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【摘要】為了緩解城市用電緊張袁降低人們的用電成本导狡,可以在工業(yè)園區(qū)约巷、辦公樓屋頂?shù)葓鏊鶓梦蓓敺植际焦夥l(fā)電技術進行就近轉換偎痛、并網(wǎng)發(fā)電袁充分利用建筑物屋頂?shù)奶栙Y源。概述屋頂分布式光伏發(fā)電技術独郎,分析屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)組成踩麦,探討屋頂分布式光伏發(fā)電技術的應用優(yōu)勢和應用方式,并以某項目為例研究屋頂分布式光伏發(fā)電技術的實際應用氓癌,以期為屋頂光伏發(fā)電項目提供參考谓谦。
【關鍵詞】屋頂分布式光伏發(fā)電技術;太陽能源她蛉;光伏組件贺坝;并網(wǎng)
0引言
隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提升,人們越來越重視清潔能源的開發(fā)和利用赚兰。太陽能是現(xiàn)階段理想的清潔能源俘噩,而屋頂分布式光伏發(fā)電技術就是利用太陽能這一清潔能源進行發(fā)電的*進技術。該技術操作簡單镰钦,實用性強径卜,能夠將太陽能轉換為電能晦哺,為生產(chǎn)和生活提供幫助箫驻。在未來,太陽能光伏發(fā)電技術將成為我國主要的可再生能源發(fā)電技術[1]贩挨。在太陽能光伏發(fā)電技術中绍挤,屋頂分布式光伏發(fā)電技術的應用前景廣闊,這主要是因為該技術具有就近發(fā)電尤桃、就近使用的優(yōu)點籽榕,能夠有效節(jié)約用電成本,實現(xiàn)余電入網(wǎng)甘桑。
太陽能光伏發(fā)電主要有兩種拍皮,分別是集中式光伏發(fā)電和分布式光伏發(fā)電。集中式光伏發(fā)電投資大跑杭,占地面積廣铆帽,容量大,但是系統(tǒng)復雜性高德谅,受到一定的地域限制爹橱;分布式光伏發(fā)電投資小,占地面積小窄做,容量小愧驱,但是系統(tǒng)在安裝和維護方面都比較簡便,沒有地域限制椭盏,一般將光伏組件放置在屋頂上即可發(fā)電组砚。
1屋頂分布式光伏發(fā)電技術
屋頂分布式光伏發(fā)電技術是一種新型發(fā)電技術吻商,系統(tǒng)安裝在屋頂,通過光伏組件糟红,將太陽能轉換為電能诅鹰,從而實現(xiàn)發(fā)電[2]。我國的火力發(fā)電和水力發(fā)電都存在較大的能源損耗流沦,并且在節(jié)能減排方面也存在一定的不足笋骡,而屋頂分布式光伏發(fā)電技術是一種無地域局限性、智能化的發(fā)電技術邢窜,而且在節(jié)能減排方面優(yōu)勢突出叮盲,是現(xiàn)階段利用清潔能源效率高的技術之一。屋頂分布式光伏發(fā)電技術主要借助光伏組件進行太陽能-電能的轉換丘隙,與供電配網(wǎng)連接后就能夠就近供電只忿。屋頂分布式光伏發(fā)電技術在節(jié)能減排方面的優(yōu)勢明顯大于火力發(fā)電,并且在輸送電能的過程中損耗非常低伶离,對于一些用電量較大的地區(qū)禾膀,應用屋頂分布式光伏發(fā)電技術能夠有效解決電能緊缺的問題。
2屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)組成
屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)主要有離網(wǎng)和并網(wǎng)兩大類诺教。離網(wǎng)光伏發(fā)電主要通過蓄電池進行充能驹柴,其組件構成很簡單,只需光伏發(fā)電陣列碗帅、電力電子交換器和蓄電池就可以組裝一個離網(wǎng)光伏發(fā)電組件夹厌。其中,蓄電池的應用非常靈活裆悄,在蓄電完成后矛纹,蓄電池可以在各種用電設施中應用。并網(wǎng)光伏發(fā)電的技術含量高光稼,其通過轉化光伏發(fā)電陣列或南,應用電力電子交換
器,與供電配網(wǎng)連接后為附近的用戶供電艾君,整個系統(tǒng)規(guī)模比離網(wǎng)光伏發(fā)電組件更大采够,但是經(jīng)濟效益更高,應用覆蓋面廣腻贰。
2.1光太伏陽發(fā)電能光陣
列伏發(fā)電陣列是一種將多塊光伏模組進行連接的大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)吁恍,利用光生伏*效應,進行太陽能-直流電能的轉換[3]播演。陣列是指多塊光伏
組件的組合冀瓦,單塊光伏組件轉換的電能不能滿足一般用電需求,因此需將多塊光伏組件組合在一起写烤,使形成了陣列秘舅。
2.2電力電子交換器
通過光伏發(fā)電陣列吸收太陽能并轉化為電能后颂睛,需要對其進行電壓的轉換,使其滿足電能輸配網(wǎng)絡的要求猩烘,電力電子交換器在屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中主要負責電壓轉換工作车咕,常用設備有整流器和逆變器等。
2.3儲能元件
在屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中内会,儲能元件是非常關鍵的組件之一淹郎。該組件在交流電路中進行能源轉化時不會產(chǎn)生能量消耗。在電路中安裝儲能元件蝉嘲,能夠使能源轉化更加平穩(wěn)氛硬,提升能量的穩(wěn)定性。在屋頂分布式光伏發(fā)電技術的應用過程中痛的,儲能元件的應用非常重要田蔑,在系統(tǒng)中安裝合理的儲能元件,能夠與電力電子交換器一起發(fā)揮協(xié)同效應梆栏,大幅提升能源利用率紫磷,將太陽能*效率轉化為電能,減少轉化過程中的能源消耗做个,產(chǎn)出更多的清潔能源鸽心,從而滿足附近用戶的用電需求。
