淺談新能源光儲(chǔ)充一體化電站設(shè)計(jì)方案

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：為探討新能源光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)的核心要素，并解決相關(guān)建設(shè)問(wèn)題，推動(dòng)新能源領(lǐng)域的發(fā)展，文章對(duì)新能源光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)展開(kāi)了具體研究。通過(guò)對(duì)環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展、能源利用效率、新能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)效益等方面的分析，闡明了新能源光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)的現(xiàn)實(shí)意義；在核心要素方面，*點(diǎn)探討了光伏電池出力、負(fù)荷特性、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁設(shè)備和耦合技術(shù)等；通過(guò)保證充電的有序性、優(yōu)化設(shè)計(jì)濾波器和充放電儲(chǔ)能協(xié)同調(diào)度等策略，提出了新能源光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)的有效策略。

關(guān)鍵詞：新能源；光儲(chǔ)充一體化電站；充電樁；耦合技術(shù)

0引言

隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，新能源的開(kāi)發(fā)與利用已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。光儲(chǔ)充一體化電站作為一種集光伏發(fā)電、儲(chǔ)能和充電于一體的綜合能源系統(tǒng)，不僅能夠有效提高能源利用效率，還能推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，對(duì)其建設(shè)進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1新能源光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)的現(xiàn)實(shí)意義

1.1符合環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展要求

光儲(chǔ)充一體化電站利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源為新能源汽車提供充電服務(wù)，有效減少碳排放，保護(hù)環(huán)境。符合目前全球推動(dòng)綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)，有助于應(yīng)對(duì)氣候變化和環(huán)境惡化等全球性問(wèn)題。

1.2有效提高能源利用效率

光儲(chǔ)一體化電站能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)能源的統(tǒng)一管理和調(diào)度，根據(jù)實(shí)時(shí)需求和電價(jià)進(jìn)行智能調(diào)度，有效降低能源成本，有效增強(qiáng)能源利用效率。同時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以解決可再生能源的間歇性和波動(dòng)性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)電力在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)

光儲(chǔ)充一體化電站的建設(shè)是推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要力量。隨著可再生能源的快速發(fā)展和儲(chǔ)能技術(shù)的不斷進(jìn)步，光儲(chǔ)充一體化將在未來(lái)發(fā)揮更加舉足輕重的作用，為新能源產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供有力支持。

1.4提高經(jīng)濟(jì)效益

雖然光儲(chǔ)充一體化電站的建設(shè)成本較高，但其*效、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)可以獲得更穩(wěn)定的用戶群體和更多的使用頻次。同時(shí)，電站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)較低，提供*效充電服務(wù)，可以獲得穩(wěn)定的收益。此外，電站還可以為當(dāng)?shù)氐穆糜萎a(chǎn)業(yè)和商業(yè)活動(dòng)提供便利，進(jìn)一步增加經(jīng)濟(jì)效益。

2新能源光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)的核心要素

新能源光儲(chǔ)充一體化電站的利用時(shí)間受多種因素影響，如設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、建設(shè)、調(diào)度、運(yùn)行、維護(hù)等。例如，某5MW光儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的多年平均時(shí)間為3000h，實(shí)測(cè)全年累計(jì)利用時(shí)間達(dá)到3329.4h；10MW光儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的多年平均利用時(shí)間為2500h，實(shí)測(cè)全年累計(jì)利用時(shí)間為2710.3h，這些數(shù)據(jù)都顯示光儲(chǔ)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中的效率較高，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。

2.1光伏電池出力

新能源光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)的核心技術(shù)中，光伏電池出力是舉足輕重的一環(huán)。

光伏電池是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的核心組件，其出力大小直接影響整個(gè)電站的發(fā)電效率和運(yùn)行穩(wěn)定性。在光伏電池出力的核心技術(shù)方面，單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜等不同類型的太陽(yáng)能電池技術(shù)各有特點(diǎn)。單晶硅電池具有較高的轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，但成本也相對(duì)較高；多晶硅電池具有成本優(yōu)勢(shì)和良好的性能表現(xiàn)；非晶硅電池和薄膜電池具有更高的靈活性和廣泛的應(yīng)用范圍。

為有效增強(qiáng)光伏電池的出力效率和穩(wěn)定性，研究者致力于優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、有效增強(qiáng)材料性能及改善生產(chǎn)工藝等方面。例如，通過(guò)及時(shí)優(yōu)化完善電池表面的抗反射涂層和電*結(jié)構(gòu)，減少光損失和有效增強(qiáng)電流收集效率；通過(guò)優(yōu)化材料的晶體結(jié)構(gòu)和摻雜工藝，進(jìn)一步有效增強(qiáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

