安科瑞电气股份有限公司杭州分公司

周颖安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 201801摘要：为构建新型电力系统，满足高比例消纳新能源电力的客观需要。基于宁夏回族自治区固原市某大容量集中式储能示范项目(即“电网侧储能电站”)，分析制定项目应用场景，提出构建共享储能商业模式，探索形成容量电价机制，分析项目的电力辅助服务市场收益，并对项目投资效益进行计算。分析结果表明：该项目投资在经济层面上基本可行，可为各类电力市场建设，以及健全电力辅助服务市场的交易品种与价格机制提供参考。关键词：电网侧储能电站；应用场景；价格机制；投资效益分析；经济效益0引言近年来，中国西北部地区风、光资源富集,新能源发电装机容量大；而中东部地区经济发达，用电负荷高。为适应“源”与“荷”错位分布及大量风、光等新能源接入电网的现状，需要大力发展各类储能技术，突破传统电力系统中电力生产和消费必须“即发即用”的限制，以弥补电网在灵活调节性上的缺口，提升风、光等新能源电力的消纳能力。随着电力系统集成和运行控制技术水平的提高，电化学储能电站规模可达百兆瓦级乃至吉瓦级，其大规模商业化应用条件日趋成熟，但作为新业态，新型储能电站的商业模式与价格机制尚未完全清晰。文献[1]梳理比较了国内外新型储能电站的价格机制与补偿机制，分析了不同模式下新型储能电站的经济性，并对中国新型储能电站的价格机制提出相关建议。文献[2]提出目前中国新型储能产业仍处于商业化和规模化发展初期，相关的市场机制和电价政策还不够完善存在成本疏导不畅、社会主动投资意愿不高等问题，亟须加快推动电力体制改革和全国统一电力市场体系建设，完善新型储能电站投资回报和成本疏导机制。文献[3]总结了国外典型独立式新型储能电站的价格机制的实践和经验，叙述了中国储能电站价格机制的相关探索，认为政府两部制电价模式和独立参与电力市场模式均难以支撑储能电站大规模商业化应用，并提出了基于传递因子的储能电站价格形成机制及成本疏导优化方法。上述文献对储能电站价格机制进行了理论性探索研究，但没有就具体投资实务提出价格机制及分析项目投资的可行性。本文基于宁夏回族自治区(下文简称为“宁夏”)固原市某大容量集中式储能示范项目(该项目为电网侧储能电站)，分析电网现状与需求，研究建立电网侧储能电站应用场景，构建商业模式并尝试形成容量电价机制，据此分析该项目投资在经济层面上是否具有可行性。1电网侧储能电站的应用场景研究1.1电网现状与需求宁夏电网骨干网为750/330/220kV等级，其中，750kV超高压为双回路环网结构；330kV超高压形成环网、双回链式的主辅结合结构，主要位于宁夏南部的吴忠市、中卫市、固原市等地区；220kV高压形成网格状结构，主要位于宁夏北部银川市、石嘴山市等地区。截至2021年底，宁夏电网中，火电总装机容量为29710MW，水电总装机容量为422MW，风电总装机容量为14548MW，光伏发电总装机容量约为13836MW，风、光新能源装机占比达48.5%。电网范围内风、光新能源装机容量规模仍持续快速增长，同时，负荷增长慢，可调节负荷容量有限且尚难充分调动，电力系统调峰资源不足，调节电源以火电为主、小容量水电为辅。新能源电力消纳能力已接近饱和、无法就近消纳等问题日趋严峻。储能电站可在风、光新能源电力的发电高峰时段充电，在发电低峰时段放电，可以随时存储电量并按需输出电量。电网可利用储能电站的削峰填谷能力，减少新能源发电量大或因新能源发电集中并网导致局部断面输电能力受限等造成的“弃电”现象，减少低谷时常规电源配置容量，为新能源电源的发展提供空间。宁夏电网急需利用电网侧储能电站的调节灵活性，弥补新能源发电的间歇性、波动性，促进电网灵活与安全可靠运行。1.2示范项目概况该电网侧储能电站位于固原市，紧邻330kV电网企业变电站。项目装机100MW/200MWh，储能系统为集装箱一体机，由储能变流升压一体机与储能电池集装箱组成。储能单元经过35kV变压后接入110kV升压站，并以1回110kV线路接入电网企业变电站。项目选用磷酸铁锂电池，其响应快、输出功率精度高、易控制、运行方式灵活，可满足电力系统调峰、调频、紧急功率支撑等多种应用需求。该储能电站已于2022年12月31日并网运行。1.3应用场景选择固原市“十四五”期间规划新建新能源装机容量约为2390MW，预计到2025年，固原市累计新能源装机容量将突破3GW，伴随风、光新能源装机容量逐渐增多，减少弃光、弃风率的任务也越来越重。考虑到宁夏及项目所在地新能源装机容量占比逐渐上升的趋势，并结合宁夏当地电力辅助服务市场运营规则，本项目应用场景重点选择为系统调峰与电力供需时间转移，重点解决新能源电力消纳和电力系统调峰问题，可为固原市新能源发电的继续开发与利用创造有利条件，辅助参与有功调频、无功调压等其他场景。2价格机制分析作为新技术、新业态的新型储能形式，电网侧储能电站大规模商业化需要解决一系列系统性问题，商业模式、成本分摊和回收机制是投资商的核心关切点。建立电网侧独立储能电站容量电价机制，逐步推动储能电站参与电力市场[4]是形成电网侧储能价格机制的政策鼓励方向。因此，本项目尝试建立共享储能商业模式，并参与市场电价机制。2.1容量电价机制对于电网侧储能价格机制的制定，主要参考抽水蓄能的价格机制。政府对抽水蓄能价格机制的指导意见是：坚持容量电价与电量电价两部制电价，容量电价补偿调峰成本外的其他成本与赚取合理利润，电量电价补偿调峰的运行成本，以政府定价为主，逐渐推向市场。由于抽水蓄能规模大、服务面广，具体实操仍存在价格核定参数确定、核定程序确定、电价费用分摊机制确定等诸多难题。相比于抽水蓄能电站，以电池为主的电网侧储能电站在建设时受限少、布置灵活，更易于通过市场形成价格机制。共享储能商业模式以市场化通过对外提供储能电站容量租赁服务来分摊建设成本，探索构建电网侧储能电站容量电价机制。鉴于储能电站的只存储能源并不直接产生能源的本质，其资本金基准内部收益率参照抽水蓄能项目设定为6.5%，模拟项目各种生产状态，测算项目收入、成本和收益水平，确定该储能电站容量电价按照回收项目固定资产投资原则测算，并确定为对外招租的基准价。该储能电站单位成本约为200万元/MWh，部分核心电池部件寿命周期约为10年，按照寿命周期内静态回收计算分析，容量租赁基准价设定为20万元/MWh。鉴于该储能电站主要作用是增加新能源电力消纳及装机容量，按照“谁受益、谁承担”的原则，计划向新能源项目提供储能容量租赁服务。宁夏政策要求：新能源项目储能配置比例不低于10%、连续储能时长2h以上。从2021年起，储能设施与新能源项目同步投运。存量项目在2022年12月底前完成储能设施投运[5]。以市场化方式配置储能设施是政策引导的方向，截至2021年底，该储能电站所在区域风电装机容量为938.5MW，光伏发电装机容量为168MW，上述存量项目按政策要求需配置约100MW/200MWh的储能电站。因此，共享储能商业模式有政策引导与需求支撑，该储能电站也与新能源发电项目签署了租赁意向协议。后续希望政府建设公共的租赁市场平台，撮合市场参与方形成租赁交易。2.2市场电价机制新的电力改革目标要求加快电力中长期、现货、辅助服务市场体系建设，当下电网侧储能电站主要可参与电力辅助服务市场，按照市场规则提供有功平衡、无功平衡、事故应急及电网恢复等服务。宁夏电力辅助服务市场于2018年起试运行，现已正式公布了电力辅助服务市场运营规则，但仅明确了电储能参与调峰的价格机制。该储能电站当前只考虑参与辅助调峰服务。根据辅助调峰价格机制及当前调峰补偿价格现状分析，作为火电调峰第1档电量调用后优先调用的调峰主体，调峰价格按照0.6元/kWh上限值申报，处于火电1、2档调峰上限值之间。后续将呼吁政府尽快健全电力辅助服务市场，扩大交易品种，完善相应价格机制，最大化发挥新型储能电站的功效。3投资效益分析3.1项目成本分析该储能电站建设内容包括储能系统、110kV升压站、110kV送出线路等，储能系统采用集装箱一体化方案，预制舱户外布置。测算该储能电站动态投资成本约为40000万元，折合单位投资成本为200万元/MWh，其中储能系统单位投资成本折合为150万/MWh。3.2收入分析该项目收入主要来自容量租赁与调峰补偿。考虑到该储能电站参与辅助调峰时应为容量租赁企业预留对应时段的新增发电空间，租赁容量按实际装机容量的50%考虑。基于宁夏电网年度负荷预测及电源装机规模，对该储能电站进行8760h的生产模拟，计算年完全充放电次数并模拟计算各年充放电量。3.3成本分析储能电站总成本由经营成本、折旧费、摊销费和财务费用构成。3.3.1经营成本该储能电站的经营成本是其日常运转的主要支出，由充放电损耗、检修费用、运行人员成本、其他运行管理费用组成。1)充放电损耗按照“燃煤发电标杆上网电价×(储能充电量–储能放电量)”计算。2)检修费用包括电池系统、储能变流器、储能监控系统、输变电设备接入及辅助设施，检修费通常以费率计取，计算基准为不含建设期利息的固定资产值。第10年需考虑电池大修回收、更换的费用。3)运行人员成本按照少人值守原则，设置站长、主值、电站巡检等简单维护人员，以及厨师、清洁人员等，按定员6人考虑。4)其他运行管理费用主要包括储能电站日常管理开支、对外售电开支及固定资产保险等。固定资产保险按费率计取，费率取0.05%；其余费用按照项目装机容量计算，应合理设立单位费用指标计算。综合以上，计算得到该储能电站的年经营成本约为400万元。3.3.2折旧费及摊销费折旧费和摊销费的计算可按照各投资方的财务管理规定执行，采用常规直线法，按规定选取折旧、摊销年限，选取残值率进行计算。3.3.3财务费用该储能电站的财务费用主要为建设储能电站筹资发生的利息，包括建设期借款、流动资金借款、运营期短期借款所产生的利息。与意向银行沟通，该储能电站长期借款利率为3.5%，流动资金及短期贷款利率为3.25%，采用等额还本付息方式还款。3.4盈利能力分析盈利能力判定指标由项目资本金内部收益率体现。即在拟定的融资方案下，从项目资本金出资者整体的角度，确定其现金流入和现金流出，编制项目资本金现金流量表，利用资金时间价值原理进行折现，计算项目资本金内部收益率RFIR[6]，计算式为：按上述条件，通用财务评价软件测算，该储能电站的资本金内部收益率为6.6%，接近抽水蓄能电站的资本金内部收益率水平，项目投资在经济层面上基本可行。4安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统解决方案4.1概述安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统具有完善的储能监控与管理功能，涵盖了储能系统设备(PCS、BMS、电表、消防、空调等)的详细信息，实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表等功能。在高级应用上支持能量调度，具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、备用电源等控制功能。系统对电池组性能进行实时监测及历史数据分析、根据分析结果采用智能化的分配策略对电池组进行充放电控制，优化了电池性能，提高电池寿命。系统支持Windows操作系统，数据库采用SQLServer。本系统既可以用于储能一体柜，也可以用于储能集装箱，是专门用于储能设备管理的一套软件系统平台。4.2适用场合4.2.1系统可应用于城市、高速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区可再生能源系统监控和能量管理需求。4.2.2工商业储能四大应用场景1）工厂与商场：工厂与商场用电习惯明显，安装储能以进行削峰填谷、需量管理，能够降低用电成本，并充当后备电源应急；2）光储充电站：光伏自发自用、供给电动车充电站能源，储能平抑大功率充电站对于电网的冲击；3）微电网：微电网具备可并网或离网运行的灵活性，以工业园区微网、海岛微网、偏远地区微网为主，储能起到平衡发电供应与用电负荷的作用；4）新型应用场景：工商业储能积极探索融合发展新场景，已出现在数据中心、5G基站、换电重卡、港口岸电等众多应用场景。4.3系统结构4.4系统功能4.4.1实时监测微电网能量管理系统人机界面友好，应能够以系统一次电气图的形式直观显示各电气回路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各回路断路器、隔离开关等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。其中，各子系统回路电参量主要有：三相电流、三相电压、总有功功率、总无功功率、总功率因数、频率和正向有功电能累计值；状态参数主要有：开关状态、断路器故障脱扣告警等。系统应可以对分布式电源、储能系统进行发电管理，使管理人员实时掌握发电单元的出力信息、收益信息、储能荷电状态及发电单元与储能单元运行功率设置等。系统应可以对储能系统进行状态管理，能够根据储能系统的荷电状态进行及时告警，并支持定期的电池维护。微电网能量管理系统的监控系统界面包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电桩及总体负荷组成情况，包括收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同的需求，也可将充电，储能及光伏系统信息进行显示。