2.4智能化控制系統(tǒng)
屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的實現(xiàn)主要依靠智能化控制系統(tǒng)實現(xiàn)叁温。在同一場所中的不同位置再悼、不同角度核畴,收集的太陽能量是不同的膝但,即便是生產(chǎn)批次相同的儲能元件和電力電子交換器,在功率方面也存在一定的差異[4]谤草。智能化控制系統(tǒng)主要用于功率控制跟束,可以確保容量存在差異的光伏發(fā)電單元進行相同比率電能的輸出。現(xiàn)階段丑孩,我國屋頂分布式光伏發(fā)電技術中的智能化控制系統(tǒng)主要是借助本地通信網(wǎng)絡對整個光伏發(fā)電系統(tǒng)中多個發(fā)電單元的功率進行自動化調整冀宴,使多個發(fā)電單元的功率能夠穩(wěn)定在一定的輸出比率,從而提升輸出電壓的穩(wěn)定性温学。由于屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)一般與供電配網(wǎng)連接略贮,如果系統(tǒng)的輸出電壓缺乏穩(wěn)定性,可能會影響整個配電網(wǎng)絡的電壓仗岖,使用戶的正常用電受到影響梯盹。所以,為了防止出現(xiàn)電壓波動故障欲堪,需要在屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中安裝智能化控制系統(tǒng)约绒。
3屋頂分布式光伏發(fā)電技術的應用優(yōu)勢和應用方式
現(xiàn)階段馁言,我國已有“光電建筑一體化”“*家金太陽”等有關光伏發(fā)電的扶持項目,這在一定程度上促進了我國分布式光伏發(fā)電行業(yè)的發(fā)展痛主,使人們逐漸開始使用具有高環(huán)保性的清潔能源群骂。
3.1屋頂分布式光伏發(fā)電技術的應用優(yōu)勢
首先,隨著我國城市化建設進程的推進蚂芹,城市人口密度不斷升高谱聂,結合當前大中小城市的土地利用情況來看,即使太陽能源作為清潔能源具有較大的經(jīng)濟優(yōu)勢榨厚,在城區(qū)內(nèi)單獨規(guī)劃一塊光伏發(fā)電的場地也明顯脫離實際跟媚。而屋頂分布式光伏發(fā)電設備可以直接安裝在用戶附近的屋頂和外墻面等原本無用的建筑物空間,節(jié)約光伏發(fā)電的用地沧仿。其次箍秧,屋頂分布式光伏發(fā)電設備可以安裝在建筑物屋頂和外墻面,在一定程度上避免太陽光直射建筑物外墻馁筐,有助于增強建筑物內(nèi)部的溫度控制效果涂召,間接縮短用戶使用空調等控溫設備的時間,從而節(jié)約電能敏沉。同時果正,屋頂分布式光伏發(fā)電設備可以保護建筑物不受太陽直射,降低建筑物的損耗盟迟,延長建筑物的使用年限秋泳,降低建筑物運營維護成本,具有較高的經(jīng)濟性攒菠。再次迫皱,
屋頂分布式光伏發(fā)電設備的安裝位置與用戶的距離更近,還能降低大用電量區(qū)域重新建設供電配網(wǎng)辖众、增設線路的成本卓起。*后,城市的用電需求主要集中在夏季凹炸,而夏季太陽能源充足戏阅,電能轉化量大,屋頂分布式光伏發(fā)電技術正好滿足了夏季這一用電高峰期的需求运诺,能大幅降低用戶的用電成本做法。即便是在冬季踢涌、陰雨天蝎困、夜晚等太陽能源吸收較少的情況下,用戶依然可以使用現(xiàn)有供電配網(wǎng)提供的電能篙绎,用電的穩(wěn)定性和安全性得到提高。另外拱屈,屋頂分布式光伏發(fā)電技術能夠有效減少傳統(tǒng)發(fā)電方式造成的能源消耗和污染排放妖啸,緩解城市用電緊張問題。
3.2屋頂分布式光伏發(fā)電技術的應用方式
3.2.1光伏發(fā)電設備取代屋頂材料
光伏發(fā)電設備大多安裝在建筑物屋頂或外墻表面上鸦贩,這可以在一定程度上節(jié)約屋頂材料高坚。直接用光伏發(fā)電設備替代屋頂材料,不僅能提升光伏發(fā)電的效率和穩(wěn)定性垄怯,還能降低建筑成本水水。一般來說,屋頂?shù)墓夥l(fā)電效率高迂卢,而外墻表面可能會受到角度等因素影響某弦,使其在太陽能收集量方面存在一定的不穩(wěn)定性[5]。同時而克,光伏發(fā)電設備安裝在屋頂靶壮,還能有效地避免風力因素的影響,節(jié)約制作员萍、安裝支架的成本腾降,并起到保溫隔熱的作用。在實際應用過程中碎绎,如果直接將光伏發(fā)電設備安裝在屋頂螃壤,應當確保設備的防水性和防滲漏性能,并且要注意光伏發(fā)電設備的使用區(qū)域筋帖。由于我國地域遼闊奸晴,不同地區(qū)的溫度、氣候差異較大日麸,特別是我國北方地區(qū)寄啼,冬季的溫度比較低,在北方的建筑物屋頂安裝光伏發(fā)電設備時考慮其抗凍性能赘淮,如果光伏發(fā)電設備的各項性能都符合要求泵李,那么可以用光伏發(fā)電設備取代屋頂材料。在未來腔族,相關科研人員應當研究屋面瓦與光伏發(fā)電設備的結合,從而在充分利用太陽能源的同時秘乍,保障建筑物屋頂?shù)姆缆┯鹫邸⒎纼觥⒎懒蜒吕伞⒈匦阅堋?/p>
3.2.2光伏發(fā)電設備替代建筑物外墻材料
