一、系統(tǒng)方案
圖1 監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)
光儲充微網(wǎng)能量監(jiān)控系統(tǒng)(EMS)對微電網(wǎng)系統(tǒng)中光伏匯流箱、光伏并網(wǎng)逆變器、風(fēng)機(jī)并網(wǎng)逆變器、BMS、PCS等設(shè)備、以及相關(guān)的環(huán)境、告警傳感器等進(jìn)行集中監(jiān)控和管理。光儲充微網(wǎng)能量監(jiān)控系統(tǒng)通過智能化數(shù)據(jù)采集及傳輸模塊進(jìn)行設(shè)備信息、傳感器狀態(tài)等的采集；與此同時,光儲充微網(wǎng)能量監(jiān)控系統(tǒng)軟件還可實現(xiàn)設(shè)備告警功能，以便客戶及時處理相關(guān)故障。
光儲充微網(wǎng)能量監(jiān)控系統(tǒng)主要功能介紹：
1)微電網(wǎng)整體運(yùn)行狀況、運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測。
2)光伏設(shè)備、風(fēng)電設(shè)備、儲能設(shè)備、充電樁等設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)的監(jiān)測。
3)能量系統(tǒng)當(dāng)前能量流動信息展示。
4)能量管理，協(xié)調(diào)控制光儲。
5)電能耗費(fèi)、新能源使用、節(jié)能數(shù)據(jù)等的統(tǒng)計、分析。
6)用戶管理、權(quán)限管理。
7)重要告警管理等。
二、監(jiān)控管理
（1）光伏監(jiān)控
針對配置光伏發(fā)電系統(tǒng)，光儲充系統(tǒng)具有在線監(jiān)控光伏電池板陣列、環(huán)境監(jiān)測、匯流箱和逆變器等的功能，保證光伏發(fā)電安全運(yùn)行。
測量監(jiān)視：日照、溫度、風(fēng)速等環(huán)境信息，電池板溫度、直流電壓、直流電流、直流功率、逆變器功率等。
狀態(tài)監(jiān)視：交/直流過壓/欠壓、交/直流過流、頻率過/欠告警，過溫、過載、漏電保護(hù)等。
電量監(jiān)視：光伏實時發(fā)電量、總發(fā)電量等。
遙控：逆變器啟動、停止、功率調(diào)節(jié)。
（2）風(fēng)機(jī)監(jiān)控
針對配置風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，站級系統(tǒng)具有在線監(jiān)控并網(wǎng)逆變器等的功能，保證風(fēng)力發(fā)電安全運(yùn)行。
測量監(jiān)視：溫度、風(fēng)速等環(huán)境信息，直流電壓、直流電流、直流功率、逆變器功率等。
狀態(tài)監(jiān)視：交/直流過壓/欠壓、交/直流過流、頻率過/欠告警，過溫、過載、漏電保護(hù)等。
電量監(jiān)視：風(fēng)機(jī)實時發(fā)電量、總發(fā)電量等。
遙控：逆變器啟動、停止、功率調(diào)節(jié)。
（3）儲能監(jiān)控
針對配置的儲能系統(tǒng)，光儲充系統(tǒng)具有在線監(jiān)控儲能電池和PCS雙向逆變器等的功能，保證其剩余容量在合理范圍內(nèi)，保障電池安全、合理利用。
測量監(jiān)視：運(yùn)行模式、功率控制模式，功率、電壓、電流、頻率等預(yù)定值信息、儲能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度。
狀態(tài)告警數(shù)據(jù)：儲能電池充放電狀態(tài)、交/直流過壓/欠壓、交/直流過流、頻率過/欠告警、過溫、過載、漏電保護(hù)等。
電量數(shù)據(jù)：電池電量。
設(shè)置數(shù)據(jù)：PCS啟動、停止、功率調(diào)節(jié)。
（4）充電監(jiān)視
光儲充系統(tǒng)須具有提供充電樁的各類測量監(jiān)視、狀態(tài)監(jiān)視、電量監(jiān)視等的功能。
測量監(jiān)視：充電電流、充電電壓、充電功率、充電時間等。
狀態(tài)監(jiān)視：充電樁狀態(tài)、連接確認(rèn)開關(guān)狀態(tài)。