在實(shí)際應(yīng)用中，光伏電池會(huì)受到溫度、光照強(qiáng)度、陰影遮擋等多種因素的影響，導(dǎo)致出力波動(dòng)。因此，研究者還致力于開(kāi)發(fā)智能控制算法和預(yù)測(cè)模型，以實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電池出力的*準(zhǔn)控制和預(yù)測(cè)，有效增強(qiáng)電站的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。例如，2023年全年的實(shí)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，光伏電池在面臨不同技術(shù)類型的情況下，其出力規(guī)律呈現(xiàn)一致性。具體來(lái)說(shuō)，隧穿氧化層鈍化接觸太陽(yáng)能電池（TOPCon）和叉指式背接觸電池（IBC）相比鈍化發(fā)射*和背面電池（PERC），分別具有更高的發(fā)電量。其中，TOPCon比PERC高出2.87%，IBC比PERC高出1.71%。這些數(shù)據(jù)提供了不同技術(shù)類型光伏電池出力性能的直接證據(jù)。此外，實(shí)證數(shù)據(jù)還顯示，不同廠家的PERC182mm組件在發(fā)電量方面存在偏差，*大偏差達(dá)到1.63%。這可能是由于個(gè)別廠家在組件工藝控制方面存在問(wèn)題，導(dǎo)致光伏組件匹配損失過(guò)大，達(dá)到2.36%。這也表明，在光伏電池出力的優(yōu)化上，除了技術(shù)選擇外，還需要關(guān)注生產(chǎn)工藝和組件匹配等因素。

2.2負(fù)荷特性

新能源光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)中的負(fù)荷特性是關(guān)鍵技術(shù)之一，它涉及電站運(yùn)行時(shí)的電力需求、波動(dòng)情況及峰谷時(shí)段等，以下是一些關(guān)于負(fù)荷特性的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)。

（1）負(fù)荷峰值與谷值。負(fù)荷峰值：在一天或特定時(shí)間段內(nèi)，電站所需的*大電力負(fù)荷。例如，某電站的負(fù)荷峰值可能達(dá)到10MW。負(fù)荷谷值：相對(duì)較低的電力負(fù)荷時(shí)段，如深夜時(shí)段，某電站的負(fù)荷谷值可能降至2MW。

（2）負(fù)荷波動(dòng)率。負(fù)荷波動(dòng)率反映了負(fù)荷隨時(shí)間變化的程度，如某電站的負(fù)荷波動(dòng)率可能在10%～20%，意味著負(fù)荷在1d內(nèi)會(huì)有較明顯的起伏。

（3）峰谷差。峰谷差是指負(fù)荷峰值與谷值之間的差值，反映了電站負(fù)荷的波動(dòng)幅度，如某電站的峰谷差可能達(dá)到8MW。

（4）負(fù)荷率。負(fù)荷率是指電站實(shí)際負(fù)荷與額定負(fù)荷之比，反映了電站設(shè)備的利用情況，如某電站的負(fù)荷率可能維持在70%～90%。

（5）負(fù)荷曲線。負(fù)荷曲線是反映負(fù)荷隨時(shí)間變化情況的圖形表示。通過(guò)分析負(fù)荷曲線可以了解電站的負(fù)荷變化規(guī)律，如負(fù)荷的日變化、周變化或季節(jié)性變化等。

（6）負(fù)荷特性系數(shù)。負(fù)荷特性系數(shù)用于描述負(fù)荷的特定屬性，如負(fù)荷的功率因數(shù)、不平衡度等，這些系數(shù)有助于更*確地描述和分析負(fù)荷特性。

（7）充電與放電負(fù)荷。充電負(fù)荷：電站中充電設(shè)施所需的電力負(fù)荷，通常與充電站的規(guī)模和充電功率有關(guān)。放電負(fù)荷：在需要為電網(wǎng)提供支撐或調(diào)節(jié)時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)施放電所產(chǎn)生的負(fù)荷。

需要注意的是，這些數(shù)據(jù)參數(shù)可能會(huì)因電站的具體配置、地理位置、氣候條件及用戶用電習(xí)慣等因素而有所不同。因此，在實(shí)際建設(shè)中，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行詳細(xì)的負(fù)荷特性分析和預(yù)測(cè)，以指導(dǎo)電站的設(shè)計(jì)、配置和運(yùn)營(yíng)管理。同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的變化，這些數(shù)據(jù)參數(shù)也可能會(huì)有更新和調(diào)整。