在光我伏國發(fā)城市電設備建設替中巍樟,代隨建著筑建物外筑墻行材料業(yè)的不斷發(fā)展,建筑材料更新迭代,出現(xiàn)了很多新型的建筑物外墻材料捍幽,如玻璃幕墻竹砾、墻磚、保溫材料等衩缘,建筑物外墻材料已經(jīng)成為建筑行業(yè)中的材料之一吊违。但是在更新建筑物外墻材料的過程中,考慮材料的實用性延都、環(huán)保性和安全性等性能雷猪。例如,玻璃幕墻雖然能夠增加建筑物內(nèi)的光照晰房,但是容易對附近居民造成光污染求摇。而光伏發(fā)電設備不僅能夠吸收、利用太陽能源殊者,還能夠在夏季抵擋太陽光直射与境,降低室內(nèi)溫度,減少空調的使用猖吴,從而節(jié)約電能嚷辅,避免污染。同時距误,光伏發(fā)電設備接入供電配網(wǎng)后簸搞,可以直接向附近的用戶和公共基礎設施供電,如建筑物周圍的發(fā)光二*管(lightemittingdiode,LED)屏幕准潭、路燈趁俊、公交站牌等,提升人們的生活質量完骑。
4屋頂分布式光伏發(fā)電技術應用實例
4.1工程概況
某項目為某市盤南工業(yè)園區(qū)剩跛、周邊*府辦公樓及居民樓的屋頂分布式光伏發(fā)電項目,整個項目范圍約22萬m2谢佩,安裝的分布式光伏發(fā)電組件單面裝機容量為550Wp优狡,組件尺寸為2278mm伊1134mm,整體裝機容量約為46MWp绷举。光伏發(fā)電組件安裝在樓頂部位铣瞒,安裝方式為固定式安裝,安裝傾斜角為20毅嘉散。
4.2方案設計
本工程一期計劃裝機容量為30MWp腔资,根據(jù)各類型屋頂布置實際情況以220V和380V的電壓并網(wǎng),就近接入每棟樓房原配電房或T接入屋前的電能表完憨。
4.2.1*關堯醫(yī)院堯學校接入系統(tǒng)
*關淡厦、醫(yī)院刑吕、學校位于城鎮(zhèn)*心位置,配電網(wǎng)資源較豐富旋乙。由于該項目分布式光伏裝機規(guī)模較小端伪,分布式電源接入對配網(wǎng)影響較小,可采用380/220V電壓就近接入附近臺區(qū)或線路装蓬。
*關著拭、醫(yī)院、學校采用“自發(fā)自用余電上網(wǎng)”方式運行矛物。在實施過程中應該核實用戶與電網(wǎng)公司售電關口計量表位置茫死,分布式光伏接入位置應在售電關口計量表之后,同時將原計量表更換為雙向計量表履羞,計量表精度與原計量表相同峦萎。
4.2.2工商業(yè)接入系統(tǒng)
某工商業(yè)建筑的屋頂光伏直流側裝機容量為3.0MWp,考慮1.2的容配比忆首,交流側容量為2.5MW爱榔,采用4臺光伏柜接入廠區(qū)380V低壓配電段。
工商業(yè)用戶采用“自發(fā)自用余電上網(wǎng)”方式運行糙及,在實施過程中應該核實用戶與電網(wǎng)公司售電關口計量表位置详幽,分布式光伏接入位置應在售電關口計量表之后,同時將原計量表更換為雙向計量表浸锨,計量表精度與原計量表相同唇聘。
4.2.3居民戶用接入系統(tǒng)
居民戶用屋頂分布式光伏建設規(guī)模較大,且部分地區(qū)配電網(wǎng)資源較為薄弱私庇,需要對分布式光伏系統(tǒng)承載能力進行評估匿忿。
居民戶用項目采用“全額上網(wǎng)”方式運行。在實施過程中應該核實用戶與電網(wǎng)公司售電關口計量表位置舀蚕,分布式光伏接入位置應在售電關口計量表之前执鲜。
4.3光伏主件選型
光伏電站太陽能電池應選用技術成熟、轉換效率較高厢申、已規(guī)南柿妫化生產(chǎn)且在國內(nèi)有工程應用實例的組件作為光電轉換的核心器件。綜合考慮電池組件的價格钧饥、發(fā)電量惨侍、占地面積等特點及本工程的具體情況,本項目采用單晶硅單面容量為550Wp組件童唧。
4.4容量配置及發(fā)電情況
本項目采用8耀100kW的逆變器栽埠,各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)根據(jù)分散程度選用合適的逆變器型號和臺數(shù),逆變器總容量為37.95MW镐胃。本項目配置容配比在1.16耀1.30,綜合容配比約為1.23。經(jīng)計算躲雅,本項目直流側裝機容量為46MWp鼎姊。在運行期25年內(nèi),首年利用小時數(shù)為1105.40h相赁,年平均發(fā)電量為4392.05萬kW·h相寇,年平均利用小時數(shù)為1030.96h。
5Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
5.1平臺概述
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)钮科,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)的要求唤衫,總結國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的*進經(jīng)驗,專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)绵脯。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)佳励、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入蛆挫,*進行數(shù)據(jù)采集分析赃承,直接監(jiān)視光伏、風能悴侵、儲能系統(tǒng)瞧剖、充電站運行狀態(tài)及健康狀況,是一個集監(jiān)控系統(tǒng)灌滤、能量管理為一體的管理系統(tǒng)名娶。