胡冠楠 Acrelhgn

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：本文主要研究一種光儲(chǔ)充電站調(diào)度方法，包括根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻光儲(chǔ)充電站的功率數(shù)據(jù)確定下一時(shí)刻光儲(chǔ)充電站中儲(chǔ)能系統(tǒng)工作功率；根據(jù)所述下一時(shí)刻光儲(chǔ)充電站中儲(chǔ)能系統(tǒng)工作功率確定下一時(shí)刻光儲(chǔ)充電站的調(diào)度方案；基于所述下一時(shí)刻光儲(chǔ)充電站的調(diào)度方案，在下一時(shí)刻對(duì)所述光儲(chǔ)充電站進(jìn)行調(diào)度；本發(fā)明提升了光儲(chǔ)充電站與電網(wǎng)交互的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)了儲(chǔ)能系統(tǒng)中儲(chǔ)能電池組的使用壽命，利用了電力資源，節(jié)約了光儲(chǔ)充電站的成本。

關(guān)鍵詞：光儲(chǔ)充電站調(diào)度；儲(chǔ)能系統(tǒng)；電網(wǎng)交互

1引言

近年來，電動(dòng)汽車因其低碳、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)以及不斷提升的整車性能，電動(dòng)汽車的規(guī)模逐年增加。大規(guī)模的電動(dòng)汽車作為一種特殊的新型負(fù)荷對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)產(chǎn)生了一些新的影響，電動(dòng)汽車充電在時(shí)間和空間上具有一定的隨機(jī)性，這種無序的充電模式增加了電網(wǎng)不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)。隨著可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，光伏等可再生能源發(fā)電因低碳環(huán)保、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛。

目前，光伏-儲(chǔ)能-電動(dòng)汽車充電樁一體化構(gòu)成的共直流母線直流光儲(chǔ)充電站是電動(dòng)汽車充電站的新形式之一，利用光伏和儲(chǔ)能的特性，不僅可以作為充電站的電源補(bǔ)充，減少充電站的購(gòu)電費(fèi)用，而且通過光伏、儲(chǔ)能、充電樁的協(xié)調(diào)控制，可以提升大規(guī)模電動(dòng)汽車充電對(duì)電網(wǎng)的友好性，同時(shí)充電站基于共直流母線的直流拓?fù)湫问剑瑴p少了大量的變流環(huán)節(jié)，減少了充電站的投資。但光伏發(fā)電受天氣等因素影響較大，導(dǎo)致發(fā)電功率呈現(xiàn)隨機(jī)性和波動(dòng)性，導(dǎo)致光儲(chǔ)充電站與電網(wǎng)交互的不穩(wěn)定性；且光儲(chǔ)充電站中儲(chǔ)能系統(tǒng)充缺少充放電管理，影響其儲(chǔ)能電池組的使用壽命。

因此，本領(lǐng)域需要一種可以提升光儲(chǔ)充電站與電網(wǎng)交互的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池組使用壽命的調(diào)度方法。

2光儲(chǔ)充調(diào)度方法

光儲(chǔ)充電站調(diào)度方法，其特征在于，所述方法包括：根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻光儲(chǔ)充電站的功率數(shù)據(jù)確定下一時(shí)刻光儲(chǔ)充電站中儲(chǔ)能系統(tǒng)工作功率；根據(jù)所述下一時(shí)刻光儲(chǔ)充電站中儲(chǔ)能系統(tǒng)工作功率確定下一時(shí)刻光儲(chǔ)充電站的調(diào)度方案；基于所述下一時(shí)刻光儲(chǔ)充電站的調(diào)度方案，在下一時(shí)刻對(duì)所述光儲(chǔ)充電站進(jìn)行調(diào)度；其中，所述功率數(shù)據(jù)包括：光儲(chǔ)充電站與電網(wǎng)的交互功率、光儲(chǔ)充電站中儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作功率和光儲(chǔ)充電站中儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)。

3光儲(chǔ)充電站系統(tǒng)架構(gòu)剖析

3.1 光伏系統(tǒng)特性與出力模型

光伏系統(tǒng)作為光儲(chǔ)充電站的核心組件之一，其原理基于光生伏應(yīng)，即光子照射到半導(dǎo)體材料表面，使電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，形成電子 - 空穴對(duì)，在半導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)作用下分離并定向移動(dòng)，從而產(chǎn)生光電流。光伏電池的輸出特性受光照強(qiáng)度、溫度等多種因素影響顯著。光照強(qiáng)度直接決定了光子的數(shù)量，進(jìn)而影響光生載流子的生成速率，通常光照越強(qiáng)，光伏電池輸出功率越高；而溫度升高會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體材料的禁帶寬度減小，載流子復(fù)合速率增加，使得光伏電池的開路電壓降低，輸出功率下降。