图2系统主界面子界面主要包括系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电桩信息、通讯状况及一些统计列表等。光伏界面图3光伏系统界面本界面用来展示对光伏系统信息，主要包括逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。储能界面图4储能系统界面本界面主要用来展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。图5储能系统PCS参数设置界面本界面主要用来展示对PCS的参数进行设置，包括开关机、运行模式、功率设定以及电压、电流的限值。图6储能系统BMS参数设置界面本界面用来展示对BMS的参数进行设置，主要包括电芯电压、温度保护限值、电池组电压、电流、温度限值等。图7储能系统PCS电网侧数据界面本界面用来展示对PCS电网侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数等。图8储能系统PCS交流侧数据界面本界面用来展示对PCS交流侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数、温度值等。同时针对交流侧的异常信息进行告警。图9储能系统PCS直流侧数据界面本界面用来展示对PCS直流侧数据，主要包括电压、电流、功率、电量等。同时针对直流侧的异常信息进行告警。图10储能系统PCS状态界面本界面用来展示对PCS状态信息，主要包括通讯状态、运行状态、STS运行状态及STS故障告警等。图11储能电池状态界面本界面用来展示对BMS状态信息，主要包括储能电池的运行状态、系统信息、数据信息以及告警信息等，同时展示当前储能电池的SOC信息。图12储能电池簇运行数据界面本界面用来展示对电池簇信息，主要包括储能各模组的电芯电压与温度，并展示当前电芯的最大、最小电压、温度值及所对应的位置。风电界面图13风电系统界面本界面用来展示对风电系统信息，主要包括逆变控制一体机直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。充电桩界面图14充电桩界面本界面用来展示对充电桩系统信息，主要包括充电桩用电总功率、交直流充电桩的功率、电量、电量费用，变化曲线、各个充电桩的运行数据等。视频监控界面图15微电网视频监控界面本界面主要展示系统所接入的视频画面，且通过不同的配置，实现预览、回放、管理与控制等。4.4.2发电预测系统应可以通过历史发电数据、实测数据、未来天气预测数据，对分布式发电进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。根据功率预测可进行人工输入或者自动生成发电计划，便于用户对该系统新能源发电的集中管控。图16光伏预测界面4.4.3策略配置系统应可以根据发电数据、储能系统容量、负荷需求及分时电价信息，进行系统运行模式的设置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期计划、需量控制、有序充电、动态扩容等。图17策略配置界面4.4.5运行报表应能查询各子系统、回路或设备指定时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等。图18运行报表4.4.6实时报警应具有实时报警功能，系统能够对各子系统中的逆变器、双向变流器的启动和关闭等遥信变位，及设备内部的保护动作或事故跳闸时应能发出告警，应能实时显示告警事件或跳闸事件，包括保护事件名称、保护动作时刻；并应能以弹窗、声音、短信和电话等形式通知相关人员。图19实时告警4.4.7历史事件查询应能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数、电芯温度（锂离子电池）、压力（液流电池）、光照、风速、气压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。图20历史事件查询4.4.8电能质量监测应可以对整个微电网系统的电能质量包括稳态状态和暂态状态进行持续监测，使管理人员实时掌握供电系统电能质量情况，以便及时发现和消除供电不稳定因素。1）在供电系统主界面上应能实时显示各电能质量监测点的监测装置通信状态、各监测点的A/B/C相电压总畸变率、三相电压不平衡度百分百和正序/负序/零序电压值、三相电流不平衡度百分百和正序/负序/零序电流值；2）谐波分析功能：系统应能实时显示A/B/C三相电压总谐波畸变率、A/B/C三相电流总谐波畸变率、奇次谐波电压总畸变率、奇次谐波电流总畸变率、偶次谐波电压总畸变率、偶次谐波电流总畸变率；应能以柱状图展示2-63次谐波电压含有率、2-63次谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电流含有率；3）电压波动与闪变：系统应能显示A/B/C三相电压波动值、A/B/C三相电压短闪变值、A/B/C三相电压长闪变值；应能提供A/B/C三相电压波动曲线、短闪变曲线和长闪变曲线；应能显示电压偏差与频率偏差；4）功率与电能计量：系统应能显示A/B/C三相有功功率、无功功率和视在功率；应能显示三相总有功功率、总无功功率、总视在功率和总功率因素；应能提供有功负荷曲线，包括日有功负荷曲线（折线型）和年有功负荷曲线（折线型）；5）电压暂态监测：在电能质量暂态事件如电压暂升、电压暂降、短时中断发生时，系统应能产生告警，事件能以弹窗、闪烁、声音、短信、电话等形式通知相关人员；系统应能查看相应暂态事件发生前后的波形。6）电能质量数据统计：系统应能显示1min统计整2h存储的统计数据，包括均值、最大值、最小值、95%概率值、方均根值。7）事件记录查看功能：事件记录应包含事件名称、状态（动作或返回）、波形号、越限值、故障持续时间、事件发生的时间。图21微电网系统电能质量界面4.4.9遥控功能应可以对整个微电网系统范围内的设备进行远程遥控操作。系统维护人员可以通过管理系统的主界面完成遥控操作，并遵循遥控预置、遥控返校、遥控执行的操作顺序，可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。图22遥控功能4.4.10曲线查询应可在曲线查询界面，可以直接查看各电参量曲线，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、SOC、SOH、充放电量变化等曲线。图23曲线查询4.4.11统计报表具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。对微电网与外部系统间电能量交换进行统计分析；对系统运行的节能、收益等分析；具备对微电网供电可靠性分析，包括年停电时间、年停电次数等分析；具备对并网型微电网的并网点进行电能质量分析。图24统计报表4.4.12网络拓扑图系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。图25微电网系统拓扑界面本界面主要展示微电网系统拓扑，包括系统的组成内容、电网连接方式、断路器、表计等信息。4.4.13通信管理 可以对整个微电网系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。系统维护人员可以通过管理系统的主程序右键打开通信管理程序，然后选择通信控制启动所有端口或某个端口，快速查看某设备的通信和数据情况。通信应支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。图26通信管理4.4.14用户权限管理 应具备设置用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控操作，运行参数修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。图27用户权限4.4.15故障录波 应可以在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各相关电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。其中故障录波共可记录16条，每条录波可触发6段录波，每次录波可记录故障前8个周波、故障后4个周波波形，总录波时间共计46s。每个采样点录波至少包含12个模拟量、10个开关量波形。图28故障录波4.4.16事故追忆 可以自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时扫描数据，包括开关位置、保护动作状态、遥测量等，形成事故分析的数据基础。 用户可自定义事故追忆的启动事件，当每个事件发生时，存储事故前10个扫描周期及事故后10个扫描周期的有关点数据。启动事件和监视的数据点可由用户指定和随意修改。图29事故追忆4.5系统硬件配置清单5 结论 在新能源装机容量占比大、系统调峰需求高的地区，合理配置大容量、中长时储能电站，是支撑构建新型电力系统、高比例消纳新能源电力的客观需要。本文基于大容量集中式电网侧储能示范项目，构建了共享储能商业模式，探索了市场化提供储能容量租赁服务，并构建了电网侧储能电站容量电价机制，推动储能电站参与相关电力市场。经计算分析，该项目投资收益尚可，在经济层面上基本可行。后续仍需加快各类电力市场建设进度，健全电力辅助服务市场的交易品种与价格机制，推动储能电站参与各类电力市场，最大化发挥新型储能电站的作用。【参考文献】[1]李丰，姚韵，张会娟等.新型储能经济性及价格机制研究[J].价格理论与实践，2022(4)：66-70，204.[2]张森林.关于新型储能市场交易和投资回报机制的思考[J].中国电力企业管理，2022(13)：24-27.[3]时智勇，王彩霞，胡静.独立新型储能电站价格形成机制及成本疏导优化方法[J].储能科学与技术，2022，11(12)：4067-4076.[4]国家发展和改革委会，国家能源局.“十四五”新型储能发展实施方案[EB/OL].(2022-01-29)[2022-03-21].htps://www.ndrc.gov.cn/xwdt/tzgg/202203/t20220321_1319773_ext.html.[5]宁夏回族自治区发展和改革委员会.关于加快促进储能健康有序发展的通知[EB/OL].(2021-07-14).http://fzggw.nx.gov.cn/tzgg/202107/t20210714_2924424.html.[6]陈晓勇，田景奎，杨威.光伏电站区域投资机会研究[J].太阳能，2014(8)：34-38[7]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版[8]陈晓勇，赵鹏，黎宇博，卢新军，高龙，李富强.基于实际案例的电网侧储能电站应用场景及经济效益分析作者简介：周颖，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司。手机:18721095851（微信同号），QQ:2880956070，邮箱:2880956070@qq.com

周颖安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801摘要：介绍了一种电动汽车集成一体式充电站的设计，解决了传统电动汽车充电站占地面积大、建设周期长、充电桩扩展难等问题，并且采用高度集成化的设计，可使运营商在场站迁移时大大减少损失。除此之外，本充电站还配置了光伏发电系统、储能系统，在利用清洁能源实现节能减排的同时，还可缓解集中使用充电桩时对电网产生的冲击。关键词：电动汽车充电站；光储充；一体化0前言 随着“双碳”目标的提出以及新能源汽车行业利好政策不断，电动汽车的市场占有率不断提高，截至2022年已达到25.6%，提前3年完成国家《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》提出的到2025年达到20%的目标。充电桩作为新能源汽车的配套基础设施，早在2020年已被纳入新基建当中，其需求与新能源汽车的发展呈正相关。 但目前充电桩的建设存在以下问题：城市土地资源紧张，新增充电站用地选址难；电动汽车充电站初始投入大，回报周期长；加装充电桩周期长，难以配合充电需求灵活扩展；缺少光伏发电及储能等功能系统，经济效益低。 因此，针对以上问题，提出一种电动汽车集成一体式充电站的方案，与传统充电站的对比如表1所示，其具有高度集成、体积小、扩展灵活以及功能配置丰富等特点，主要包括5部分：高压部分、变压器部分、低压部分、充电部分、光伏部分和储能部分。表1电动汽车集成一体式充电站与传统充电站的对比表方案占地面积/m2电动汽车一体式充电站10.35箱变+充电堆+直流充电桩16.10箱变+一体式直流充电桩19.701关键设计1.1外箱结构设计 为使充电站的占地面积*小，故须对各个部分采用小型化设计或特殊结构设计。但考虑到可替换性以及经济性，高压柜、变压器以及充电设备应采用常规方案，这样方便出现设备故障时进行快速更换。而低压部分由于电压为0.4kV，柜内带电体的电气距离较之于高压侧小很多，且低压侧的故障多数为单个零件的异常，整柜更换的情况较少，因此可对低压柜进行小型化设计，这样可以在高度方向缩小尺寸，进而设置变压器部分在低压部分的上层，形成外箱的双层结构。 