用來展示對(duì)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14儲(chǔ)能電池狀態(tài)界面
本界面用來展示對(duì)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13儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對(duì)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(duì)應(yīng)的位置。
5.1.3風(fēng)電界面
圖15風(fēng)電系統(tǒng)界面
本界面用來展示對(duì)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(duì)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。
5.1.4充電站界面
圖16充電站界面
本界面用來展示對(duì)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(fèi)用,變化曲線、各個(gè)充電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。
5.1.5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*10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)可由用戶隨意修改。
5.2典型硬件及其配套產(chǎn)品
序號(hào) | 設(shè)備 | 型號(hào) | 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(jī)、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(jì)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(jī)提供后備電源 | |
4 | 打印機(jī) | 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(hù)運(yùn)行等記錄,以召喚打印為主要方式 | |
5 | 音箱 | R19U | 播放報(bào)警事件信息 | |
6 | 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī) | D-LINKDES-1016A16 | 提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)解決了通信實(shí)時(shí)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(shí)鐘 | ATS1200GB | 利用gps同步衛(wèi)星信號(hào),接收1pps和串口時(shí)間信息,將本地的時(shí)鐘和gps衛(wèi)星上面的時(shí)間進(jìn)行同步 | |
8 | 交流計(jì)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(fèi)率電能計(jì)量、四象限電能計(jì)量、諧波分析以及電能監(jiān)測和考核理。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(shí)現(xiàn)斷路器開關(guān)的"遜信“和“遙控”的功能 | |
9 | 直流計(jì)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??蓭S485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(shí)時(shí)監(jiān)測電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)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(dòng)源。 | |
11 | 防孤島裝置 | AM5SE-IS | 防孤島保護(hù)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(duì)光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能升壓變不同要求研發(fā)的集保護(hù),測控,通訊一體化裝置,具備保護(hù)、通信管理機(jī)功能、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)功能的測控裝置 | |
13 | 通信管理機(jī) | 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(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)果集總: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(jì)算等多項(xiàng)功能:實(shí)時(shí)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(tái)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*斷電(二次開關(guān)實(shí)現(xiàn))2)上傳配電柜各個(gè)空開信號(hào)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(gè)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(hào),并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機(jī)、事件上報(bào)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(hào)事件上報(bào))4)讀取門禁程傳感器信息,并轉(zhuǎn)發(fā) | |
16 | 協(xié)調(diào)控制器 | ACCU-100 | ACCU-100微電網(wǎng)控制器主要負(fù)責(zé)工商業(yè)光儲(chǔ)充新能源電站的數(shù)據(jù)采集、本地控制策略以及云端數(shù)據(jù)的交互。支持容量為:儲(chǔ)能容量:≤400kW,光伏容量:≤400kWp。 |
6總結(jié)
光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)具有可持續(xù)性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn),可以為改善環(huán)境質(zhì)量、減少碳排放做出積極貢獻(xiàn)。通過智能化能源管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效益至優(yōu)化,在政策推動(dòng)電動(dòng)汽車迅猛發(fā)展的現(xiàn)狀下,為充電需求市場注入新的能源供給,緩解電網(wǎng)壓力,為停車場提供更高的受益。光儲(chǔ)充一體化停車場具有廣闊的發(fā)展前景,光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)技術(shù)在停車場中的運(yùn)用將成為今后一個(gè)重要的研究方向。
參考文獻(xiàn)
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