周穎

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：探索“雙碳"目標(biāo)下民用建筑用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用前景和應(yīng)用策略，分析建筑用戶側(cè)儲(chǔ)能安全性等問(wèn)題，探討建筑光儲(chǔ)直柔、儲(chǔ)能創(chuàng)新技術(shù)的推廣應(yīng)用，并提出利用用戶側(cè)儲(chǔ)能構(gòu)建多樣性自備電源的策略。

關(guān)鍵詞：“雙碳"目標(biāo)；用戶側(cè)儲(chǔ)能；應(yīng)用前景；應(yīng)用策略；儲(chǔ)能安全；光儲(chǔ)直柔；自備電源；能源耦合

0 引言

        2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，是中國(guó)為應(yīng)對(duì)全球氣候變化而作出的莊嚴(yán)承諾，也是2035遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要和“十四五"時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要目標(biāo)之一。我國(guó)碳排放主要來(lái)源于電力、建筑、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，其中電力占比大，約2/5左右，其次是建筑領(lǐng)域，占比超1/5。建筑領(lǐng)域大的碳排放源是建筑用電和用熱產(chǎn)生的間接碳排放，約占我國(guó)碳排放總量的17%。因此，探索和研究建筑領(lǐng)域的降碳理念及實(shí)施路徑，是非常重要的。

        近些年，圍繞“雙碳"目標(biāo)，地方相關(guān)政策頻出，相關(guān)行業(yè)從業(yè)人員也致力于不斷創(chuàng)新和研發(fā)，從理念、技術(shù)等各方面，積極推動(dòng)綠色低碳生產(chǎn)生活方式的轉(zhuǎn)變和變革。其中，用戶側(cè)儲(chǔ)能作為一種新興的能源技術(shù)，其理念已被廣泛接受和認(rèn)可，正在成為未來(lái)能源系統(tǒng)的重要組成部分，在平滑電網(wǎng)負(fù)荷和調(diào)峰填谷、節(jié)約能源成本、提高供電可靠性、可持續(xù)能源利用和碳減排等方面發(fā)揮重要作用，具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?/span>

1 民用建筑用戶側(cè)儲(chǔ)能的應(yīng)用前景展望

        未來(lái)的供配電系統(tǒng)中，儲(chǔ)能是智能電網(wǎng)、可再生能源高占比能源系統(tǒng)、“互聯(lián)網(wǎng)+"智慧能源的重要組成部分和關(guān)鍵支撐技術(shù)。儲(chǔ)能技術(shù)主要有物理儲(chǔ)能（包括抽水蓄能、壓縮空氣蓄能和飛輪儲(chǔ)能等）和電化學(xué)儲(chǔ)能（主要包括鋰電池儲(chǔ)能、鉛蓄電池儲(chǔ)能和液流電池儲(chǔ)能）。物理儲(chǔ)能建設(shè)需要一定的自然條件，受地理?xiàng)l件制約，建設(shè)周期較長(zhǎng)。目前，大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)中只有抽水蓄能技術(shù)相對(duì)成熟，用于電網(wǎng)側(cè)。電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)相對(duì)成熟，應(yīng)用空間廣泛，未來(lái)有可能成為具發(fā)展前景的儲(chǔ)能技術(shù)路線。其中電池儲(chǔ)能技術(shù)具有響應(yīng)速度快、效率高及對(duì)安裝維護(hù)要求低等優(yōu)點(diǎn)。從技術(shù)特點(diǎn)考慮，鋰電池具有存儲(chǔ)密度高、循環(huán)特性好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，是電化學(xué)儲(chǔ)能中的絕對(duì)主力和發(fā)展方向，適合于用戶側(cè)儲(chǔ)能。