外箱顶盖设计为覆盖整个充电站，这样可以为充电设备提供更好地工况，即使多数充电设备可户外使用，但长期暴晒雨淋还是会使其故障率增加；另外，顶盖设计有光伏组件，顶盖的面积越大，发电量也会越大，因此全覆盖式的顶盖更适合此充电站，如图1所示。图1电动汽车集成一体式充电站外箱结构设计1.2光伏设计 光伏系统的设计可分为2部分，充电站的外箱顶盖的光伏、充电站车棚的光伏。目前，市场上有多种光伏发电组件，如单晶硅、多晶硅、HIT、非晶硅、铜铟镓硒和碲化镉等，虽然这些组件已标定了功率，但是在相同的运行条件下，实际发电效率却有所不同，碲化镉在太阳辐射量较高，少云或多云地区有优势，广东多为此气候。另外，外箱顶盖上安装光伏发电组件，*好选用体积小、重量轻的组件，避免顶盖受压过重而变形。故此，顶盖上选用碲化镉光伏发电玻璃，车棚上的光伏组件的选择应与顶盖光伏组件一致，这样可使逆变器的输入参数一致，运行更稳定。图2充电站车位布置图图3离网逆变器系统架构图1.3储能设计 储能系统与箱式变电站一体化设计，安全防护设计为重点。铅酸电池技术成熟、稳定性好，并且可回收利用，市场价格优势明显，非常适合此方案的设计。储能电池室设置在高压室背面，电池规格为150A·h/12V，共设30节，可储大约54kW·h。针对电池的运行状态，配置了电池巡检仪装置，包括1个监控装置屏和2个电池巡检装置模块，这样就可以实时监测单体电池的状态，如图4所示。图4储能电池室设计 此外，为对防火安全进一步提升，对储能电池室四周侧壁加装防火水泥板，以及在顶部安装悬挂式七氟丙烷气体自动灭火装置，这样可以保证即使发生火灾也可以*大限度地阻挡火势的蔓延。在安防警示方面，设置两个声光报警器在充电站顶盖上，为正在站内充电的人员发出告警驱离。2应用案例 此为电动汽车集成一体式充电站的实际工程验证，该充电站占地面积约900m2，设有18个充电车位，还配置有休息室，道路四周环绕，进出方便。充电设备采用了充电堆+分体式直流充电桩的方案，共设14支分体式直流充电桩，单桩额定功率250kW，充电堆功率为600kW，通过矩阵式柔性分配技术，为分体式直流充电桩输出*佳充电功率。此外，该充电站还设有4支7kW的交流慢充桩，其电源主要由光伏储能系统供电，为电动汽车供给绿色电能，提高经济效益的同时实现低碳减排，符合国家“双碳”的目标，如图5所示。图5开平海鸿集成一体式充电站3安科瑞充电桩收费运营云平台系统选型方案3.1概述 AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不间断地数据采集和监控，实时监控充电桩运行状态，进行充电服务、支付管理，交易结算，资要管理、电能管理，明细查询等。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压，欠压，绝缘低各类故障进行预警；充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝，云闪付扫码充电。3.2应用场所 适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。3.3系统结构系统分为四层：1）即数据采集层、网络传输层、数据中心层和客户端层。2）数据采集层：包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。3）网络传输层：通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。4）数据中心层：包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。5）应客户端层：系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。 小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能，同时为运维人员提供运维APP，充电用户提供充电小程序。3.4 安科瑞充电桩云平台系统功能3.4.1智能化大屏 智能化大屏展示站点分布情况，对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示，同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩，查看设备使用率，合理分配资源。3.4.2实时监控 实时监视充电设施运行状况，主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压电流，充电桩告警信息等。3.4.3交易管理 平台管理人员可管理充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作，可查看小区用户每日的充电交易详细信息。3.4.4故障管理 设备自动上报故障信息，平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理，同时运维人员可通过运维APP收取故障推送，运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。3.4.5统计分析 通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度，查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。3.4.6基础数据管理 在系统平台建立运营商户，运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施，维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动，同时可管理在线卡用户充值、 冻结和解绑。3.4.7运维APP 面向运维人员使用，可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行远程参数设置，同时可接收故障推送3.4.8充电小程序 面向充电用户使用，可查看附近空闲设备，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。3.5系统硬件配置类型型号图片功能安科瑞充电桩收费运营云平台AcrelCloud-9000安科瑞响应国家节能环保、绿色出行的号召，为广大用户提供慢充和快充两种充电方式壁挂式、落地式等多种类型的充电桩，包含智能7kW交流充电桩，30kW壁挂式直流充电桩，智能60kW/120kW直流一体式充电桩等来满足新能源汽车行业快速、经济、智能运营管理的市场需求，提供电动汽车充电软件解决方案，可以随时随地享受便捷高效安全的充电服务，微信扫一扫、微信公众号、支付宝扫一扫、支付宝服务窗，充电方式多样化，为车主用户提供便捷、高效、安全的充电服务。实现对动力电池快速、高效、安全、合理的电量补给，能计时，计电度、计金额作为市民购电终端，同时为提高公共充电桩的效率和实用性。互联网版智能交流桩AEV-AC007D额定功率7kW，单相三线制，防护等级IP65，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用。通讯方：4G/wifi/蓝牙支持刷卡，扫码、免费充电可选配显示屏互联网版智能直流桩AEV-DC030D额定功率30kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用通讯方式：4G/以太网支持刷卡，扫码、免费充电互联网版智能直流桩AEV-DC060S额定功率60kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用通讯方式：4G/以太网支持刷卡，扫码、免费充电互联网版智能直流桩AEV-DC120S额定功率120kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用通讯方式：4G/以太网支持刷卡，扫码、免费充电10路电瓶车智能充电桩ACX10A系列10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。ACX10A-TYHN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，扫码、免费充电ACX10A-TYN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，免费充电ACX10A-YHW：防护等级IP65，支持刷卡，扫码，免费充电ACX10A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡，扫码，免费充电ACX10A-YW：防护等级IP65，支持刷卡、免费充电ACX10A-MW：防护等级IP65，仅支持免费充电2路智能插座ACX2A系列2路承载电流20A，单路输出电流10A，单回路功率2200W，总功率4400W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别，报警上报。ACX2A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡、扫码充电ACX2A-HN：防护等级IP21，支持扫码充电ACX2A-YN：防护等级IP21，支持刷卡充电20路电瓶车智能充电桩ACX20A系列20路承载电流50A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率11kW。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别，报警上报。ACX20A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡，扫码，免费充电ACX20A-YN：防护等级IP21，支持刷卡，免费充电落地式电瓶车智能充电桩ACX10B系列10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。ACX10B-YHW：户外使用，落地式安装，包含1台主机及5根立柱，支持刷卡、扫码充电,不带广告屏ACX10B-YHW-LL：户外使用，落地式安装，包含1台主机及5根立柱，支持刷卡、扫码充电。液晶屏支持U盘本地投放图片及视频广告智能边缘计算网关ANet-2E4SM4路RS485 串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC 12 V ～36 V 。支持4G扩展模块，485扩展模块。扩展模块ANet-485M485模块：4路光耦隔离RS485扩展模块ANet-M4GM4G模块：支持4G全网通导轨式单相电表ADL200单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，输入电流：10（80）A；电能精度：1级支持Modbus和645协议证书：MID /CE认证导轨式电能计量表ADL400三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相总有功电能，总正反向有功电能统计，总正反向无功电能统计；红外通讯；电流规格：经互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级证书：MID /CE认证无线计量仪表ADW300三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，有功电能计量（正、反向）、四象限无功电能 、总谐波含量、分次谐波含量（2～31次） ；A、B、C、N四路测温；1路剩余电流测量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD显示；有功电能精度：0.5S级（改造项目推荐）证书：CPA/CE认证导轨式直流电表DJSF1352-RN直流电压、电流、功率测量，正反向电能计量，复费率电能统计，SOE事件记录:8位LCD显示:红外通讯:电压输入*大1000V，电流外接分流器接入(75mV)或霍尔元件接入(0-5V);电能精度1级，1路485通讯，1路直流电能计量AC/DC85-265V供电证书：MID/CE认证面板直流电表PZ72L-DE直流电压、电流、功率测量，正反向电能计量:红外通讯:电压输入*大1000V，电流外接分流器接入·(75mV)或霍尔元件接入(0-20mA0-5V);电能精度1级证书：CE认证电气防火限流式保护器ASCP200-63D导轨式安装，可实现短路限流灭弧保护、过载限流保护、内部超温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测等功能;1路RS485通讯，1路NB或4G无线通讯(选配);额定电流为0~63A，额定电流菜单可设。4 结束语 本文介绍了一种电动汽车集成一体式充电站，其占地面积小，并且集光、储、充于一体，功能配置丰富，完美解决了传统电动汽车充电站占地面积大、建设周期长、充电桩扩展难、资源利用率低等问题。另外，一体式设计减少了土建面积，不但降低了投资，还能为充电站增加更多的车位，大大提高了充电站的效益；另一方面，运营商在场站迁移时可对整套设备进行搬迁，大大减少了损失。实际运行案例证明了该设计方案的运行可靠。参考文献[1]张小明，喻准.城中村用电增容解决方案及应用案例[J].农村电气化，2021（6）：9−11.[2]刘建光，张小明.一种双层双变压器箱式变电站的设计及应用[J].农村电气化，2022（12）：5−9.[3]喻金.电动汽车智能小型化双层预装式变电站设计[J].农村电气化，2020（9）：48−50,58[4]麦栋明.电动汽车集成一体式充电站设计.[5]安科瑞企业微电网应用手册2020.06版.作者简介周颖，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司。手机:18721095851（微信同号），QQ:2880956070，邮箱:2880956070@qq.com