電量監(jiān)視：充電過程中的實時充電量、充電表底值。
（5）配電監(jiān)控
光儲充系統(tǒng)具有監(jiān)視進(jìn)線配電變壓器高低壓側(cè)開關(guān)的各類測量數(shù)據(jù)、狀態(tài)告警數(shù)據(jù)、電量數(shù)據(jù)等的功能。
測量監(jiān)視：配電變壓器高低壓側(cè)電流、電壓、功率、頻率。
狀態(tài)監(jiān)視：配電變壓器高低壓側(cè)開關(guān)狀態(tài)、保護(hù)裝置動作信號。
電量監(jiān)視：配電變壓器高低壓側(cè)電量。
（6）輔助監(jiān)控
光儲充系統(tǒng)具有監(jiān)控配電房環(huán)境、安防、消防、視頻等功能，并能夠根據(jù)監(jiān)測的異常信息執(zhí)行相關(guān)的聯(lián)動控制，確保運(yùn)行環(huán)境的安全。
三、主要功能
光儲充系統(tǒng)是微電網(wǎng)的最上層管理系統(tǒng)，對微電網(wǎng)中能量按最優(yōu)的原則進(jìn)行分配，協(xié)同微電網(wǎng)內(nèi)各個發(fā)電單元之間的功率流動。它可以實現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控、光伏監(jiān)控、風(fēng)電監(jiān)控、儲能監(jiān)控、配電監(jiān)控、輔助監(jiān)控系統(tǒng)管理、能量統(tǒng)計分析、能量管理、儲能調(diào)度、事件告警、報表管理等功能。相關(guān)功能說明：
設(shè)備監(jiān)控是查看系統(tǒng)中設(shè)備實時數(shù)據(jù)的模塊，以組態(tài)或列表的方式查看設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，并可通過該界面對設(shè)備進(jìn)行控制和動態(tài)配置。
環(huán)境監(jiān)控界面以圖表方式直觀顯示環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)。
通過對能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析，確定建筑物的能耗狀況和設(shè)備能耗效率，從而提供能源管理優(yōu)化措施。系統(tǒng)在完成數(shù)據(jù)處理與上傳的同時，對照明用電、空調(diào)采暖用電、辦公用電、電梯用電、專業(yè)設(shè)備用電、其他用電進(jìn)行分類采集和上報。
告警級別，系統(tǒng)應(yīng)支持多級告警（一般告警、重要告警、緊急告警），各種告警門限值參數(shù)、閾值可設(shè)置，各級告警指示燈的顏色和聲音報警頻率、音量應(yīng)能根據(jù)告警級別自動調(diào)整，當(dāng)告警發(fā)生時均應(yīng)及時自動提示告警，顯示告警信息，并提供告警信息的打印功能。
報表管理，提供查詢、統(tǒng)計、整理和打印有關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，以及實現(xiàn)基礎(chǔ)報表軟件的管理。監(jiān)控管理系統(tǒng)具有將各類歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)和操作記錄等（以下簡稱性能數(shù)據(jù)）保存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫或外置存儲器的功能。
能量管理系統(tǒng)完成對系統(tǒng)中電池BMS信息的采集和數(shù)據(jù)監(jiān)測、儲能變流器等設(shè)備的智能控制，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)充放電管理、并離網(wǎng)切換以及優(yōu)化控制等功能。