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標,促進可再生能源應用誉芙,提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性健娄、補償負荷波動;有效實現(xiàn)用戶側的需求管理笋窍、消除晝夜峰谷差流肢、平滑負荷,提高電力設備運行效率项凉、降低供電成本期位。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠巧糖、經(jīng)濟運行提供了全新的解決方案剩膏。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應采用分層分布式結構,整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層:設備層蜻蒋、網(wǎng)絡通信層和站控層砂豌。站級通信網(wǎng)絡采用標準以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議,物理媒介可以為光纖光督、網(wǎng)線阳距、屏蔽雙絞線等塔粒。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP筐摘、CDT卒茬、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103咖熟、IEC60870-5-104圃酵、MQTT等通信規(guī)約。
5.2平臺適用場合
系統(tǒng)可應用于城市馍管、高速公路郭赐、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)确沸、居民區(qū)捌锭、智能建筑、海島糯锦、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求攒陋。
5.3系統(tǒng)架構
本平臺采用分層分布式結構進行設計,即站控層值膝、網(wǎng)絡層和設備層筒煌,詳細拓撲結構如下:
圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式
6.1實時監(jiān)測
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好,應能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài)欺垛,實時監(jiān)測光伏拱宗、風電、儲能隆鹤、充電站等各回路電壓菜盒、電流、功率汪请、功率因數(shù)等電參數(shù)信息酪捏,動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關等合贸左、分閘狀態(tài)及有關故障层锄、告警等信號。其中矿卑,各子系統(tǒng)回路電參量主要有:相電壓喉恋、線電壓、三相電流母廷、有功/無功功率轻黑、視在功率、功率因數(shù)琴昆、頻率氓鄙、有功/無功電度馆揉、頻率和正向有功電能累計值;狀態(tài)參數(shù)主要有:開關狀態(tài)玖详、斷路器故障脫扣告警等把介。
系統(tǒng)應可以對分布式電源勤讽、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理蟋座,使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息脚牍、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設置等向臀。
系統(tǒng)應可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理,能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警碗品,并支持定期的電池維護隆文。
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)光伏芽嗓、風電韧践、儲能、充電站及總體負荷組成情況班卖,包括收益信息随象、天氣信息、節(jié)能減排信息呆纤、功率信息聪蔬、電量信息、電壓電流情況等屯片。根據(jù)不同的需求无价,也可將充電,儲能及光伏系統(tǒng)信息進行顯示床重。
圖1系統(tǒng)主界面
子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖琳柱、光伏信息、風電信息拙徽、儲能信息刨沦、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等斋攀。
6.1.1光伏界面
圖2光伏系統(tǒng)界面