周颖安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801摘要：基于“双碳”目标，对光储充一体化充电站进行分析，了解其综合能源服务建设标准，结合现有优化途径，以传统产品为核心，设置综合化服务体系。分析认为，综合能源服务能够实现能源再生、储存、分析等新型技术，保障能源彼此之间相互利用，实现能源系统高效率、低成本，是一种行之有效的能源应用方法。关键词：“双碳”目标；光储充一体化；充电站；综合能源0 引言 通过储能削峰填谷，可有效减少充电站的负荷，为建设企业提供充足的经济效益，还可挖掘当地的环保资源。通过能源接入以及技术更新，为后续能源供电技术提供支持，解决建设区域、周围区域的用电出行需求。1 光储充一体化充电站建设项目概述 光储充一体化充电站建设项目，可以通过综合措施，将光伏、储能、充电进行有机结合，分“昼、夜”两种运行模式。在白昼可通过分布式光伏发电，为电动汽车提供充足电能，满足分布式光伏发电消纳率。还可利用电池储能技术，在用户低谷时间段进行充电，在用电高峰时间段放电，减少彼此之间的负荷差异，满足供电需求。对光伏发电储能优化能源进行配置，综合充电站提供行之有效的充电服务，能够节约用户充电成本，满足用户绿色能源以及出行需求。此外，结合车辆停放，开展光储充一体化充电站综合服务。2光储充一体化充电站建设的要求2.1基本原则 在运行的基本原则中，对光储充一体化充电站进行分析，其原则包含了分散布置、集中控制。安全可靠，充放电速率快。储能电站接入源网系统，应用充分的光伏充电指标，通过充电桩为电动汽车实现充电、余电上网。在电价低谷时刻，还能够实现储能系统放电。结合能量管理、系统调节、微电网内部电力消纳，自觉实现离网切换。在市电停电时，储能系统就可以实现脱网。为充电桩提供应急电源，尽可能将电网停电所造成的不良影响降至最低。在应用原则中，要体现其长久、便捷化。如主要应用于给电动汽车充电以及小区、商业中心、停车场等设置供电所，与相关部门联合，建设充电标准。车站、码头、机场也要建设供电场，还要具备“黑启动”功能。2.2项目需求 在项目建设中，要以一体化充电设施以及能源互相交融为最佳控制原则，满足项目需求。项目建设需满足以下4项设计需求：1）光伏发电系统设计需求。在某区域内根据停车棚开展光伏系统建设，光伏发电系统主要包含282kW屋顶光伏面板。结合6台50kW组串式光伏逆变器，能够将产生的直流电转换成交流电，纳入光储存一体化充电站，实现分布式清洁能源的高效利用。2）储能系统布置200kW·h磷酸铁锂电池储能系统，根据100kW储能变流器以及接入的一体化充电站400V低压母线。一方面，能够充分消纳光伏发电系统产生的冗余电量，避免电能浪费。而另一方面，也能够满足削峰填谷的需求。3）电动汽车充电系统如某园区内，现运行30辆电动公交车，为当地居民提供上下班通勤服务。因此，30辆电动车需要建设总容量为1940kW电动汽车充电站。充电站内部要设置两种充电桩，第1种充电桩为大功率直流充电桩，第2种为交流慢速充电桩。二者之间能够自动为园区电动公交车提供自动充电服务，该充电桩还可对外营业收取额外充电服务费用。4）综合能源管理系统。搭建综合能源管理系统能够建立分布式发电、智能用电、综合用电管理模式。在软件体系架构中，包含操作系统、支撑系统、应用系统三大层次。3光储充一体化充电站设计分析3.1电站电池选择分析 分析储能系统，其有双向流动特征。因此，对于大规模储能并网，将配电网做一个多电源集成系统，配电网的流向将对现有的机电保护方案产生一定的引导作用，使用户电力设备稳定运行。但继电保护装置若失效、误动，就会导致配电网继电保护装置的灵敏度降低，使保护设备出现拒动问题。且相邻线路瞬时速断、保护误触等故障，也会对电流造成干扰[3]。故障出现在系统电源以及储能线路中时，储能系统融合并网动作与配电装置重合，有可能导致重合时间配合不均或系统处于放电状态。但并未在重合闸动作前退出，导致重合闸出现失效问题。而在故障发生后，前端线路器出现跳闸问题。但分布式储能电站对智能配电网依然输送电流导致故障点，事故进一步扩大。3.2电池管理系统设计 在基本模型构建中，要了解储能充电时的吸收有用功，以及在放电时的有用功是否出现SOC值减小等问题。在构建的公式中，SOC作为初始值，要结合充放电时间段的功率，了解充电效率、放电效率，设置预警值，将预警值设置为数字“1”。在构建公式中，可如以下公式所示：SOCmin<SOCt<SOCmax式中：“SOCmin”以及“SOCmax”分别表示在储能过程中所允许的最大SOC值以及最小SOC值。3.3能量管理系统设计 结合分布式储能功率分配能够了解每个储能量的多少，以及在分配过程中及是否处于相对均衡状态。要考虑各储能定额功率SOC值来决定其输出功率。具体分配方法要分析充电SOC函数以及放电SOC函数。在基于储能的额定功率中，将数据“N”作为总储能个数。当对多个储能点进行充放电时，SOC较高的储能少充多放，而SOC较低的储能多充少放，二者之间要保持相对均衡性，设计合理的充电数据值非常重要。在基础比较过程中，结合函数Logistic为核心，建立函数数据模型。了解储能SOC自变量对应的函数公式：Fc（hx）=1+exp-200（5-x）当SOC数据值处于较小状态下，整体充电函Fc（hx）取值较大。而放电函数Fd（isx）取值较小时，SOC充电功率以及放电功率也会相应调整。3.4能力管理对策设计 在能力管理对策设计中，可通过“SOC”均衡分布式储能聚合进行研究。例如，要基于一致性算法分布规则，将储能作为两大单位。如储能“i”以及储能“j”，当储能“i”以及储能“j”相连时，就能够实现相互交融、相互通信，最后形成连通图。在一致性算法分布规则控制中，当储能“i”对储能“j”发送对应的信息时，能够表示顶点i、顶点j的相容性。任何一种一致性算法的通信建模，都能够看出一致性算法的数据更灵活，且不要求相连储能之间的通信包容性更强。按照一致性算法的图连要求，要定义充、放电的一致性变量公式。按照有领导一致性算法分布式技能控制，其智能配电网的控制中心只要向分布式储能领导者下达对应的控制指令，就可以进行计算，防止以往在指定下达时出现的偏差，实现通信功率分配。在储能设备的相互通信过程中，发送接收相应的已知变量信息，进行充电初始化、放电初始化计算。当控制中心发出总充、总放控制指令后，就可以进行充放电的多次迭代计算。了解一致性变化总量相同，实现分布式储能聚合控制。结合数据模型提供的数据，可以实现数据实时分析、调控、筛选，达到“一致性”建设要求。4 综合能源服务建设模式分析4.1合能源服务分析 国外综合能源服务，主要重点在于无领导一致性算法，分布式储能的聚合控制要构建通信建模，了解到一个包含全部储能的有向图。确定输入矩阵“P”、输出矩阵“Q”。控制中心只需要向分布式储能的某一个储能下达总放、充电控制指令，就可以保证各储能之间实现通讯功率匹配。发送以及接受一致性变量调整下信息，而非其他储能定额功率以及SOC信息。在进行迭代前，要进行一次性变量，功率效以及功率调整效要进行初始化。对于控制中心发出的指令进行多次迭代后，就可以计算出整个功率分配任务，完成分布式储能的聚合控制。在功率更新项的修正中，SOC函数值若小于1，就会导致迭代过程变慢。为了避免此类现象，要在迭代计算前乘上大于1的量，避免影响功率分配。在无领导一致算法中，所有的SOC公式以及数据模型都能够进行储能迭代计算。计算结果较为精准，满足运行需求。且相关人员后续能够继续进行计算优化，调节模型不合理之处。4.2合能源服务分析 我国储能系统包含电池仓以及设备仓，电池系统以“电芯”为最小单位，包含电池模组、电池簇。要结合现场实际需求，配置对应的电池容量。在设备仓内部要放置储能变流器以及交流配电柜、直流配电柜、消防系统、动环监控轨道，对储能系统的交流母线要将其接入系统内部，提高能源的利用效率，保障电能实现优化配置。完成本地能源以及用电负荷量的均衡，与公共电网灵活应对，独立运行。能够更好地缓解充电桩对电网的用电冲击，还可解决城市充电基础设施建设的电网问题。充电桩的激活方式，主要通过扫码充电。充电桩内部包含智能监控系统以及计量系统，能够精准对电能进行输出控制以及数据计算。充电桩智能控制器对电桩的测量控制具备保护功能。在交流电输出后，通过内置的智能电表，将输出电能实现精准控制，上传给电能控制器以及网络运营平台，实现过欠压保护、短路保护、过流保护、漏电保护、接地检测、过温保护等多重功能，具备IP54防护等级。4.3源服务发展前景 目前，充电站在建设过程中，绝大多数在空地建设。新型建设方可在充电站顶棚建设光伏，满足充电站用电需求，适用于商业园、工业园、住宅区等范围。在屋顶上，通过批量建设的光伏储能系统，减少运行成本。在后续，随着光储充一体化的进一步发展，其建设成本将会降低。考量储能电池、电动汽车退役的动力电池，实现阶梯式利用。在节约成本的同时，高效利用能源，保障电池回收有新的解决方向，进一步优化电站建设效率。由此可见，从基本功能分析，光储充一体化充电站的功能为多元化供电、清洁能源供给、节能减排等。在后续要结合市示范应用场站，实现大面积推广。4.4典型用户用能特点分析 从优化调度中，考虑锂电池损耗模型的削峰填谷优化问题。锂电池损耗模型通常用于描述电池在充放电过程中的性能衰减。削峰填谷优化是一种策略，旨在降低电池充放电过程中的峰值电流Ipeak，reduced，以减少电池的损耗。下面是一个简单的锂电池削峰填谷优化公式的示例：Ipeak，reduced=Ipea（k1-QDelta，SOC/QSOC，ma）x式中：Ipeak为原始峰值电流；QDelta，SOC为考虑削峰填谷优化后的SOC（StateofCharge，电池荷电状态）变化量；QSOC，max为电池的最大SOC值（通常为100%）。这个公式假设电池的峰值电流与SOC的变化量之间存在线性关系。通过调整SOC变化量（QDelta，SOC），可以降低峰值电流，从而降低电池损耗。在实际应用中，可能需要考虑更复杂的模型和算法，以更准确地描述锂电池的损耗特性。此外，客户端优化需要结合实际信息，在实践过程中，要求分析并预测次日用户用电负荷使用特征。将信息发送至客户端EMS中，达到次日用户的用电充放电行为分析，帮助用户节约用电成本。结合用户的电力负荷情况，保障整体数据、数字模型得到优化。调度算法分为日前优化算法以及日内优化算法，可供电池储能系统容量配置，为后续日内优化提供指导意见。需要注意的是，各公式之间的约束性与中间变量有一定关联。在优化求解算法中，建设一个非线性的多目标优化架构。采用粒子群算法，将理想目标函数作为衡量指标，所有的粒子通过参照，处于最优位置，保证其粒子运动方向能够被精准捕捉。粒子算法具有不依赖初始值，且使用参数较小、收集速度较快等优势。系统能够判定各粒子的位置以及各参数对应位置，完成优化问题的解析。根据Cpeak、Closs计算结果，重新计算各粒子的适应度。在算法结束后，采用对应函数计算完成求解，将约束条件以函数单位“G（X）”作为表示粒子，群算法的适用公式为“S（X）+G（X）”。5 Acrel-2000MG充电站微电网能量管理系统5.1平台概述 Acrel-2000MG微电网能量管理系统，是我司根据新型电力系统下微电网监控系统与微电网能量管理系统的要求，总结国内外的研究和生产的先进经验，专门研制出的企业微电网能量管理系统。本系统满足光伏系统、风力发电、储能系统以及充电站的接入，*进行数据采集分析，直接监视光伏、风能、储能系统、充电站运行状态及健康状况，是一个集监控系统、能量管理为一体的管理系统。该系统在安全稳定的基础上以经济优化运行为目标，促进可再生能源应用，提高电网运行稳定性、补偿负荷波动；有效实现用户侧的需求管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，提高电力设备运行效率、降低供电成本。为企业微电网能量管理提供安全、可靠、经济运行提供了全新的解决方案。 微电网能量管理系统应采用分层分布式结构，整个能量管理系统在物理上分为三个层：设备层、网络通信层和站控层。站级通信网络采用标准以太网及TCP/IP通信协议，物理媒介可以为光纤、网线、屏蔽双绞线等。系统支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。5.2平台适用场合 系统可应用于城市、高速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区可再生能源系统监控和能量管理需求。5.3系统架构 本平台采用分层分布式结构进行设计，即站控层、网络层和设备层，详细拓扑结构如下：6充电站微电网能量管理系统解决方案6.1实时监测 微电网能量管理系统人机界面友好，应能够以系统一次电气图的形式直观显示各电气回路的运行状态，实时监测光伏、风电、储能、充电站等各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各回路断路器、隔离开关等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。