2.3儲(chǔ)能系統(tǒng)

在新能源光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)中，儲(chǔ)能系統(tǒng)是其核心技術(shù)之一。儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要作用在于平滑電力輸出、削峰填谷、提高供電可靠性及優(yōu)化能源配置，以下是關(guān)于儲(chǔ)能系統(tǒng)的一些實(shí)證數(shù)據(jù)。

（1）能量容量。以某10MW光儲(chǔ)充一體化電站為例，其儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量容量達(dá)到了5MW·h，這意味著該儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠儲(chǔ)存大量的電能，以滿足高峰時(shí)段的電力需求或應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。

（2）功率容量。以某10MW光儲(chǔ)充一體化電站為例，其儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率容量為10MW，這表示儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠在短時(shí)間內(nèi)快速充放電，以響應(yīng)電網(wǎng)的調(diào)度需求或平衡電力負(fù)荷。

（3）循環(huán)壽命。經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行測(cè)試，某儲(chǔ)能系統(tǒng)的循環(huán)壽命達(dá)5000次以上，這意味著在充放電的狀態(tài)下，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠重復(fù)進(jìn)行充放電循環(huán)，保證了其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的能力。

（4）效率。在充放電過(guò)程中，某儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化效率達(dá)90%以上，這表示在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中損失較小，儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能較為。

（5）響應(yīng)時(shí)間。某儲(chǔ)能系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間小于1s，這意味著在電網(wǎng)出現(xiàn)波動(dòng)或需要快速調(diào)整電力輸出時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)，確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。

2.4充電樁設(shè)備

充電樁設(shè)備是一種專門(mén)為電動(dòng)汽車或其他電池供電設(shè)備設(shè)計(jì)的充電設(shè)備，它的主要功能是向電動(dòng)汽車等提供電能，讓車輛能夠完成充電，以延長(zhǎng)其行駛里程。充電樁設(shè)備通常由電源單元、一組電池和一組充電插座組成，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為電流并存儲(chǔ)在電池中，以供用戶隨時(shí)使用。它可以通過(guò)電源單元將電能轉(zhuǎn)化為電流，并通過(guò)充電插座將電能傳輸?shù)诫妱?dòng)汽車的電池中。此外，充電樁設(shè)備通常還配備了監(jiān)控系統(tǒng)，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電電流、電壓等參數(shù)，有效保證充電過(guò)程的安全可靠。根據(jù)不同形式的充電方式和功能特點(diǎn)，充電樁設(shè)備可分為以下類型：

（1）慢速充電樁。通常通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的電源插座（如家庭插座）向電動(dòng)車輛提供充電，充電功率較低（通常為1.4kW）。它適用于長(zhǎng)時(shí)間停放的場(chǎng)所，如住宅區(qū)、商場(chǎng)等，充電時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，一般需要幾個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間才能充滿電。

（2）快速充電樁。通常安裝在公共場(chǎng)所，如停車場(chǎng)、加油站等，提供較高的充電功率（通常為7～22kW）。

（3）直流快充樁：具有高功率充電能力，可以在短時(shí)間內(nèi)給電動(dòng)車輛充滿電。其充電功率通常在50kW以上。

（4）特快充電樁：*新一代的高功率充電設(shè)備，充電功率超過(guò)150kW，能夠提供非常快的充電速度。

2.5耦合技術(shù)

耦合技術(shù)主要分為交流耦合和直流耦合兩種。在交流耦合系統(tǒng)中，光伏系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)既可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以脫離電網(wǎng)組成微網(wǎng)系統(tǒng)。光伏系統(tǒng)所發(fā)電力可通過(guò)光伏逆變器為負(fù)載供電或輸入電網(wǎng)，也可通過(guò)儲(chǔ)能逆變器為電池充電。這種方案的連接靈活，增減設(shè)備方便，可應(yīng)用于光伏存量和新增市場(chǎng)。在直流耦合方案中，光伏組件、光儲(chǔ)一體機(jī)和電池等部分為串行狀態(tài)，設(shè)備增減比較復(fù)雜，靈活性一般。它主要應(yīng)用于光伏新增市場(chǎng)，如新裝的光儲(chǔ)系統(tǒng)，需要根據(jù)用戶的負(fù)載功率和用電量來(lái)設(shè)計(jì)。

