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光伏儲能電站運(yùn)維研究方案
更新時(shí)間:2024-08-07   點(diǎn)擊次數(shù):69次


0、前言


在當(dāng)今能源領(lǐng)域,儲能技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,尤其在光伏電站中表現(xiàn)優(yōu)異。它能夠?qū)⒐夥娬景l(fā)電時(shí)的多余電能存儲于系統(tǒng)設(shè)備電池內(nèi),實(shí)現(xiàn)削峰填谷、調(diào)頻調(diào)壓、電能質(zhì)量治理以及負(fù)荷跟蹤等功能。不僅如此,利用儲能系統(tǒng)的峰谷電價(jià)差,還能為電站增添更多經(jīng)濟(jì)效益,顯著提升系統(tǒng)的自身調(diào)節(jié)能力。由此可見,儲能技術(shù)已成為光伏儲能電站的核心所在,其儲能系統(tǒng)包括電源直流側(cè)儲能系統(tǒng)與電源交流側(cè)儲能系統(tǒng),分別為配置電力負(fù)荷儲能提供支持。


1、光伏儲能電站中儲能系統(tǒng)的內(nèi)部組成與運(yùn)行功能


光伏儲能電站的儲能系統(tǒng)主要由兩大分支構(gòu)成,即電源直流側(cè)儲能系統(tǒng)和電源交流側(cè)儲能系統(tǒng),二者運(yùn)行功能存在差異。


(1)電源直流側(cè)儲能系統(tǒng)通常安裝在光伏儲能電站的直流系統(tǒng)中,涵蓋了儲能蓄電池組和光伏發(fā)電陣列。該發(fā)電陣列能在逆變器直流段直接進(jìn)行調(diào)控操作。實(shí)際上,電源直流側(cè)儲能系統(tǒng)與蓄電池共用一個(gè)逆變器,充分借助了逆變器的充放電特性,并通過此逆變器構(gòu)建大功率跟蹤系統(tǒng) MPPT,以配合光伏輸出,滿足儲能蓄電池的輸出特性曲線變化需求。電源直流側(cè)儲能系統(tǒng)的前端與逆變器前端直接相連,能夠保障蓄電池自動直流平衡得以精準(zhǔn)調(diào)整,再結(jié)合光伏儲能電站的內(nèi)部調(diào)度,可有效優(yōu)化輸出電能質(zhì)量,抑制輸出波動增大,有助于提高光伏發(fā)電輸出的平穩(wěn)性與穩(wěn)定性。


(2)電源交流側(cè)儲能系統(tǒng),又稱單元型交流側(cè)儲能系統(tǒng)。此系統(tǒng)采用單獨(dú)的充放電控制器與變流器(PCS),滿足了蓄電池的充放電逆變技術(shù)應(yīng)用要求,為電站內(nèi)部提供站內(nèi)儲能系統(tǒng)技術(shù)支撐。該系統(tǒng)主要能夠依據(jù)電網(wǎng)需求構(gòu)建獨(dú)立運(yùn)行的子光伏儲能電站,可脫離直流側(cè)儲能系統(tǒng)單獨(dú)存在,具備自主的電力調(diào)度能力,也能接受電網(wǎng)調(diào)度。在電源交流側(cè)儲能系統(tǒng)中,系統(tǒng)的充放電由智能化控制系統(tǒng)自動掌控,不受光伏儲能電站總站調(diào)度控制的影響。由于該系統(tǒng)具備快速充電能力,在調(diào)度站外電網(wǎng)廉價(jià)低谷多余電力方面更具優(yōu)勢,通過調(diào)度多余電力滿足系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求??傮w而言,直流側(cè)接入儲能系統(tǒng)與交流側(cè)接入儲能系統(tǒng)的接入點(diǎn)有所不同。前者將系統(tǒng)儲能部分直接接入電站交流低壓側(cè),與總站共用一個(gè)逆變器與變壓器;后者則能夠形成一套獨(dú)立完備的儲能電站系統(tǒng)模式,將電流直接接入高壓電網(wǎng)。當(dāng)下,電化學(xué)光伏儲能電站致力于研發(fā)一套能夠?qū)崿F(xiàn)直流側(cè)與交流側(cè)儲能系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)、相互控制的智能化控制調(diào)度系統(tǒng)。該調(diào)度系統(tǒng)在配置負(fù)荷側(cè)儲能方面能力出眾,能夠?yàn)殡娬局械纳a(chǎn)設(shè)備提供應(yīng)急電源,甚至適用于某些特殊場合,保障光伏儲能電站設(shè)備系統(tǒng)的高效生產(chǎn)運(yùn)行。