本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息已卷,主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監(jiān)測及報警淳蔼、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析侧蘸、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計鹉梨、發(fā)電收益統(tǒng)計讳癌、碳減排統(tǒng)計穿稳、輻照度/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析晌坤;同時對系統(tǒng)的總功率逢艘、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。
6.1.2儲能界面
圖3儲能系統(tǒng)界面
本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲能裝機容量骤菠、儲能當前充放電量它改、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線刃傻。
圖4儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設置界面
本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進行設置引苇,包括開關機、運行模式鸣谒、功率設定以及電壓牌鹊、電流的限值。
圖5儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設置界面
本界面用來展示對BMS的參數(shù)進行設置沟奸,主要包括電芯電壓己倾、溫度保護限值、電池組電壓扶取、電流蔫迅、溫度限值等。
圖6儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS電網(wǎng)側數(shù)據(jù)力鹰,主要包括相電壓翻框、電流、功率腺首、頻率信粮、功率因數(shù)等。
圖7儲能系統(tǒng)PCS交流側數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS交流側數(shù)據(jù)趁啸,主要包括相電壓强缘、電流、功率不傅、頻率旅掂、功率因數(shù)、溫度值等访娶。同時針對交流側的異常信息進行告警商虐。
圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS直流側數(shù)據(jù),主要包括電壓崖疤、電流秘车、功率、電量等。同時針對直流側的異常信息進行告警叮趴。
圖9儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面
本界面用來展示對PCS狀態(tài)信息割笙,主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)丰躺、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等勉惋。
圖10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行狀態(tài)肄琉、系統(tǒng)信息丧爸、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等,同時展示當前儲能電池的SOC信息拾哈。
圖11儲能電池簇運行數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對電池簇信息乞芳,主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度,并展示當前電芯的電壓染痊、溫度值及所對應的位置。
6.1.3風電界面
圖12風電系統(tǒng)界面
本界面用來展示對風電系統(tǒng)信息庆葱,主要包括逆變控制一體機直流側组救、交流側運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析胚高、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計辰车、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計抛虏、風速/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測博其、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時對系統(tǒng)的總功率迂猴、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示慕淡。
6.1.4充電站界面
圖13充電站界面
本界面用來展示對充電站系統(tǒng)信息,主要包括充電站用電總功率沸毁、交直流充電站的功率峰髓、電量、電量費用息尺,變化曲線携兵、各個充電站的運行數(shù)據(jù)等。
6.1.5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)所接入的視頻畫面搂誉,且通過不同的配置徐紧,實現(xiàn)預覽、回放炭懊、管理與控制等并级。
系統(tǒng)應可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預測數(shù)據(jù)书吗,對分布式發(fā)電進行短期栓属、超短期發(fā)電功率預測,并展示合格率及誤差分析女践。根據(jù)功率預測可進行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃周矢,便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。