3.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)類型與充放電特性

儲(chǔ)能系統(tǒng)作為光儲(chǔ)充電站的關(guān)鍵支撐部分，承擔(dān)著平衡功率、存儲(chǔ)電能、保障供電穩(wěn)定性的重任，其類型多樣，性能各異。當(dāng)前主流的儲(chǔ)能技術(shù)包括電池儲(chǔ)能與飛輪儲(chǔ)能等，電池儲(chǔ)能憑借其較高的能量密度、成熟的技術(shù)以及廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，成為光儲(chǔ)充電站的，常見的有鉛酸電池、鋰電池等。鉛酸電池成本相對(duì)較低、技術(shù)成熟，但能量密度不高，循環(huán)壽命有限；鋰電池則以其高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、充放電效率高等優(yōu)勢(shì)，在光儲(chǔ)充電站領(lǐng)域應(yīng)用愈發(fā)廣泛，尤其是磷酸鐵鋰電池，具備良好的熱穩(wěn)定性與安全性，能適應(yīng)復(fù)雜的充放電工況。

3.3 充電設(shè)施配置與負(fù)荷需求

充電設(shè)施作為光儲(chǔ)充電站直接服務(wù)電動(dòng)汽車的關(guān)鍵一環(huán)，其配置合理性直接關(guān)乎用戶體驗(yàn)與運(yùn)營(yíng)效益。充電樁類型多樣，依據(jù)充電功率與速度，可粗分為直流快充樁與交流慢充樁。直流快充樁功率通常在 60kW - 300kW 之間，能在短時(shí)間內(nèi)為電動(dòng)汽車補(bǔ)充大量電能，滿足用戶緊急出行需求，但其對(duì)電網(wǎng)沖擊較大，設(shè)備成本與維護(hù)難度也相對(duì)較高；交流慢充樁功率多在 7kW - 22kW 范圍內(nèi)，充電過程較為平緩，雖耗時(shí)較長(zhǎng)，但對(duì)電池?fù)p傷小，設(shè)備成本低，適合夜間或長(zhǎng)時(shí)間停放充電場(chǎng)景。

3.4 系統(tǒng)集成與能量管理策略

光儲(chǔ)充電站作為一個(gè)復(fù)雜的綜合能源系統(tǒng)，其各組件（光伏、儲(chǔ)能、充電設(shè)施）之間的協(xié)同運(yùn)行原理是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供電的關(guān)鍵。光伏發(fā)電系統(tǒng)在白天光照充足時(shí)產(chǎn)生電能，該電能一方面可直接供給充電設(shè)施，為電動(dòng)汽車充電；另一方面，當(dāng)光伏發(fā)電量超出充電需求時(shí)，多余電能存儲(chǔ)至儲(chǔ)能系統(tǒng)中。而在夜間或光照不足、光伏發(fā)電量匱乏之際，儲(chǔ)能系統(tǒng)則釋放存儲(chǔ)的電能，以保障充電設(shè)施的持續(xù)運(yùn)行，滿足電動(dòng)汽車的充電需求。此外，儲(chǔ)能系統(tǒng)還能依據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷情況、電價(jià)波動(dòng)以及系統(tǒng)內(nèi)部功率平衡需求，靈活調(diào)整充放電策略，有效平抑光伏發(fā)電的間歇性與波動(dòng)性，優(yōu)化電能質(zhì)量，降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊，提升能源利用效率，削減運(yùn)營(yíng)成本。

在光儲(chǔ)充電站的能量管理與控制系統(tǒng)架構(gòu)層面，當(dāng)前主要存在集中式控制架構(gòu)與分散式控制架構(gòu)兩種模式。集中式控制架構(gòu)依托于一個(gè)功能強(qiáng)大的中央控制器，它如同系統(tǒng)的“大腦"，收集光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電設(shè)施以及電網(wǎng)等各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，諸如功率、電壓、電流、荷電狀態(tài)（SOC）等。基于這些海量信息，運(yùn)用預(yù)設(shè)的優(yōu)化算法與控制策略，中央控制器對(duì)各組件進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度與精細(xì)控制，下達(dá)的指令，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體的運(yùn)行狀態(tài)。這種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于能夠從全局視角統(tǒng)籌規(guī)劃，易于達(dá)成系統(tǒng)級(jí)的優(yōu)化目標(biāo)，確保各組件協(xié)調(diào)一致工作。然而，其弊端也較為顯著，一方面，對(duì)中央控制器的性能要求，一旦該控制器出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將陷入癱瘓，可靠性面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)；另一方面，系統(tǒng)的擴(kuò)展性較差，當(dāng)充電站規(guī)模擴(kuò)大或新增組件時(shí)，中央控制器的軟硬件升級(jí)改造復(fù)雜繁瑣，成本高昂。