2、電化學(xué)光伏儲能電站的運(yùn)維思路分析


依據(jù)電化學(xué)光伏儲能電站的實(shí)際運(yùn)維管理需求,明確運(yùn)維管理思路至關(guān)重要,這為全面開展光伏儲能電站的日常運(yùn)維工作、順利通過各項(xiàng)技術(shù)考核奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),有助于實(shí)現(xiàn)電站設(shè)備利用。


2.1 確定運(yùn)維模式


電化學(xué)光伏儲能電站首先需要明確自身的運(yùn)維模式,依據(jù)電站內(nèi)不同的運(yùn)行管理要求提出具體的運(yùn)維模式及內(nèi)容。在這種模式下,安排專業(yè)的光伏儲能電站運(yùn)維管理人員、技術(shù)安全管理人員以及營銷人員定期參與培訓(xùn),學(xué)習(xí)光伏儲能電站的運(yùn)維管理知識,而后投身于對光伏儲能電站設(shè)備的定期檢修維護(hù)管理工作中,比如儲能蓄電池的定期測試、變流器的定期維護(hù)等。


2.2 提出運(yùn)維管理內(nèi)容


電化學(xué)光伏儲能電站的運(yùn)維管理內(nèi)容豐富多樣,核心圍繞電站設(shè)備展開。要為光伏儲能設(shè)備設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)、發(fā)電量、電網(wǎng)調(diào)度指令的計(jì)算分析與統(tǒng)計(jì)方案,同時(shí)在日常做好設(shè)備狀態(tài)的巡視檢查工作,深入檢查電池組件以及支架,掌握設(shè)備的完好程度與污染程度,再者就是檢查所有儲能設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況。簡而言之,就是要依據(jù)電網(wǎng)調(diào)度指令以及檢修工作要求來分析儲能設(shè)備的充放電控制。


2.2.1 對電化學(xué)光伏儲能電站的日常運(yùn)行監(jiān)視管理


電化學(xué)光伏儲能電站的日常運(yùn)行監(jiān)視管理工作極為關(guān)鍵,要求監(jiān)管人員按時(shí)收聽、記錄地方氣象數(shù)據(jù),進(jìn)行功率預(yù)測,為光伏儲能電站提出安全運(yùn)行事故的預(yù)想以及應(yīng)對策略。具體而言,每天需定時(shí)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控儲能設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)變化,確保實(shí)現(xiàn)儲能設(shè)備的連續(xù)監(jiān)視,根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)變化情況進(jìn)行合理分析,并在運(yùn)行日志中寫明原因,實(shí)現(xiàn)故障記錄與統(tǒng)計(jì)的精準(zhǔn)到位。當(dāng)然,光伏儲能電站還會對儲能設(shè)備進(jìn)行周期性巡查以及異常狀況巡查。周期性巡查即定期巡視,要求運(yùn)維人員對儲能設(shè)備如升壓變、變流器 PCS、儲能電池箱、電池簇、電池組等進(jìn)行巡回檢查,發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)處理,并將處理數(shù)據(jù)結(jié)果完整記錄在缺陷記錄簿中。而在異常狀況巡查工作中,要求運(yùn)維人員對電站外部的異常氣象情況展開觀察分析,同時(shí)兼顧了解儲能設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。一般來說,對于剛投入運(yùn)行的新設(shè)備,應(yīng)適當(dāng)增加巡回檢查次數(shù),豐富巡回檢查內(nèi)容。


2.2.2 對光伏儲能電站的檢查維護(hù)