圖15光伏預測界面
系統(tǒng)應可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)盹斟、儲能系統(tǒng)容量沟赏、負荷需求及分時電價信息,進行系統(tǒng)運行模式的設置及不同控制策略配置焰垄。如削峰填谷提钟、周期計劃、需量控制藐檀、防逆流锻转、有序充電、動態(tài)擴容等晨墓。
具體策略根據(jù)項目實際情況(如儲能柜數(shù)量稽羔、負載功率、光伏系統(tǒng)能力等)進行接口適配和策略調整唐片,同時支持定制化需求丙猬。
圖16策略配置界面
應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設備*時間的運行參數(shù)费韭,報表中顯示電參量信息應包括:各相電流茧球、三相電壓、總功率因數(shù)星持、總有功功率抢埋、總無功功率、正向有功電能钉汗、尖峰平谷時段電量等羹令。
圖17運行報表
應具有實時報警功能,系統(tǒng)能夠對各子系統(tǒng)中的逆變器损痰、雙向變流器的啟動和關閉等遙信變位福侈,及設備內(nèi)部的保護動作或事故跳閘時應能發(fā)出告警,應能實時顯示告警事件或跳閘事件卢未,包括保護事件名稱肪凛、保護動作時刻;并應能以彈窗躏宗、聲音邦霸、短信和電話等形式通知相關人員。
圖18實時告警
應能夠對遙信變位,保護動作幕封、事故跳閘春陆,以及電壓、電流铁磕、功率怠写、功率因數(shù)、電芯溫度(鋰離子電池)剖宪、壓力(液流電池)竟恩、光照、風速雨晃、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理伸坑,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯,查詢統(tǒng)計躺刷、事故分析念脯。
圖19歷史事件查詢
應可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)測,使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質量情況阅懦,以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素和二。
1)在供電系統(tǒng)主界面上應能實時顯示各電能質量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率耳胎、三相電壓不平衡度*和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負序/零序電流值惕它;
2)諧波分析功能:系統(tǒng)應能實時顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率怕午、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率淹魄、奇次諧波電流總畸變率郁惜、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率甲锡;應能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率兆蕉、2-63次諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電壓含有率缤沦、0.5~63.5次間諧波電流含有率虎韵;
3)電壓波動與閃變:系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相電壓波動值、A/B/C三相電壓短閃變值赎冶、A/B/C三相電壓長閃變值扣飘;應能提供A/B/C三相電壓波動曲線、短閃變曲線和長閃變曲線幌舍;應能顯示電壓偏差與頻率偏差杀蝌;
4)功率與電能計量:系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率;應能顯示三相總有功功率咖播、總無功功率驴嚣、總視在功率和總功率因素;應能提供有功負荷曲線铣佛,包括日有功負荷曲線(折線型)和年有功負荷曲線(折線型)黔巨;
5)電壓暫態(tài)監(jiān)測:在電能質量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降侮增、短時中斷發(fā)生時年铝,系統(tǒng)應能產(chǎn)生告警,事件能以彈窗月腋、閃爍蟀架、聲音、短信榆骚、電話等形式通知相關人員片拍;系統(tǒng)應能查看相應暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。
6)電能質量數(shù)據(jù)統(tǒng)計:系統(tǒng)應能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù)妓肢,包括均值捌省、*值、*值碉钠、95%概率值纲缓、方均根值。
7)事件記錄查看功能:事件記錄應包含事件名稱喊废、狀態(tài)(動作或返回)祝高、波形號、越限值污筷、故障持續(xù)時間工闺、事件發(fā)生的時間。
圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質量界面
應可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備進行遠程遙控操作瓣蛀。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作尾烛,并遵循遙控預置、遙控返校踢周、遙控執(zhí)行的操作順序萤考,可以及時執(zhí)行調度系統(tǒng)或站內(nèi)相應的操作命令。
圖21遙控功能
應可在曲線查詢界面驻奇,可以直接查看各電參量曲線镐刽,包括三相電流、三相電壓峰抽、有功功率汪阱、無功功率搭艺、功率因數(shù)、SOC瘟甩、SOH啤兆、充放電量變化等曲線。
圖22曲線查詢
具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能询崇,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的發(fā)電桶棍、用電、充放電情況性宏,即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表群井。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進行統(tǒng)計分析;對系統(tǒng)運行的節(jié)能毫胜、收益等分析书斜;具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析,包括年停電時間酵使、年停電次數(shù)等分析荐吉;具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進行電能質量分析。
圖23統(tǒng)計報表
系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài)口渔,能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構样屠;可在線診斷設備通信狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位缺脉。
圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲界面
本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲痪欲,包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式攻礼、斷路器勤揩、表計等信息。
可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備通信情況進行管理糠牍、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測竖杂。系統(tǒng)維護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卑我,然后選擇通信控制啟動所有端口或某個端口,快速查看某設備的通信和數(shù)據(jù)情況雕乃。通信應支持ModbusRTU桌强、ModbusTCP、CDT侯旬、IEC60870-5-101浴营、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104擂冷、MQTT等通信規(guī)約磁不。
圖25通信管理
應具備設置用戶權限管理功能曹略。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作(如遙控操作,運行參數(shù)修改等)贬池√吖剩可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限惹苗,為系統(tǒng)運行殿较、維護、管理提供可靠的安全保障桩蓉。
圖26用戶權限
應可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時淋纲,自動準確地記錄故障前、后過程的各相關電氣量的變化情況院究,通過對這些電氣量的分析洽瞬、比較,對分析處理事故儡首、判斷保護是否正確動作片任、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用。其中故障錄波共可記錄16條蔬胯,每條錄波可觸發(fā)6段錄波对供,每次錄波可記錄故障前8個周波、故障后4個周波波形氛濒,總錄波時間共計46s产场。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關量波形软动。
圖27故障錄波
可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據(jù)惧梦,包括開關位置、保護動作狀態(tài)衙地、遙測量等眶侣,形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎。
用戶可自定義事故追憶的啟動事件洗筛,當每個事件發(fā)生時夷著,存儲事故10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶隨意修改凸窖。