其中，各子系统回路电参量主要有：相电压、线电压、三相电流、有功/无功功率、视在功率、功率因数、频率、有功/无功电度、频率和正向有功电能累计值；状态参数主要有：开关状态、断路器故障脱扣告警等。 系统应可以对分布式电源、储能系统进行发电管理，使管理人员实时掌握发电单元的出力信息、收益信息、储能荷电状态及发电单元与储能单元运行功率设置等。 系统应可以对储能系统进行状态管理，能够根据储能系统的荷电状态进行及时告警，并支持定期的电池维护。 微电网能量管理系统的监控系统界面包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电站及总体负荷组成情况，包括收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同的需求，也可将充电，储能及光伏系统信息进行显示。图1系统主界面 子界面主要包括系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电站信息、通讯状况及一些统计列表等。6.1.1光伏界面图2光伏系统界面 本界面用来展示对光伏系统信息，主要包括逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。6.1.2储能界面图3储能系统界面 本界面主要用来展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。图4储能系统PCS参数设置界面 本界面主要用来展示对PCS的参数进行设置，包括开关机、运行模式、功率设定以及电压、电流的限值。图5储能系统BMS参数设置界面 本界面用来展示对BMS的参数进行设置，主要包括电芯电压、温度保护限值、电池组电压、电流、温度限值等。图6储能系统PCS电网侧数据界面 本界面用来展示对PCS电网侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数等。图7储能系统PCS交流侧数据界面 本界面用来展示对PCS交流侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数、温度值等。同时针对交流侧的异常信息进行告警。图8储能系统PCS直流侧数据界面 本界面用来展示对PCS直流侧数据，主要包括电压、电流、功率、电量等。同时针对直流侧的异常信息进行告警。图9储能系统PCS状态界面 本界面用来展示对PCS状态信息，主要包括通讯状态、运行状态、STS运行状态及STS故障告警等。图10储能电池状态界面 本界面用来展示对BMS状态信息，主要包括储能电池的运行状态、系统信息、数据信息以及告警信息等，同时展示当前储能电池的SOC信息。图11储能电池簇运行数据界面 本界面用来展示对电池簇信息，主要包括储能各模组的电芯电压与温度，并展示当前电芯的电压、温度值及所对应的位置。6.1.3风电界面图12风电系统界面 本界面用来展示对风电系统信息，主要包括逆变控制一体机直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。6.1.4充电站界面图13充电站界面 本界面用来展示对充电站系统信息，主要包括充电站用电总功率、交直流充电站的功率、电量、电量费用，变化曲线、各个充电站的运行数据等。6.1.5视频监控界面图14微电网视频监控界面 本界面主要展示系统所接入的视频画面，且通过不同的配置，实现预览、回放、管理与控制等。6.1.6发电预测 系统应可以通过历史发电数据、实测数据、未来天气预测数据，对分布式发电进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。根据功率预测可进行人工输入或者自动生成发电计划，便于用户对该系统新能源发电的集中管控。图15光伏预测界面6.1.7策略配置 系统应可以根据发电数据、储能系统容量、负荷需求及分时电价信息，进行系统运行模式的设置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期计划、需量控制、防逆流、有序充电、动态扩容等。 具体策略根据项目实际情况（如储能柜数量、负载功率、光伏系统能力等）进行接口适配和策略调整，同时支持定制化需求。图16策略配置界面6.1.8运行报表 应能查询各子系统、回路或设备*时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能、尖峰平谷时段电量等。图17运行报表6.1.9实时报警 应具有实时报警功能，系统能够对各子系统中的逆变器、双向变流器的启动和关闭等遥信变位，及设备内部的保护动作或事故跳闸时应能发出告警，应能实时显示告警事件或跳闸事件，包括保护事件名称、保护动作时刻；并应能以弹窗、声音、短信和电话等形式通知相关人员。图18实时告警6.1.10历史事件查询 应能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数、电芯温度（锂离子电池）、压力（液流电池）、光照、风速、气压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。图19历史事件查询6.1.11电能质量监测 应可以对整个微电网系统的电能质量包括稳态状态和暂态状态进行持续监测，使管理人员实时掌握供电系统电能质量情况，以便及时发现和消除供电不稳定因素。1）在供电系统主界面上应能实时显示各电能质量监测点的监测装置通信状态、各监测点的A/B/C相电压总畸变率、三相电压不平衡度*和正序/负序/零序电压值、三相电流不平衡度*和正序/负序/零序电流值；2）谐波分析功能：系统应能实时显示A/B/C三相电压总谐波畸变率、A/B/C三相电流总谐波畸变率、奇次谐波电压总畸变率、奇次谐波电流总畸变率、偶次谐波电压总畸变率、偶次谐波电流总畸变率；应能以柱状图展示2-63次谐波电压含有率、2-63次谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电流含有率；3）电压波动与闪变：系统应能显示A/B/C三相电压波动值、A/B/C三相电压短闪变值、A/B/C三相电压长闪变值；应能提供A/B/C三相电压波动曲线、短闪变曲线和长闪变曲线；应能显示电压偏差与频率偏差；4）功率与电能计量：系统应能显示A/B/C三相有功功率、无功功率和视在功率；应能显示三相总有功功率、总无功功率、总视在功率和总功率因素；应能提供有功负荷曲线，包括日有功负荷曲线（折线型）和年有功负荷曲线（折线型）；5）电压暂态监测：在电能质量暂态事件如电压暂升、电压暂降、短时中断发生时，系统应能产生告警，事件能以弹窗、闪烁、声音、短信、电话等形式通知相关人员；系统应能查看相应暂态事件发生前后的波形。6）电能质量数据统计：系统应能显示1min统计整2h存储的统计数据，包括均值、*值、*值、95%概率值、方均根值。7）事件记录查看功能：事件记录应包含事件名称、状态（动作或返回）、波形号、越限值、故障持续时间、事件发生的时间。图20微电网系统电能质量界面6.1.12遥控功能 应可以对整个微电网系统范围内的设备进行远程遥控操作。系统维护人员可以通过管理系统的主界面完成遥控操作，并遵循遥控预置、遥控返校、遥控执行的操作顺序，可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。图21遥控功能6.1.13曲线查询 应可在曲线查询界面，可以直接查看各电参量曲线，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、SOC、SOH、充放电量变化等曲线。图22曲线查询6.1.14统计报表 具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的发电、用电、充放电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。对微电网与外部系统间电能量交换进行统计分析；对系统运行的节能、收益等分析；具备对微电网供电可靠性分析，包括年停电时间、年停电次数等分析；具备对并网型微电网的并网点进行电能质量分析。图23统计报表6.1.15网络拓扑图 系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。图24微电网系统拓扑界面 本界面主要展示微电网系统拓扑，包括系统的组成内容、电网连接方式、断路器、表计等信息。6.1.16通信管理 可以对整个微电网系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。系统维护人员可以通过管理系统的主程序右键打开通信管理程序，然后选择通信控制启动所有端口或某个端口，快速查看某设备的通信和数据情况。通信应支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。图25通信管理6.1.17用户权限管理 应具备设置用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控操作，运行参数修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。图26用户权限6.1.18故障录波 应可以在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各相关电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。其中故障录波共可记录16条，每条录波可触发6段录波，每次录波可记录故障前8个周波、故障后4个周波波形，总录波时间共计46s。每个采样点录波至少包含12个模拟量、10个开关量波形。图27故障录波6.1.19事故追忆 可以自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时扫描数据，包括开关位置、保护动作状态、遥测量等，形成事故分析的数据基础。 用户可自定义事故追忆的启动事件，当每个事件发生时，存储事故前10个扫描周期及事故后10个扫描周期的有关点数据。启动事件和监视的数据点可由用户随意修改。7 结束语 光储充一体化充电站设置的目的，是要满足车辆充电需求。与传统充电模式相比，光储充一体化充电站具备智能化、自动化的优势。可以在建设区域内利用空闲场地，提供清洁能源以及储能技术，为充电站、配电网提供优质可靠电量。【参考文献】【1】闵德权，江可鉴，刘蕊，等.纯电动货车充电站的两阶段选址定容模型[J].重庆理工大学学报，2023，37（1）：186-195.【2】时珊珊，魏新迟，张宇，等.考虑多模式融合的光储充电站储能系统优化运行策略[J].中国电力，2023，56（3）：144-153.【3】刘浏，喻小宝，卢娜.基于“双碳”目标的光储充一体化充电站刍议综合能源服务建设模式分析【4】安科瑞高校综合能效解决方案2022.5版.【5】安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.作者简介周颖，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要从事宿舍安全用电研究发展。手机：18721095851（同微信号）；QQ：2880956070；邮箱:2880956070@qq.com