針對光伏儲能電站的檢查維護(hù)工作即儲能設(shè)備巡檢,這一巡檢管理工作涵蓋了對變壓器、斷路器、匯流箱、逆變器、變流器 PCS、互感器、母線、保護(hù)裝置、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以及直流、交流系統(tǒng)、儲能電池的巡視檢查。通常情況下,其巡視檢查周期存在多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。全新投入試運(yùn)行的儲能設(shè)備需每隔 2 小時(shí)檢查一次;當(dāng)儲能設(shè)備轉(zhuǎn)入常規(guī)生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)后,需在交接班時(shí)檢查一次;若儲能設(shè)備發(fā)生可燃?xì)怏w超標(biāo)事故,需每隔 30 分鐘檢查一次并做好故障數(shù)據(jù)記錄,必要時(shí)將儲能系統(tǒng)停機(jī);另外,若發(fā)生開關(guān)跳閘事故也要進(jìn)行故障檢查維護(hù)。就年檢制度而言,須保證每年開展一次“年度常規(guī)檢修維護(hù)"活動,且同時(shí)每 5 年停電進(jìn)行一次全部檢修維護(hù)。


(1)對斷路器的檢查維護(hù)。在巡視檢查儲能設(shè)備時(shí),需明確諸多注意事項(xiàng)。例如,在不停電狀態(tài)下要做好日常巡檢工作,加強(qiáng)巡檢力度。若出現(xiàn)高壓斷路器合閘送電問題,需提前進(jìn)行檢查,對各個(gè)設(shè)備進(jìn)行例行檢查,確保無誤。像避雷器、互感器、電力電纜這類損耗元件,應(yīng)每 2 至 3 個(gè)月巡查一次。再者,要控制斷路器壓力,因?yàn)閴毫档褪菙嗦菲鞯某R妴栴},所以要定期對斷路器的報(bào)警回路進(jìn)行檢查,一方面是為規(guī)避 SF6 氣體短期的壓力補(bǔ)充未達(dá)額定值問題,同時(shí)避免報(bào)警回路出現(xiàn)報(bào)警不正常情況,另一方面也是為及早發(fā)現(xiàn)斷路器的易漏位置。例如,壓力表連接管、充氣嘴、法蘭連接面、密封底座等都要設(shè)置報(bào)警回路裝置。通常情況下,要將斷路器的年漏氣率控制在 1%以內(nèi),如果設(shè)備本身出現(xiàn)密封損壞故障問題,除采取常規(guī)補(bǔ)救措施外,還要調(diào)整斷路器的額定工作壓力,保證其閉鎖工作壓力在 0.45±0.015MPa 范圍以內(nèi)。此外,要控制濕度,SF6 氣體雖具絕緣性,但易受濕度影響,所以斷路器中 SF6 氣體濕度增加甚至超標(biāo)時(shí),可能導(dǎo)致其瓷瓶內(nèi)表面閃絡(luò),增加斷路器事故發(fā)生的可能性。另外,空氣中的水分也會與 SF6 氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),降低其絕緣強(qiáng)度,同時(shí)形成具有高腐蝕性的氫氟酸,腐蝕設(shè)備外殼。為解決此問題,可為斷路器安裝加熱式驅(qū)潮器,提高溫度并降低濕度,確保斷路器始終正常運(yùn)行。另外,要檢查觸頭電磨損量,觀察超行程指示器,檢查其超行程狀態(tài)是否正常,大致判斷觸頭電磨損量情況,若不符合要求需重新調(diào)整觸頭,確保觸頭接觸壓力穩(wěn)定,避免其壽命縮短。


(2)對儲能交、直流箱外部區(qū)域的維護(hù)。在光伏儲能電站中,針對儲能系統(tǒng)中儲能交、直流箱體的檢查維護(hù)工作必須落實(shí)到位。要保證電池艙中的空調(diào)進(jìn)出口通風(fēng)良好,建立無雜物堵塞機(jī)制,消除火災(zāi)隱患。當(dāng)然,在分析儲能電池艙裸露在外的安全性時(shí),需要結(jié)合氣候、環(huán)境影響等因素,確保艙內(nèi)設(shè)備有效優(yōu)化,滿足光伏儲能電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。另外,也要定期檢查箱體內(nèi)外部的銹蝕變形狀況,分析基礎(chǔ)、接地狀態(tài)是否良好。比如,在沙塵環(huán)境較大的地區(qū),就須視情況清潔運(yùn)行設(shè)備艙進(jìn)出風(fēng)口,確保設(shè)備內(nèi)部冷卻空氣進(jìn)入到位。與此同時(shí),為保持設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行,對過濾網(wǎng)的定期清潔和必要時(shí)的更換。在設(shè)備運(yùn)行過程中,需要對檢測系統(tǒng)上各個(gè)裝置如高頻開關(guān)電源模塊、微機(jī)控制單元、絕緣檢測裝置、電池循環(huán)檢測裝置等顯示參數(shù)進(jìn)行分析,確保系統(tǒng)交直流電壓、電流以及對接地電阻的有效調(diào)整。在這一過程中,還要建立定期檢查系統(tǒng),分析裝置中的參數(shù)定值變化是否正常,同時(shí)要檢測不同饋出開關(guān)的正常位置,觀察熔斷器是否處于正常工作狀態(tài)中。在儲能點(diǎn)出充、放電過程中,需要巡視變流器、直流輸出開關(guān)位置是否正常,定期檢查各儲電池組電充、放電流值。與此同時(shí),也要定期檢查儲能電池組端的電壓與艙內(nèi)環(huán)境溫度,重點(diǎn)檢查每個(gè)電池插箱內(nèi)電芯的運(yùn)行數(shù)據(jù),如溫度、電壓、電流等。