3新能源光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)的有效策略

3.1保證充電的有序性

在光儲(chǔ)充一體化電站中，充電的有序性對(duì)有效保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。為實(shí)現(xiàn)充電的有序性，可以科學(xué)選用以下策略：科學(xué)制訂嚴(yán)格的充電計(jì)劃和規(guī)定，有效保證充電過(guò)程按照規(guī)定進(jìn)行；安裝智能充電設(shè)備監(jiān)控和控制充電過(guò)程，避免過(guò)充或過(guò)放電；對(duì)充電設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)和檢查，有效保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.2優(yōu)化濾波器設(shè)計(jì)

濾波器在光儲(chǔ)充一體化電站中起著舉足輕重的作用，可以有效減少電網(wǎng)中的諧波和干擾信號(hào)。為優(yōu)化設(shè)計(jì)濾波器，可以科學(xué)選用以下策略：根據(jù)實(shí)際情況和需求，選擇合適的濾波器類型和規(guī)格；對(duì)濾波器進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，有效保證其正常運(yùn)行；針對(duì)濾波效果不佳的問(wèn)題，*一時(shí)間進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化濾波器設(shè)計(jì)。

3.3協(xié)同調(diào)度充放電儲(chǔ)能

協(xié)同調(diào)度充放電儲(chǔ)能可以有效提高光儲(chǔ)充一體化電站的能源利用效率和增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。為實(shí)現(xiàn)充放電儲(chǔ)能的協(xié)同調(diào)度，可以科學(xué)選用以下策略：科學(xué)制定合理的充放電策略和調(diào)度方案，根據(jù)系統(tǒng)需求和能源情況進(jìn)行優(yōu)化；科學(xué)構(gòu)建充放電儲(chǔ)能之間的通信和協(xié)調(diào)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同運(yùn)行；結(jié)合智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)充放電儲(chǔ)能的自動(dòng)調(diào)度和優(yōu)化運(yùn)行。

4 Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

4.1平臺(tái)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(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的*進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，專門(mén)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(chǔ)能系統(tǒng)、充電站運(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)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，促進(jìn)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)在物理上分為三個(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平臺(tái)適用場(chǎng)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(wú)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(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)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(kāi)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(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無(wú)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(kāi)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(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2光伏系統(tǒng)界面

本界面用來(lái)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。

5.1.2儲(chǔ)能界面

圖3儲(chǔ)能系統(tǒng)界面

本界面主要用來(lái)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4儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

本界面主要用來(lái)展示對(duì)PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開(kāi)關(guān)機(jī)、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。

圖5儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

本界面用來(lái)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6儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)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7儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)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8儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)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9儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來(lái)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10儲(chǔ)能電池狀態(tài)界面

本界面用來(lái)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11儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)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12風(fēng)電系統(tǒng)界面

本界面用來(lái)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。

5.1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來(lái)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(huà)面，且通過(guò)不同的配置，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

5.1.6發(fā)電預(yù)測(cè)

系統(tǒng)應(yīng)可以通過(guò)歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來(lái)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15光伏預(yù)測(cè)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(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、防逆流、有序充電、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等。

具體策略根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況（如儲(chǔ)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(shí)支持定制化需求。

圖16策略配置界面

5.1.8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(wú)功功率、正向有功電能、尖峰平谷時(shí)段電量等。

圖17運(yùn)行報(bào)表

5.1.9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18實(shí)時(shí)告警

5.1.10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19歷史事件查詢

5.1.11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(wú)功功率和視在功率；應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無(wú)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、*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(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(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(guò)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(wú)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(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(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的發(fā)電、用電、充放電情況，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23統(tǒng)計(jì)報(bào)表

5.1.15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(jì)等信息。

5.1.16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(guò)管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開(kāi)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(guò)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(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過(guò)程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過(guò)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(kāi)關(guān)量波形。

圖27故障錄波

5.1.19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(kāi)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硬件及其配套產(chǎn)品

6結(jié)束語(yǔ)

光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)對(duì)于實(shí)現(xiàn)環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)與協(xié)同調(diào)度策略，可以有效提高能源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。未來(lái)研究應(yīng)進(jìn)一步探索光儲(chǔ)充一體化電站的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用模式，以適應(yīng)不斷變化的能源市場(chǎng)需求。文章研究方法包括綜合分析和實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的綜述和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為新能源領(lǐng)域的發(fā)展提供了參考和指導(dǎo)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]莫醉.新能源光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)研究.

[2]曾軒.風(fēng)/光/儲(chǔ)新能源系統(tǒng)用電纜選型概述[J].光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù),2024(1):22-26.

[3]李欣璇,張鐘平,王世朋,等.園區(qū)級(jí)光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)核心的技術(shù)研究[J].節(jié)能,2023(12):46-48.

[4]安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.