周颖安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 2018010 引言 近日，多地接连发布关于优化分时电价机制的通知，以更好地发挥峰谷分时电价政策作用，鼓励用户削峰填谷和提高电力系统运行效率。 电价价差是决定用户侧储能经济性的重要因素，多地峰谷分时电价差拉大，工商业储能作为用户侧储能的典型应用迎来发展机遇1用户侧储能的迎来发展机遇用户侧储能的典型应用迎来发展机遇。 多地调整峰谷分时电价。峰谷价差整体呈拉大的趋势，工商业储能发展迎来重大利好。工商业储能的客户群体为工业或者商业终端，应用场景为工业园区、商业中心、数据中心、通信基站、行政大楼、医院、学校、住宅等，其规模介于户用储能和大储之间。根据各省投资项目在线审批监管平台信息，今年1月1日以来，包括江苏省盐城正扬钢绳1MW/2MWh工商业储能电站等多个用户侧储能项目新获备案。 国内咨询机构科方得Co-Found智库研究负责人张新原向《证券日报》记者表示：“储能系统可以在电价低谷时段充电，高峰时段放电，大幅降低企业用电成本，随着分时电价政策的不断完善，工商业储能市场的发展空间将进一步扩大。 工商业储能成重要方向，经济性是工商业储能发展的主要驱动因素。目前工商业储能主要有峰谷套利、需量管理、需求响应、政策补贴四种获利模式。峰谷价差的扩大，大幅提升了一些地区的工商业储能经济性。根据高工产业研究院数据，在广东省、浙江省等区域自用项目中，采用峰谷套利盈利方式的占比达到90%以上。 泓达光伏创始人刘继茂在接受《证券日报》记者采访时表示：“只有当峰谷价差达到0.5元/度以上，工商业储能的投资才能展现出一定的价值。”数据显示，2023年全国各地峰谷价差呈增长趋势，12月份进入迎峰度冬阶段，不少地区峰谷电价差超过0.7元/度。 我国工商业储能产业正处于发展初期，例如，宁德时代、比亚迪、安科瑞、阳光电源、科士达、鹏辉能源、科陆电子等A股上市公司已在这一领域布局，并且相继推出多样化的产品。比如安科瑞发展的工商业储能系统，在分时电价差距扩大及高耗能电价上涨的趋势之下，工商业储能将有效解决用户侧对于用电经济性的客观诉求。2安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统解决方案2.1概述 安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统具有完善的储能监控与管理功能，涵盖了储能系统设备(PCS、BMS、电表、消防、空调等)的详细信息，实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表等功能。在高级应用上支持能量调度，具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、备用电源等控制功能。系统对电池组性能进行实时监测及历史数据分析、根据分析结果采用智能化的分配策略对电池组进行充放电控制，优化了电池性能，提高电池寿命。系统支持Windows操作系统，数据库采用SQLServer。本系统既可以用于储能一体柜，也可以用于储能集装箱，是专门用于储能设备管理的一套软件系统平台。2.2适用场合2.2.1系统可应用于城市、高速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区可再生能源系统监控和能量管理需求。2.2.2工商业储能四大应用场景工厂与商场：工厂与商场用电习惯明显，安装储能以进行削峰填谷、需量管理，能够降低用电成本，并充当后备电源应急；2）光储充电站：光伏自发自用、供给电动车充电站能源，储能平抑大功率充电站对于电网的冲击；3）微电网：微电网具备可并网或离网运行的灵活性，以工业园区微网、海岛微网、偏远地区微网为主，储能起到平衡发电供应与用电负荷的作用；4）新型应用场景：工商业储能积极探索融合发展新场景，已出现在数据中心、5G基站、换电重卡、港口岸电等众多应用场景。2.3系统结构2.4系统功能2.4.1实时监测 微电网能量管理系统人机界面友好，应能够以系统一次电气图的形式直观显示各电气回路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各回路断路器、隔离开关等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。其中，各子系统回路电参量主要有：三相电流、三相电压、总有功功率、总无功功率、总功率因数、频率和正向有功电能累计值；状态参数主要有：开关状态、断路器故障脱扣告警等。 系统应可以对分布式电源、储能系统进行发电管理，使管理人员实时掌握发电单元的出力信息、收益信息、储能荷电状态及发电单元与储能单元运行功率设置等。 系统应可以对储能系统进行状态管理，能够根据储能系统的荷电状态进行及时告警，并支持定期的电池维护。 微电网能量管理系统的监控系统界面包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电桩及总体负荷组成情况，包括收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同的需求，也可将充电，储能及光伏系统信息进行显示。图2系统主界面 子界面主要包括系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电桩信息、通讯状况及一些统计列表等。2.4.1.1光伏界面图3光伏系统界面 本界面用来展示对光伏系统信息，主要包括逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。2.4.1.2储能界面图4储能系统界面 本界面主要用来展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。图5储能系统PCS参数设置界面 本界面主要用来展示对PCS的参数进行设置，包括开关机、运行模式、功率设定以及电压、电流的限值。图6储能系统BMS参数设置界面 本界面用来展示对BMS的参数进行设置，主要包括电芯电压、温度保护限值、电池组电压、电流、温度限值等。图7储能系统PCS电网侧数据界面 本界面用来展示对PCS电网侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数等。图8储能系统PCS交流侧数据界面 本界面用来展示对PCS交流侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数、温度值等。同时针对交流侧的异常信息进行告警。图9储能系统PCS直流侧数据界面 本界面用来展示对PCS直流侧数据，主要包括电压、电流、功率、电量等。同时针对直流侧的异常信息进行告警。图10储能系统PCS状态界面 本界面用来展示对PCS状态信息，主要包括通讯状态、运行状态、STS运行状态及STS故障告警等。图11储能电池状态界面 本界面用来展示对BMS状态信息，主要包括储能电池的运行状态、系统信息、数据信息以及告警信息等，同时展示当前储能电池的SOC信息。图12储能电池簇运行数据界面 本界面用来展示对电池簇信息，主要包括储能各模组的电芯电压与温度，并展示当前电芯的最大、最小电压、温度值及所对应的位置。2.4.1.3风电界面图13风电系统界面 本界面用来展示对风电系统信息，主要包括逆变控制一体机直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。2.4.1.4充电桩界面图14充电桩界面 本界面用来展示对充电桩系统信息，主要包括充电桩用电总功率、交直流充电桩的功率、电量、电量费用，变化曲线、各个充电桩的运行数据等。2.4.1.5视频监控界面图15微电网视频监控界面 本界面主要展示系统所接入的视频画面，且通过不同的配置，实现预览、回放、管理与控制等。2.4.2发电预测 系统应可以通过历史发电数据、实测数据、未来天气预测数据，对分布式发电进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。根据功率预测可进行人工输入或者自动生成发电计划，便于用户对该系统新能源发电的集中管控。图16光伏预测界面2.4.3策略配置 系统应可以根据发电数据、储能系统容量、负荷需求及分时电价信息，进行系统运行模式的设置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期计划、需量控制、有序充电、动态扩容等。图17策略配置界面2.4.4运行报表 应能查询各子系统、回路或设备指定时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等。图18运行报表2.4.5实时报警 应具有实时报警功能，系统能够对各子系统中的逆变器、双向变流器的启动和关闭等遥信变位，及设备内部的保护动作或事故跳闸时应能发出告警，应能实时显示告警事件或跳闸事件，包括保护事件名称、保护动作时刻；并应能以弹窗、声音、短信和电话等形式通知相关人员。图19实时告警2.4.6历史事件查询 应能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数、电芯温度（锂离子电池）、压力（液流电池）、光照、风速、气压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。图20历史事件查询2.4.7电能质量监测 应可以对整个微电网系统的电能质量包括稳态状态和暂态状态进行持续监测，使管理人员实时掌握供电系统电能质量情况，以便及时发现和消除供电不稳定因素。1）在供电系统主界面上应能实时显示各电能质量监测点的监测装置通信状态、各监测点的A/B/C相电压总畸变率、三相电压不平衡度百分百和正序/负序/零序电压值、三相电流不平衡度百分百和正序/负序/零序电流值；2）谐波分析功能：系统应能实时显示A/B/C三相电压总谐波畸变率、A/B/C三相电流总谐波畸变率、奇次谐波电压总畸变率、奇次谐波电流总畸变率、偶次谐波电压总畸变率、偶次谐波电流总畸变率；应能以柱状图展示2-63次谐波电压含有率、2-63次谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电流含有率；3）电压波动与闪变：系统应能显示A/B/C三相电压波动值、A/B/C三相电压短闪变值、A/B/C三相电压长闪变值；应能提供A/B/C三相电压波动曲线、短闪变曲线和长闪变曲线；应能显示电压偏差与频率偏差；4）功率与电能计量：系统应能显示A/B/C三相有功功率、无功功率和视在功率；应能显示三相总有功功率、总无功功率、总视在功率和总功率因素；应能提供有功负荷曲线，包括日有功负荷曲线（折线型）和年有功负荷曲线（折线型）；5）电压暂态监测：在电能质量暂态事件如电压暂升、电压暂降、短时中断发生时，系统应能产生告警，事件能以弹窗、闪烁、声音、短信、电话等形式通知相关人员；系统应能查看相应暂态事件发生前后的波形。6）电能质量数据统计：系统应能显示1min统计整2h存储的统计数据，包括均值、最大值、最小值、95%概率值、方均根值。7）事件记录查看功能：事件记录应包含事件名称、状态（动作或返回）、波形号、越限值、故障持续时间、事件发生的时间。图21微电网系统电能质量界面2.4.8遥控功能 应可以对整个微电网系统范围内的设备进行远程遥控操作。系统维护人员可以通过管理系统的主界面完成遥控操作，并遵循遥控预置、遥控返校、遥控执行的操作顺序，可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。图22遥控功能2.4.9曲线查询 应可在曲线查询界面，可以直接查看各电参量曲线，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、SOC、SOH、充放电量变化等曲线。图23曲线查询2.4.10统计报表 具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。对微电网与外部系统间电能量交换进行统计分析；对系统运行的节能、收益等分析；具备对微电网供电可靠性分析，包括年停电时间、年停电次数等分析；具备对并网型微电网的并网点进行电能质量分析。图24统计报表2.4.11网络拓扑图 系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。图25微电网系统拓扑界面 本界面主要展示微电网系统拓扑，包括系统的组成内容、电网连接方式、断路器、表计等信息。2.4.12通信管理 可以对整个微电网系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。系统维护人员可以通过管理系统的主程序右键打开通信管理程序，然后选择通信控制启动所有端口或某个端口，快速查看某设备的通信和数据情况。通信应支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。图26通信管理2.4.13用户权限管理 应具备设置用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控操作，运行参数修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。图27用户权限2.4.14故障录波 应可以在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各相关电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。其中故障录波共可记录16条，每条录波可触发6段录波，每次录波可记录故障前8个周波、故障后4个周波波形，总录波时间共计46s。每个采样点录波至少包含12个模拟量、10个开关量波形。图28故障录波2.4.15事故追忆 可以自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时扫描数据，包括开关位置、保护动作状态、遥测量等，形成事故分析的数据基础。 用户可自定义事故追忆的启动事件，当每个事件发生时，存储事故前10个扫描周期及事故后10个扫描周期的有关点数据。启动事件和监视的数据点可由用户指定和随意修改。图29事故追忆2.5系统硬件配置清单3 结论 随着电力能源结构转型的不断深化，预计未来多地峰谷价差有望缓步拉大，工商业储能迎来利好，经济性凸显将令赛道企业加速发展。【参考文献】[1]丁蓉.多地峰谷电价差扩大工商业储能市场打开空间[N].证券报[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版作者简介：周颖，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司。手机:18721095851（微信同号），QQ:2880956040，邮箱:2880956070@qq.com