(3)對箱式儲能裝置內(nèi)部區(qū)域的維護(hù)。在光伏儲能電站中,針對箱式儲能電池內(nèi)部的檢查維護(hù)工作必須細(xì)致入微。要分析了解箱式儲能電池內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu),對其與儲能變流器之間的連接完整性進(jìn)行檢查分析。檢查維護(hù)工作中要充分觀察、了解箱式儲能裝置中是否存在任何異物、灰塵、污垢或冷凝水,主要是重點(diǎn)觀察電池插箱外觀是否存在腐蝕、漏液、虛接等現(xiàn)象。在儲能設(shè)備長時(shí)間投運(yùn)過程中,需要確保做到至少每 3 個(gè)月對電池進(jìn)行充放電一次,始終保持儲能電池壽命處于較為良好的狀態(tài)中。另外針對艙內(nèi)的控制設(shè)備、電池管理系統(tǒng) BMS 以及能量管理系統(tǒng) EMS 分析過程中,須確保其設(shè)備運(yùn)行安全可靠,同時(shí)確保線纜、光纖通信固定到位,始終保持 UPS 電源處于正常狀態(tài),有效監(jiān)控電池的運(yùn)行狀態(tài)。目前儲能消防多使用 C3HF7 作為滅火劑的消防系統(tǒng),在定期對箱內(nèi)消防系統(tǒng)進(jìn)行有效檢查過程中,需要保證儲能系統(tǒng)消防系統(tǒng)運(yùn)行良好,溫度測點(diǎn)及復(fù)合型煙霧測試數(shù)據(jù)正常。另外就是要檢查儲罐的壓力是否正常運(yùn)行范圍,打開閥門保險(xiǎn),系統(tǒng)有效連接,確保消防觸發(fā)時(shí)系統(tǒng)始終有效動作,同時(shí)設(shè)置好故障告警提示。


(4)對儲能變流器(PCS)裝置的維護(hù)。在探討儲能變流器的維護(hù)工作時(shí),需要了解其充放電控制水平,熟悉變流器檢查維護(hù)機(jī)制,確保變流器能夠進(jìn)行周期性檢查維護(hù),保證設(shè)備處于安全可靠的工作狀態(tài)中。在針對系統(tǒng)進(jìn)行周期性維護(hù)過程中,須強(qiáng)化變流器的運(yùn)行可靠性,通過檢查維護(hù)深入觀察、充分了解變流器可能出現(xiàn)的銹蝕、積灰情況。要合理檢查儲能變流器的散熱環(huán)境,保證散熱條件良好。如果儲能設(shè)備中變流器散熱不佳,則需要結(jié)合運(yùn)行過程中的振動分析明顯的異常噪聲問題,防止其嚴(yán)重影響儲能設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)。再一點(diǎn),還需要對變流器中的電抗器與功能模塊、散熱器等進(jìn)行針對性檢查,具體來講就是結(jié)合設(shè)備運(yùn)行溫度、電氣數(shù)據(jù)來深度分析變流器可能出現(xiàn)的各種異常狀況,做好斷電檢查,定期維護(hù)。而針對變流器的定期檢查也是的,保證針對交流輸出側(cè)分析斷路器斷開后的變流器電網(wǎng)饋電情況,合理分析這一狀況,保證變流器中直流母線電容溫度不過高。電容溫度過高可能會造成電感過溫,有時(shí)柜門不嚴(yán)密,導(dǎo)致進(jìn)、出風(fēng)量不足,也會造成變流器過溫運(yùn)行。結(jié)合變流器電氣運(yùn)行參數(shù)和故障信息,就能有效發(fā)現(xiàn)變流器的各類故障,并有效判斷儲能變流器 PCS 裝置的運(yùn)行狀況,提升變流器的可靠性及穩(wěn)定性。