2 建筑儲(chǔ)能的安全性

        上述幾個(gè)方面中，建筑儲(chǔ)能的安全性是尤為需要關(guān)注的，它也是制約用戶側(cè)儲(chǔ)能在民用建筑中推廣應(yīng)用的主要因素之一，尤其是在建筑物內(nèi)部的應(yīng)用。從鋰電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化伊始，安全性便成了與之相伴的焦點(diǎn)話題。由于鋰電池的電極材料以及電解質(zhì)均較為易燃，當(dāng)內(nèi)部反應(yīng)積聚的熱量不能及時(shí)散失時(shí)，熱失控現(xiàn)象的出現(xiàn)便容易引發(fā)電池安全事故。北京豐臺(tái)區(qū)“4·16"較大火災(zāi)事故直接原因就是電池間內(nèi)的磷酸鐵鋰電池發(fā)生內(nèi)短路故障引發(fā)電池?zé)崾Э仄鸹稹＝┠觏n國(guó)發(fā)生的30多起電池儲(chǔ)能電站著火事件，也給我國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)安全發(fā)展敲響了警鐘。雖然我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)容量在近些年得到了大幅增長(zhǎng)，但目前仍缺乏相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)文件，因此，亟待相關(guān)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)、產(chǎn)品、運(yùn)維等標(biāo)準(zhǔn)盡快出臺(tái)。

3 積極推動(dòng)建筑光儲(chǔ)直柔應(yīng)用落地

        今天，光儲(chǔ)直柔（Photovoltaics，Energystorage，DirectcurrentandFlexibility，PEDF）已不是一個(gè)陌生的概念，它是指通過(guò)光伏等可再生能源發(fā)電、儲(chǔ)能、直流配電和柔性用能來(lái)構(gòu)建適應(yīng)碳中和目標(biāo)需求的新型建筑配電系統(tǒng)（或稱建筑能源系統(tǒng)），如圖1所示。國(guó)發(fā)〔2021〕23號(hào)《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)

圖1建筑光儲(chǔ)直柔配電系統(tǒng)圖

        方案的通知》明確提出：提高建筑終端電氣化水平，建設(shè)集光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲(chǔ)直柔"建筑?？梢哉f(shuō)，光儲(chǔ)直柔是“雙碳"目標(biāo)、能源政策的必然產(chǎn)物，也是重要的技術(shù)支撐。光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)的終目的是柔性用電，使建筑用電由剛性負(fù)載轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝载?fù)載，其中用戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)用于終端用戶側(cè)（如商業(yè)樓宇、工業(yè)園區(qū)等）存儲(chǔ)和管理電力，是其重要組成部分，發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

目前，已有一些建筑中開(kāi)展了“光儲(chǔ)直柔"系統(tǒng)的應(yīng)用探索，如金磚新開(kāi)發(fā)銀行總部（系統(tǒng)配置容量為86kW的光伏發(fā)電，126kWh的鉛酸電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，應(yīng)用直流配電系統(tǒng)供重要樓層照明）、深圳建科院未來(lái)大廈（系統(tǒng)配置容量為150kW的光伏發(fā)電，300kWh電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，應(yīng)用直流配電系統(tǒng)，直流負(fù)載容量達(dá)到388kW）、清華大學(xué)建筑節(jié)能樓（系統(tǒng)配置容量為20kW的光伏發(fā)電，3組6.6kWh的鈦酸鋰電池儲(chǔ)能，應(yīng)用直流配電系統(tǒng)）等。然而，目前的這些應(yīng)用案例中，儲(chǔ)能規(guī)模還較小，應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)單一，未來(lái)對(duì)于如何在大體量、多場(chǎng)景建筑中構(gòu)建合理的光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)還需進(jìn)一步探索和研究。