周颖安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801摘 要：本文基于国内外研究的基础，结合政策背景,提出碳中和校园建设思路，对碳中和校园做出一定的展望与建议。关键词：碳中和；能源结构0 引言 国务院印发的《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》（国发〔2021〕4号）明确，到2025年，产业结构、能源结构、运输结构明显优化，生产生活方式绿色转型成效显著，绿色低碳循环发展的生产体系、流通体系、消费体系初步形成。到2035年，绿色发展内生动力显著增强，绿色产业规模迈上新台阶，重点行业、重点产品能源资源利用效率达到国际先进水平，生态环境根本好转，美丽中国建设目标基本实现。 教育部办公厅与国家发展改革委办公厅于2020年4月联合印发了《绿色学校创建行动方案》，对各地教育部门提出积极开展绿色学校创建行动的要求，树立绿色学校先进典型，完善绿色学校创建制度、政策、标准体系，将绿色学校创建与长远建设发展紧密结合，将创建工作与学校常规工作有机结合，培养绿色生活方式蔚然成风等建设理念。1 碳中和校园建设必要性 在校园碳减排、碳中和以及可持续发展等方面，加拿大的高校表现优异，有丰富的经验和案例可参考借鉴。英国《泰晤士报》显示，加拿大的英属哥伦比亚大学（UBC）在2010年全球大学应对气候变化教育影响等级排名第一，可持续发展指标排在全球高校第三名。1997年至今的20多年来，UBC在校园可持续发展与低碳校园方面做出很多努力与尝试，在全球绿色低碳发展中一直处于领先地位，已建立了一套相对完善且应用效果明显的绿色低碳校园发展方案。 2007年UBC就实现了《京都议定书》的减排目标。UBC全面贯彻并培养师生低碳可持续发展理念，深入开展校园基础设施、设备运维、校园生活建设研究，积极在全球和地区低碳可持续发展上做引领和示范。在教育教学方面，学校支持教师研发低碳相关课程体系，为在校的学生提供绿色低碳课程，同时鼓励研究绿色低碳项目。在技术的不断改进下，UBC校园二氧化碳排放量（2007—2019年）下降了38％。 国内也有很多高校积极探索“零碳校园”建设，北京科技大学在碳达峰碳中和目标背景下积极探索，形成适用于自身的绿色低碳可持续发展道路。北京科技大学积极研究节能减排技术，探索建设低碳校园，学校大力推进碳排放控制技术的实施，积极推进节能改造项目，“零碳校园”建设投资额度超1000万元。在探索建设零碳校园过程中，对建筑、基础设施实施节能改造，大力淘汰落后高耗能设备，推广应用节能照明设备，建设节能监管平台，安装智能计量水表、智能电表，改进供暖智能控制，建设低碳节能数据中心。终取得了年降低能耗折合403.97吨标准煤、减少碳排放约1050吨的成果。 高校是人口密度很高的单位，是一个独特的社会结构，学习、教育、科研和生活相对集中，相应的设施设备使用率很高，是重点能源消耗单位，住建部发布的统计报告显示，我国高校人均年碳排放是全国人均的将近五倍。 政府部门倡导高校建设低碳校园，并相继出台政策鼓励高校减少碳排放。低碳校园的建设任务繁重且周期长，仅凭政策的推动和研究机构的技术创新是不够的。作为社会的重要组成部分，高校有责任、有义务减少校园自身的碳排量，在减排降耗方面为社会做示范和表率，使其成为传播低碳理念的载体。因此，致力降低校园的碳排放，推进绿色校园建设，是高校低碳高质量发展的路径。 校园碳中和目标的实现可依托现有管理与科研技术，从降碳、零碳、负碳的途径逐步实施。学校可设立碳减排、碳中和工作组，制定绿色校园建设和打造碳中和校园的实施方案，建设碳排放管理体系和能源管理体系，构建能源、碳排管理制度。 根据碳中和的实现路径——降碳、零碳、负碳，将碳中和校园建设分三步走：第一步，构建校园碳资产及能效管理平台。构建校园各级各类用能碳资产及能效管理平台，根据校园碳排放管理指标设定科学指标管理。第二步，采取充分减排措施。校园楼宇内部要充分运用减排措施和技术手段，能源生产端利用新能源，能源消费端充分节能减排。推进光伏建设和清洁能源替代，开发校园碳汇。第三步，开展碳汇交易实现碳中和。对于无法实现碳中和的主体，进行碳汇交易，购买绿色能源，积极参与碳普惠市场，终实现碳中和。利用学校科研力量开展CCUS等技术研究。2碳中和校园建设具体措施2.1全面开展碳盘查，建立碳监管系统 参与碳中和行动，首先要对学校的碳排放开展全面盘查，对碳排放源及碳排放行为进行全面的梳理。根据碳盘查情况，建立相应的碳监测与管理体系和平台，为实现校园碳中和做好前期工作。基于碳盘查结果建立校级碳监测与管理系统，可涵盖如下三个系统。一是碳盘查、碳监测系统，负责校园内碳排放源、排放设施盘查和监测，及时发现新增碳排放源并更新碳排放总量；二是碳评估管理系统，设定碳排放目标，实行碳排放绩效考核，评估校园碳排放量、碳排放强度，分析相关影响因素；三是碳方案系统，根据监测结果，智能推荐减排方案并提供指导校内的碳中和工作。2.2充分采取减排措施，提高能源利用效率 摸清校园能源消费情况，一般校园消费能源种类主要集中在热力、天然气、汽油、柴油、空调、照明、数据中心、实验设备、电梯等设备。食堂、后勤等主要消耗天然气，公务用车主要消耗汽油、柴油。学校需要进一步提高可再生能源利用效率，对高耗能设备进行节能改造，推进太阳能光伏、空气源热泵等项目建设，提高可再生能源占比；实施空调节能改造、使用节能照明设备等项目提高电能利用效率。推广新能源汽车的应用，公务用车减少汽油、柴油车的采购，尽量选用新能源汽车，与此同时配备足量的充电桩，供新能源车和校内教职工使用。鼓励师生开展衣物回收、“光盘行动”、垃圾分类、使用共享单车等，将绿色低碳融入生活。 校园中有乔木、灌木和草地等多种绿化形式，合理布局绿化用地，扩建校园绿植，增加绿化面积，提高固碳率，积极开发校园碳汇。对于无法实现碳中和的部分，可考虑借助碳金融手段或根据需要购买碳汇、开发碳汇项目，来抵消碳排放。2.3接入碳普惠市场，参与碳汇交易 校园可积极从碳交易、碳金融以及低碳管理政策等诸方面开展学术研究和合作交流，重点研究气候投融资与碳金融。根据碳排放交易市场、地方碳普惠市场及校园碳资产管理特点，结合碳金融与碳管理研究中心的研究优势，利用碳普惠机制打造校园个人碳账户，借助消费券、学分、评比等方式激励师生积极减碳。对食堂、超市、快递店等外包主体的减碳行为也进行量化，利用碳管理平台和第三方的核算认证，评选优减碳商家。同时鼓励食堂、超市、快递店商家开展以减碳为主题的促销活动等，挖掘校园碳减排潜力，形成碳普惠项目，积极参与上海碳普惠市场，通过普惠项目获取减排量以抵消部分碳排放量，学校也可通过碳普惠市场获得收益。通过建立碳排放核查体系、利用数字化手段完成可持续的碳核查，建立校园碳资产管理。校园通过碳资产管理，可以实现碳资产的保值增值。2.4开展低碳教育，建设绿色校园 开展低碳教育，可增设选修课、公开课，面向全校师生开展低碳发展教育。组织开展讲座和相关活动，以各类环保节日为契机，开展低碳知识科普讲座、知识竞赛等活动；在全区各级各类学校推广“碳币交易市场”，建立全区通用的“碳币交易市场”，将学生节约纸张、交通出行、“光盘行动”等低碳实践活动换算成“碳币”；举办绿色低碳活动，每年举办区级、校级绿色低碳活动，活动可集发明创造展示、创意成果展示、论坛讲座于一体。高校是培育富有创造力、能够顺应社会经济发展人才的摇篮，是学生体现自我人生价值、走向成功的主要途径。建设低碳校园，在一定程度上促进了全社会低碳概念的普及，有效地降低了碳排放量，在缓解全球温室效应方面的重要性也不言而喻。清晰的规划是碳中和目标实现的基础，摸清碳排“家底”是明确碳减排、碳中和规划路径的前提。碳中和校园建设需制定节能减排措施，以先进的可再生能源技术和节能改造技术，提高教职工与学生的节能环保意识，共同建设“零碳校园”。校园碳中和的实现需要的不仅是决策者和学生的责任感，更离不开有保障性的制度、政策体系的支撑。高校在开展碳中和目标规划时，要兼顾国家、地方的能源结构、碳排放目标规划和碳排放现状。高校探索建设碳中和校园，为碳中和校园建设提供示范，具有长远的历史意义和现实价值。3安科瑞高校综合能效解决方案3.1校园电力监控与运维 集成设备所有数据，综合分析、协同控制、优化运行，集中调控，集中监控，数字化巡检，移动运维，班组重新优化整合，减少人力配置。3.2后勤计费管理 采用先进的网络抄表付费管理技术，实现电、水、气等能源综合计费，实现远程抄表、费率设置、账单统计汇总等，支持微信、支付宝、一卡通等充值支付方式，可设置补贴方案。通过能源付费管理方式，培养用能群体和部门的节能意识。3.2.1宿舍用电管理 针对学生宿舍用电进行管理控制：可批量下发基础用电额度和定时通断功能；可进行恶性负载识别，检测违规电气，并可获取违规用电跳闸记录。3.2.2商铺水电收费 针对校园超市、商铺、食堂及其他针对个体的水电用能进行预付费管理。3.2.3充电桩管理平台 充电桩在“源、网、荷、储、充”信息能源结构中是必不可缺的。充电桩应用管理同样是校园生活服务中必不可缺的一部分。3.2.4智能照明管理通过对高校路灯的全局监测，提供对路灯灵活智能的管理，实现校园内任一线路，任一个路灯的定时开关、强制开关、亮度调节，以及定时控制方案灵活设置，确保路灯照明的智能控制和高效节能。3.3能源管理系统 针对校园水、电、气等各类接入能源进行统计分析，包含同比分析、环比分分析、损耗分析等。了解用能总量和能源流向。 按校园建筑的分类进行采集和统计的各类建筑耗电数据。如办公类建筑耗电、教学类建筑耗电、学生宿舍耗电等，对数据分门别类的分析，提供领导决策，提高管理效能。 构建符合校园节能监管内容及要求的数据库，能自动完成能耗数据的采集工作，自动生成各种形式的报表、图表以及系统性的能耗审计报告，能够监测能耗设备的运行状态，设置控制策略，达到节能目的。3.4智慧消防系统 智慧消防云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”需求。从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就迅速能够迅速通知到达相关人员。4.平台部署硬件选型4.1电力监控与运维平台应用场合产品型号功能变电所运维云平台AcrelCloud-1000AcrelCloud-1000变电所运维云平台基于互联网＋、大数据、移动通讯等技术开发的云端管理平台，满足用户或运维公司监测众多变电所回路运行状态和参数、室内环境温湿度、电缆及母线运行温度、现场设备或环境视频场景等需求，实现数据一个中心，集中存储、统一管理，方便使用，支持具有权限的用户通过电脑、手机、PAD等各类终端链接访问、接收报警，并完成有关设备日常和定期巡检和派单等管理工作。智能网关Anet系列8个RS485串口2kV隔离，2个以太网接口，支持ModbusRTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188、DL/T645等通讯协议设备的接入，支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC-60870-5-104等上传协议、支持多中心不同数据服务要求，支持断点续传，装置电源:220VAC/DC。ANet-2E4SM4路RS485串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC12V～36V。支持4G扩展模块，485扩展模块,可扩展16路。10KV进/馈线AM6-L相间电流速断保护，相间限时电流速断保护（可带低压闭锁），相间过电流保护（可带低压闭锁），两段式零序过流保护，反时限相间过流保护（可带低压闭锁），零序反时限过流保护，过负荷保护，控制回路异常告警。10/0.4KV变压器AML-S分合闸位置、手车工作/试验位置、接地刀闸位置、硬接点信号(保护跳闸、装置告警、控制回路断线、装置异常、未储能、事故总等)、报文(过流、过负荷、超温报警、过温报警、装置告警、PT断线、CT断线、对时异常等)、遥控开关、故障波形分析(故障录波、故障波形、故障记录、跳闸、故障电流电压)等。35kV/100kV/6kV间隔智能操控、35kV/10kV/6kV传感器ASD500一次回路动态模拟图、弹簧储能指示、高压带电显示及闭锁、验电、核相、自动温湿度控制及显示（标配一路强制加热）、远方/就地旋钮、分合闸旋钮、储能旋钮、人体感应、柜内照明控制、RS485接口、高压柜内电气接点无线测温。35kV/10kV/6kV传感器合金片固定，CT感应取电，启动电流大于5A，测温范围-50-125℃，测量精度±1℃；无线传输距离空旷150米；35kV/10kV/6kV间隔电参量测量APM810三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In；四象限电能；实时及需量；电流、电压不平衡度；负载电流柱状图显示；66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录；2-63次谐波；2DI+2DORS485/Modbus；LCD显示；变压器接头测温低压进出线柜接头测温ARTM-Pn可至多配套60个ATE400测温传感器，无线温度传感器ATE400适用于手车式动触头，电缆与母排搭接处，隔离刀闸搭接处等电气搭接点的温度测量，采用捆绑式安装。可使用ATC-400无线测温接收器接收数据。该终端可单独安装在高压柜、低压抽屉柜内。中低压回路WHD72-11WHD温湿度控制器产品主要用于中高压开关柜、端子箱、环网柜、箱变等设备内部温度和湿度调节控制。