輔助監(jiān)控系統(tǒng)是指針對配電房環(huán)境、安防、消防、視頻等變量進(jìn)行集中監(jiān)控。電源、空調(diào)等動力設(shè)備及配電房環(huán)境是保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。對于空調(diào)智能化、光照智能管理等，通過RS485接口可以采集環(huán)境溫濕度、遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)、設(shè)置溫度、設(shè)置運(yùn)行模式等多種操作，從而實現(xiàn)對空調(diào)的遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制，對能耗的損耗達(dá)到最小化。
四，能量管理
基于各系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)、約束條件及預(yù)測數(shù)據(jù)，制定能量協(xié)調(diào)控制策略，實現(xiàn)配網(wǎng)、分布式可再生能源發(fā)電、充電設(shè)施、儲能裝置之間能量的互動融合和靈活調(diào)配。
光伏、風(fēng)機(jī)接入不僅能夠改善這一問題，還有利于節(jié)能減排，同時儲能具有靈活性、可調(diào)度性和快速響應(yīng)的特性，電動汽車亦是需求側(cè)可調(diào)度資源，因此，利用光伏、風(fēng)機(jī)、儲能、電動汽車負(fù)荷聯(lián)合調(diào)度，一方面可改善了充電負(fù)荷的時間分布特性，達(dá)到優(yōu)先吸收光伏、風(fēng)機(jī)電能和減少對電網(wǎng)影響的目標(biāo)；另一方面可減少用戶充電費(fèi)用、增加收益，在經(jīng)濟(jì)方面實現(xiàn)了雙贏。
本項目能量管理涉及的控制策略如下：
（1）并網(wǎng)自動運(yùn)行策略
1、發(fā)電設(shè)備維持在投入狀態(tài)，并網(wǎng)運(yùn)行時，允許微電網(wǎng)向市電反向送電，所以需要保證發(fā)電設(shè)備在投入狀態(tài)，可以最大利用清潔能源。
2、如果電池的SOC值低于90%，則開始為電池充電，SOC值到達(dá)100%后停止充電。
3、放電時如果電池的SOC值低于10%，系統(tǒng)報警一次，但不停止放電。當(dāng)SOC到達(dá)0%時，停止放電，并報警。
4、充放電的功率調(diào)整，以5kw為步長，每次只修正5kw。
5、發(fā)電設(shè)備發(fā)電功率與負(fù)荷用電功率差值變化大于5kw時，策略才進(jìn)行充放電調(diào)整。
（2）削峰填谷策略
1、結(jié)合分時電價信息，定義充電時間段和放電時間段，可以設(shè)置多種充放電模式（一充一放、兩充兩放等）；
2、對于分布式電源所發(fā)電量大于負(fù)荷的消耗時，此時優(yōu)先利用分布式電源的電量對電池進(jìn)行充電，電池充滿后可再向電網(wǎng)饋電；
（3）并網(wǎng)饋電電量來源監(jiān)控策略
1、用電高峰時段通過監(jiān)測PCC點(diǎn)饋電功率及微網(wǎng)發(fā)電功率及用電功率，經(jīng)過計算分析，允許超出負(fù)荷部分的自發(fā)電量饋電上網(wǎng)。
2、通過檢測微網(wǎng)發(fā)電設(shè)備發(fā)電量和負(fù)載消耗量，結(jié)合儲能策略執(zhí)行的時間可計算出儲能系統(tǒng)存儲的微網(wǎng)系統(tǒng)自發(fā)電電量，如用電高峰時段需要調(diào)度儲能所存電量向主網(wǎng)饋電，不得大于儲能系統(tǒng)存儲的微網(wǎng)系統(tǒng)自發(fā)電電量。
（4）優(yōu)化運(yùn)行策略
針對分布式能源發(fā)電、配電網(wǎng)、儲能及用電負(fù)荷之間的優(yōu)化調(diào)度，可以通過對發(fā)電數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式電源的發(fā)電信息和負(fù)荷信息進(jìn)行預(yù)測，并結(jié)合相關(guān)電價、儲能充放電功率與電量搭建優(yōu)化模型，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、粒子群等算法確定風(fēng)光儲充各系統(tǒng)的調(diào)度策略。
圖2 優(yōu)化運(yùn)行策略指定流程
— THE END —
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