與之相對(duì)的分散式控制架構(gòu)，則是將控制功能分散至多個(gè)分布式控制器，這些控制器分別負(fù)責(zé)管理光伏發(fā)電單元、儲(chǔ)能單元、充電樁群等局部子系統(tǒng)。各分布式控制器依據(jù)本地采集的數(shù)據(jù)信息，按照預(yù)設(shè)的本地控制策略，自主決策并執(zhí)行對(duì)所屬子系統(tǒng)的控制操作，同時(shí)與相鄰控制器進(jìn)行信息交互，協(xié)同應(yīng)對(duì)局部的功率平衡、電壓調(diào)節(jié)等問題。分散式控制架構(gòu)的突出優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，即便某個(gè)分布式控制器發(fā)生故障，其他控制器仍能維持對(duì)應(yīng)子系統(tǒng)的基本運(yùn)行，不至于使整個(gè)系統(tǒng)崩潰；系統(tǒng)的擴(kuò)展性良好，便于新增設(shè)備的接入與管控，能靈活適應(yīng)充電站規(guī)模的動(dòng)態(tài)變化。但缺點(diǎn)在于，由于各控制器獨(dú)立決策，可能會(huì)出現(xiàn)局部而全局非的情況，系統(tǒng)級(jí)的協(xié)調(diào)難度相對(duì)較大，對(duì)控制器之間的通信要求頗高，通信延遲或故障可能影響整體協(xié)同效果。

4安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)解決方案

4.1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(duì)電池組性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(duì)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)。

4.2適用場(chǎng)合

4.2.1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。

4.2.2工商業(yè)儲(chǔ)能四大應(yīng)用場(chǎng)景

1）工廠與商場(chǎng)：工廠與商場(chǎng)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(duì)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(chǎng)景：工商業(yè)儲(chǔ)能進(jìn)行探索融合發(fā)展新場(chǎng)景，已出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心、5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應(yīng)用場(chǎng)景。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

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(cè)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(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(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(cè)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(cè)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(cè)、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。

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(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6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(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(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(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10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11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12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。

風(fēng)電界面

圖13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(cè)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(cè)、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。

充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來展示對(duì)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。

4.4.2發(fā)電預(yù)測(cè)

系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè)，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測(cè)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(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖16光伏預(yù)測(cè)界面

4.4.3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

4.4.5運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備時(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

4.4.6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

4.4.7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(duì)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

4.4.8電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

應(yīng)可以對(duì)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(cè)，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(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)：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

4.4.9遙控功能

應(yīng)可以對(duì)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

4.4.10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

4.4.11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(duì)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(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能、收益等分析；具備對(duì)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(duì)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

4.4.12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。

4.4.13通信管理

可以對(duì)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(cè)。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

4.4.14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）。可以定義不同級(jí)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

4.4.15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(duì)這些電氣量的分析、比較，對(duì)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 

4.4.16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(cè)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)可由用戶和隨意修改。

圖29事故追憶

4.5系統(tǒng)硬件配置清單

5結(jié)論與展望

在調(diào)度方法層面，基于多源數(shù)據(jù)融合的預(yù)測(cè)模型，有機(jī)整合氣象、電網(wǎng)負(fù)荷及歷史充電數(shù)據(jù)，顯著提升對(duì)光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)及充電需求的預(yù)測(cè)精度，為調(diào)度奠定堅(jiān)實(shí)基石。考慮多目標(biāo)優(yōu)化的調(diào)度策略，將運(yùn)營(yíng)成本、供電穩(wěn)定性與儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命納入統(tǒng)一框架，在保障供電可靠性的同時(shí)，大幅削減運(yùn)營(yíng)成本，有效延長(zhǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合性能的飛躍。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)度的自適應(yīng)算法，憑借反饋機(jī)制，能在光照、充電需求與電網(wǎng)工況瞬息萬變時(shí)，迅速靈活調(diào)整調(diào)度方案，確保充電站平穩(wěn)運(yùn)行。應(yīng)對(duì)緊急情況的備用調(diào)度方案，為電網(wǎng)故障、自然災(zāi)害等狀況提供堅(jiān)實(shí)保障，優(yōu)先滿足關(guān)鍵負(fù)荷供電，維護(hù)系統(tǒng)安全。

于調(diào)度裝置硬件實(shí)現(xiàn)方面，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)模塊傳感器與先進(jìn)通信設(shè)備，構(gòu)建嚴(yán)密數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)獲取系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，為后續(xù)決策筑牢根基。儲(chǔ)能系統(tǒng)接口與管理電路憑借高精度BMS實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)，配合優(yōu)化充放電電路與多重保護(hù)機(jī)制，有力保障儲(chǔ)能系統(tǒng)安全運(yùn)行，顯著降低電池容量衰減率。人機(jī)交互與通信接口通過高分辨率觸摸屏、便捷操作按鈕、智能指示燈及多協(xié)議通信模塊，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維便捷化與多方深度聯(lián)動(dòng)，提升系統(tǒng)智能化水平。