6.2硬件及其配套產(chǎn)品
序號 | 設備 | 型號 | 圖片 | 說明 |
1 | 能量管理系統(tǒng) | Acrel-2000MG | 內(nèi)部設備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控望星,由通信管理機、工業(yè)平板電腦天证、串口服務器浸萤、遙信模塊及相關通信輔件組成。 數(shù)據(jù)采集哀买、上傳及轉發(fā)至服務器及協(xié)同控制裝置 策略控制:計劃曲線顷锰、需量控制柬赐、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)控主機提供后備電源 | |
4 | 打印機 | HP108AA4 | 用以打印操作記錄馍惹,參數(shù)修改記錄躺率、參數(shù)越限、復限万矾,系統(tǒng)事故悼吱,設備故障,保護運行等記錄良狈,以召喚打印為主要方式 | |
5 | 音箱 | R19U | 播放報警事件信息 | |
6 | 工業(yè)網(wǎng)絡交換機 | D-LINKDES-1016A16 | 提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡交換機解決了通信實時性后添、網(wǎng)絡安全性、本質安全與安全防爆技術等技術問題 | |
7 | GPS時鐘 | ATS1200GB | 利用gps同步衛(wèi)星信號薪丁,接收1pps和串口時間信息遇西,將本地的時鐘和gps衛(wèi)星上面的時間進行同步 | |
8 | 交流計量電表 | AMC96L-E4/KC | 電力參數(shù)測量(如單相或者三相的電流、電壓严嗜、有功功率粱檀、無功功率、視在功率,頻率漫玄、功率因數(shù)等)牙饲、復費率電能計量、 四象限電能計量猬笑、諧波分析以及電能監(jiān)測和考核管理舀鼎。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開關量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)斷路器開關的"遜信“和“遙控”的功能 | |
9 | 直流計量電表 | PZ96L-DE | 可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流呜颓、功率园桑、正向與反向電能『蚰。可帶RS485通訊接口塔端、模擬量數(shù)據(jù)轉換、開關量輸入/輸出等功能 | |
10 | 電能質量監(jiān)測 | APView500 | 實時監(jiān)測電壓偏差她添、頻率俯差砂猿、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變耙屹、諾波等電能質量,記錄各類電能質量事件,定位擾動源拘绳。 | |
11 | 防孤島裝置 | AM5SE-IS | 防孤島保護裝置抗俄,當外部電網(wǎng)停電后斷開和電網(wǎng)連接 | |
12 | 箱變測控裝置 | AM6-PWC | 置針對光伏、風能世舰、儲能升壓變不同要求研發(fā)的集保護动雹,測控槽卫,通訊一體化裝置,具備保護胰蝠、通信管理機功能歼培、環(huán)網(wǎng)交換機功能的測控裝置 | |
13 | 通信管理機 | ANet-2E851 | 能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進行水表、氣表茸塞、電表躲庄、微機保護等設備終端的數(shù)據(jù)果集匯總: 提供規(guī)約轉換、透明轉發(fā)钾虐、數(shù)據(jù)加密壓縮噪窘、數(shù)據(jù)轉換、邊緣計算等多項功能:實時多任務并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉發(fā)效扫,可多路上送平臺據(jù): | |
14 | 串口服務器 | Aport | 功能:轉換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù)倔监,反饋到能量管理系統(tǒng)中。 1)空調的開關计侯,調溫帝畸,及斷電(二次開關實現(xiàn)) 2)上傳配電柜各個空開信號 3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等 4)接入電表、BSMU等設備 | |
15 | 遙信模塊 | ARTU-K16 | 1)反饋各個設備狀態(tài)傻当,將相關數(shù)據(jù)到串口服務器: 讀消防VO信號邀安,并轉發(fā)給到上層(關機、事件上報等) 2)采集水浸傳感器信息慌位,并轉發(fā)3)給到上層(水浸信號事件上報) 4)讀取門禁程傳感器信息锯政,并轉發(fā) |
7結語
太陽能是現(xiàn)階段以及未來*為理想的清潔能源,光伏發(fā)電具有非常高的環(huán)保價值子宵,非常適合進行推廣應用尚档。屋頂分布式光伏發(fā)電技術是近年出現(xiàn)的一種新興發(fā)電技術,具有較高的經(jīng)濟性和環(huán)保性彪性,相關人員要深入研究這項技術彩梅,加大研發(fā)力度,促進我國電力行業(yè)的蓬勃發(fā)展稍记。
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