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(yàn),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、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入,全天候進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析,直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲能系統(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)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;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。

3.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本方案遵循的標(biāo)準(zhǔn)有:

本技術(shù)規(guī)范書提供的設(shè)備應(yīng)滿足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):

GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范1部分:通用要求

GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)基本平臺2部分:性能評定方法

GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范5部分:場地安全要求

GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范6部分:驗(yàn)收大綱

GB/T2887-2011計(jì)算機(jī)場地通用規(guī)范

GB/T20270-2006信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)安全技術(shù)要求

GB50174-2018電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范

DL/T634.5101遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)

DL/T634.5104遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)5-104部分:傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡(luò)訪問101

GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T36270-2018微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

DL/T1864-2018獨(dú)立型微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)范

T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規(guī)范

T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)規(guī)范

T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應(yīng)技術(shù)要求

T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負(fù)荷管理技術(shù)導(dǎo)則

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)范

T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范

NB/T10148-2019微電網(wǎng)1部分:微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則

NB/T10149-2019微電網(wǎng)2部分:微電網(wǎng)運(yùn)行導(dǎo)則

3.3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。

3.4型號說明

光伏儲能電站運(yùn)維研究方案

3.5系統(tǒng)功能

3.5.1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(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、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對儲能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理,能夠根據(jù)儲能系統(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,儲能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。

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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、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

3.5.1.1光伏界面

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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。

3.5.1.2儲能界面

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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(jī)容量、儲能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

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                                                                                       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(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。

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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(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。

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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。

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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(shí)針對交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

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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(shí)針對直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

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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(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等。

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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(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)前儲能電池的SOC信息。

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圖12儲能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對電池簇信息,主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度,并展示當(dāng)前電芯的大、小電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。

3.5.1.3風(fēng)電界面

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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。

3.5.1.4充電樁界面

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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。

3.5.1.5視頻監(jiān)控界面

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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。

3.5.2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。

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圖16光伏預(yù)測界面

3.5.3策略配置

系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(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、動態(tài)擴(kuò)容等。

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圖17策略配置界面

3.5.4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。

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圖18運(yùn)行報(bào)表

3.5.5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、雙向變流器的啟動和關(guān)閉等遙信變位,及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動作或事故跳閘時(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。

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圖19實(shí)時(shí)告警

3.5.6歷史事件查詢

應(yīng)能夠?qū)b信變位,保護(hù)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(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理,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。

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圖20歷史事件查詢

3.5.7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)電壓波動與閃變:系統(tǒng)應(yīng)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(yīng)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(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存儲的統(tǒng)計(jì)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(yīng)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(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)間。

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圖21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

3.5.8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。

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圖22遙控功能

3.5.9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。

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3.5.10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。

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圖24統(tǒng)計(jì)報(bào)表

3.5.11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)能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

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圖25微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/span>

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)?,包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計(jì)等信息。

3.5.12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。

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3.5.13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)??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(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

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3.5.14故障錄波

應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),自動準(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。

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3.5.15事故追憶

可以自動記錄事故時(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(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí),存儲事故前面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。

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圖29事故追憶

4、結(jié)語

目前,各種新能源項(xiàng)目遍地開花,新能源項(xiàng)目配套儲能設(shè)備已成為主流。對于光伏儲能電站來說,各種儲能設(shè)備種類豐富,電化學(xué)儲能設(shè)備也已日益更新,因此在針對電站的電化學(xué)儲能設(shè)備運(yùn)維管理方面須做到面面俱到,在深入了解設(shè)備基本功能特性基礎(chǔ)上展開針對性運(yùn)維管理操作,避免造成鋰電池?zé)崾Э厥鹿实陌l(fā)生。文章也希望借此深入研究了解電化學(xué)光伏儲能電站,建立其運(yùn)維管理工作體系,為光伏電力事業(yè)良性可持續(xù)發(fā)展作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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