4 應(yīng)用用戶側(cè)儲(chǔ)能構(gòu)建多樣性自備電源之策略

        隨著對(duì)儲(chǔ)能的政策支持，以及制約其大規(guī)模應(yīng)用的儲(chǔ)能安全性、經(jīng)濟(jì)性等問(wèn)題得到逐步解決后，應(yīng)用用戶側(cè)儲(chǔ)能可以在建筑內(nèi)打造更多應(yīng)用場(chǎng)景，如作為建筑自備電源。當(dāng)前，建筑中常見(jiàn)的自備電源有：獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組、蓄電池組（EPS、UPS）、干電池等，具體根據(jù)用電負(fù)荷的容量、允許中斷供電的時(shí)間以及要求的電源為交流或直流等條件來(lái)確定。在儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的今天，構(gòu)建建筑自備電源就有了多種選擇，可以是傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)，也可以是“柴油發(fā)電機(jī)+儲(chǔ)能"多能混合的模式，還可以是純儲(chǔ)能的模式，具體結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性、合理性分析而定。

5 Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

5.1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(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的經(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(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)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。

5.2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(shū)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(tái)2部分：性能評(píng)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(chǎng)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(chǎng)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(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)

DL/T634.5104遠(yuǎn)動(dòng)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(wèn)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

5.3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。

5.4型號(hào)說(shuō)明

3.5.5系統(tǒng)配置

5.5.1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：

5.6系統(tǒng)功能

5.6.1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(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：三相電流、三相電壓、總有功功率、總無(wú)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(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。

5.6.1.1光伏界面

圖3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。4.6.1.2儲(chǔ)能界面

圖4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5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6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7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8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9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10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11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12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)前電芯的大、小電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。

5.6.1.2風(fēng)電界面

圖13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。

5.6.1.3充電樁界面

圖14充電樁界面

        本界面用來(lái)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。

5.6.1.4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(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。

5.6.1.5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16光伏預(yù)測(cè)界面

5.6.1.6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

5.6.2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、正向有功電能等。

圖18運(yùn)行報(bào)表

5.6.3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

5.6.4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

5.6.5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、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(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

5.6.7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22遙控功能

5.6.8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。

5.6.9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

5.6.9.1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?/span>

        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。

5.6.9.2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。

5.6.9.3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）?？梢远x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。

5.6.9.4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。

5.6.9.5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(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

6硬件及其配套產(chǎn)品

7 結(jié)語(yǔ)

        毋庸置疑，通過(guò)對(duì)光儲(chǔ)微電網(wǎng)混合系統(tǒng)控制策略及開(kāi)關(guān)優(yōu)化方面的分析，能夠合理的選擇出額定功率和額定容量的配置，從而保障微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

        “雙碳"目標(biāo)將推動(dòng)整個(gè)能源系統(tǒng)的低碳發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用使建筑能源系統(tǒng)的構(gòu)建模式也將更具多樣性和靈活性，將在降低裝機(jī)容量配置、避免電力增容、削峰填谷、有效解決可再生能源消納難、提高供電可靠性、促進(jìn)碳減排提升社會(huì)效益等方面發(fā)揮重要作用。

        本文主要探討的是用戶側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能，而實(shí)際上儲(chǔ)能的概念更加寬泛，它是儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)氣等的綜合，不局限于化學(xué)電池儲(chǔ)能等方式。建筑內(nèi)可利用的各類具有儲(chǔ)能/蓄能能力的設(shè)備設(shè)施都可以作為儲(chǔ)能資源，如水蓄冷、冰蓄冷等，均是常見(jiàn)的可實(shí)現(xiàn)電力移峰填谷的技術(shù)手段。在此基礎(chǔ)上，還可通過(guò)能源基礎(chǔ)設(shè)施耦合建設(shè)，如水蓄冷系統(tǒng)利用建筑消防水池蓄冷，既節(jié)省土建費(fèi)用，提升空間集約利用水平，也可節(jié)省消防水池維護(hù)和消防水質(zhì)保持費(fèi)用，進(jìn)一步降低成本。

參考文獻(xiàn)

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［2］殷小明.“雙碳"目標(biāo)下民用建筑用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用展望與策略

［3］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用設(shè)計(jì),2022,05

作者簡(jiǎn)介

周穎，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，