工作电源：AC/DC85～265V工作温度：-40.0℃～99.9℃工作湿度：0RH～99RHADW300三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，有功电能计量（正、反向）、四象限无功电能、总谐波含量、分次谐波含量（2～31次）；A、B、C、N四路测温；1路剩余电流测量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD显示；有功电能精度：0.5S级（改造项目推荐）DTSD1352三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相总有功电能，总正反向有功电能统计，总正反向无功电能统计；红外通讯；电流规格：经互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级4.2后勤计费管理4.2.1宿舍/商业预付费平台应用场景型号图 片保护功能预付费云平台AcrelCloud-3200系统为B/S架构，主要包括前端管理网站和后台集抄服务，配合公司的预付费电表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用户计量箱ADF300L系列，实现电能计量和电费管理等功能。另外可以选配远传阀控水表组成水电一体预付费系统，达到先交费后用水的目的，剩余水量用完自动关阀。智能数据采集Anet系列8个RS485串口2kV隔离，2个以太网接口，支持ModbusRTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188、DL/T645等通讯协议设备的接入，支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC-60870-5-104等上传协议、支持多中心不同数据服务要求，支持断点续传，装置电源:220VAC/DC。ANet-2E4SM4路RS485串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC12V～36V。支持4G扩展模块，485扩展模块,可扩展16路。ABox5000多路RS485接口，能对多种终端设备进行数据采集支持网口通过ModbusTcp协议采集其它系统或设备转发的数据提供6路DC12/24V电压输出接口支持4级遥测越限告警，遥信变位告警功能支持断点续传功能，实时检测，防止数据丢失计量及预付费仪表DDSY1352-Z·全电参量测量：U、1、P、Q、S、PF·预付费功能：可设置欠费蔬闸功能，除欠用电功能·恶性负数识别，作息时间·RS-485通讯接口，MODBUS或DL／T645规约·具有CPA证书DTSY1352-Z.全电参量测量：U、1、P、Q、S、PF·不平衡度、2-31次请波测量.数据冻结功能·高精度0.5S级电能计量·预付费功能·恶性负载识别，作息时间管理·RS-485通讯接口，MODBUS或DL／T645规约·具有CPA证书ADW300支持多种通讯方式：支持RS-485，NB-loT、LoRa、WIFI及4G通讯支持多种规格外置开口式互感器，方便改造项目接线支持多路DUDO、温度、漏电监测·具有电能质量分析和需量统计功能·具有CPA证书DDSY1352-xDM一进多出，可实现宿舍照明，插座、空调，卫生间等用电分路计量和控制·谐波1％（2-42），2％（43-63）·全电参量测量：U、1、P、Q、S、PFABox5000数据融合终端·预付费功能：基础用电下发·支持网口通过ModbusTcp协议采集其它系统或设备转发的数据多路RS485撞口，能对多种终瑞设备进行数据采集·恶性负载识别：阻性负载识别、相位插座识别、夜间小功率载跳闸记录·提供6路DC12／24V电压输出接口·作息时间管理ADF400系列支持12路三相或36路单相组合计量，可单三相混用，直接接入与互感器接入混用：全电参量测量：U、1、P、Q、S、PF·高精度0.5S级电能计量·预付费功能·恶性负载识别，作息时间管理LXSY系列预付费功能∶先买水后用水，欠费关闯远传功能支持总线通讯和物联网通讯双显功能电子显示和机械字轮显示阀门自动维护、IP68防防护ENC测试达到国家标准、克服环境电磁干扰影响，稳定性强中压产品AM系列综合保护装置·具有级强的数据处理，逻辑造算和信息存储能力，可为35kY及以下电压等级的进线，馈线、变压器，高压电动机，高压电容器等对象提供过负荷、低电压、过电压、热过载、非电量等保护功能，防止事故扩大，降低高价值设备损坏的风险。APView500相电压电流＋零序电压零序电流，电压电流不平衡度，有功无功功率及电能、事件告警及故障录波，谐波（电压／电流63次谐波、63组间谐波、谐波相角、谐波含有率、谐波功率、谐波畸变率、K因子）、波动／闪变、电压暂升、电压暂降、电压瞬态、电压中断、1024点波形采样、触发及定时录波，波形实时显示及故障波形查看，PQDIF格式文件存储，内存32G,16D0+22D1,通讯2RS485+1RS232+1GPS,3以太网接口（＋1维护网口）＋1USB接口，支持U盘读取数据，支持61850协议。智能仪表及用电监控装置APM系列全电量测量，四象限电能，复费率电能，仪表内部温度测量，总有功、总无功、总视在电能脉冲输出、秒脉冲等可选。三相电流、有功功率、无功功率、视在功率实时需量(包含时间戳)。电流、线电压、相电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、电流总谐波、电压总谐波的本月值和上月值(包含时间戳)。中文显示，有功电能0.2s级。通讯方式：RS485，Prifibus-DP、以太网AEM系列三相电力参数测量、电压和电流的相角、四象限电能计量、复费率、需量、历史电能统计、开关量事件记录、历史值记录、31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）、开关量、报警输出通讯方式：RS485接口，支持Modbus-RTU协议ARCM系列ARCM系列电气火灾探测器可对配电回路的剩余电流、导线温度等火灾危险参数实施监控和管理，集成度高，体积小巧，安装方便，防范因泄漏电流而导致的电气火灾.4.2.2充电桩管理平台应用场景型号图 片保护功能充电桩管理平台AcrelCloud-9000采用泛在物联、云计算、大数据、移动通讯、智能传感等技术手段可为用户提供能源数据采集、统计分析、能效分析、用能预警、设备管理等服务，平台可以广泛应用于多种领域。新能源汽车充电桩AEV-AC007D-LCD输入输出电压：AC220V1个充电接口，充电线长5米；输出功率7km；扫码、刷卡支付：标配无线通讯：4G、WIFI、蓝牙三选一（下单备注规格，无备注默认4G通讯）。AEV-DC060S直流60kw双枪一体充电机AEV-DC120S直流120kw双枪一体充电机智能电动车充电桩ACX10A系列10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。ACX10A-TYHN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，扫码、免费充电ACX10A-TYN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，免费充电ACX10A-YHW：防护等级IP65，支持刷卡，扫码，免费充电ACX10A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡，扫码，免费充电ACX10A-YW：防护等级IP65，支持刷卡、免费充电ACX10A-MW：防护等级IP65，仅支持免费充电ACX2A系列2路承载电流20A，单路输出电流10A，单回路功率2200W，总功率4400W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别，报警上报。ACX2A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡、扫码充电ACX2A-HN：防护等级IP21，支持扫码充电ACX2A-YN：防护等级IP21，支持刷卡充电4.2.3智能照明管理应用场景产品型号功能普通照明配电箱ASL220-S系列1、ALIBUS总线扩展模块，通信链路供电。2、功耗：≤5VA3、4路16A磁保持继电器输出，输出可通过按钮手动控制，输出状态液晶屏显示。4、2路开关量输入，可接入开关、报警、人体红外感应器等信号。5、外形尺寸:144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。6、35mm标准导轨式安装按键面板ASL220-F1/21联两键1、ALIBUS总线场景面板，通信链路供电；2、1联2键轻触按键，多彩背光指示，金、黑、灰可选；3、每个按键支持长按、短按功能，均可实现开关、调光、场景控制；4、外形尺寸:86mm(W)*86mm(H)*24mm(D)；5、86底盒安装探测器ASL220-PM/TPIR+照度传感器1、ALIBUS总线传感器，通信链路供电,功耗：20mA@24V；2、特殊运算电路，可通过红外感应探测到人体动作；4、安装方式：嵌入式；5、外形尺寸：ф80mm*33mm；产品外露尺寸：ф80mm*2.5mm备用照明双切箱ASL210-S系列1、ALIBUS总线扩展模块，通信链路供电。2、功耗：≤3VA3、4路16A磁保持继电器输出。4、1路开关量输入，可接入开关、报警、人体红外感应器等信号，1路485通讯。5、外形尺寸:108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。6、消防联动启动一般照明（备用照明）。7、35mm标准导轨式安装应用场景产品型号功能普通照明配电箱ASL220-S系列1、ALIBUS总线扩展模块，通信链路供电。2、功耗：≤5VA3、4路16A磁保持继电器输出，输出可通过按钮手动控制，输出状态液晶屏显示。4、2路开关量输入，可接入开关、报警、人体红外感应器等信号。5、外形尺寸:144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。6、35mm标准导轨式安装按键面板ASL220-F1/21联两键1、ALIBUS总线场景面板，通信链路供电；2、1联2键轻触按键，多彩背光指示，金、黑、灰可选；3、每个按键支持长按、短按功能，均可实现开关、调光、场景控制；4、外形尺寸:86mm(W)*86mm(H)*24mm(D)；5、86底盒安装探测器ASL220-PM/TPIR+照度传感器1、ALIBUS总线传感器，通信链路供电,功耗：20mA@24V；2、特殊运算电路，可通过红外感应探测到人体动作；4、安装方式：嵌入式；5、外形尺寸：ф80mm*33mm；产品外露尺寸：ф80mm*2.5mm备用照明双切箱ASL210-S系列1、ALIBUS总线扩展模块，通信链路供电。2、功耗：≤3VA3、4路16A磁保持继电器输出。4、1路开关量输入，可接入开关、报警、人体红外感应器等信号，1路485通讯。5、外形尺寸:108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。6、消防联动启动一般照明（备用照明）。7、35mm标准导轨式安装IP网关ASL200-485-IPIP协议转换器（ALIBUS<-->TCP/IP）1、1路ALIBUS通信总线接口。2、1路RS4853、1路以太网接口，以太网通讯4、串口速率1200~115200bps可配置。串口支持标准MODBUS-RTU协议。5、外形尺：96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D)。6、35mm标准导轨式安装7、IP地址设置连接、ALIBUS系统组网扩容、ALIBUS通讯软件连接IP辅助电源ASL200-P20辅助电源1、输入电压范围：176-264VAC2、输出电压及功率：24VDC/20W3、电压调整范围：21.6~29V4、工作温度:-40~+70℃5、外形尺寸：96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D)6、35mm标准导轨式安装4.3能源管理系统应用场景型号图 片保护功能能耗管理云平台AcrelCloud-5000采用泛在物联、云计算、大数据、移动通讯、智能传感等技术手段可为用户提供能源数据采集、统计分析、能效分析、用能预警、设备管理等服务，平台可以广泛应用于多种领域。智能网关Anet系列网管采用嵌入式硬件计算机平台，具有多个下行通信接口及一个或者多个上行网络接口，作为信息采集系统中采集终端与平台系统间的桥梁，能够根据不同的采集规约进行水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据采集汇总，并使用相应的规约转发现场设备的数据给平台系统。高压重要回路或低压进线柜APM810具有全电量测量，电能统计，电能质量分析及网络通讯等功能，主要用于对电网供电质量的综合监控诊断及电能管理。该系列仪表采用了模块化设计，当客户需要增加开关量输入输出，模拟量输入输出，SD卡记录，以太网通讯时，只需在背部插入对应模块即可。APM520三相全电量测量，2-63次谐波，不平衡度，需量，支持付费率，越限报警，SOE,4-20mA输出。低压联络柜、出线柜AEM96三相多功能电能表，均集成三相电力参数测量及电能计量及考核管理，提供上24时、上31日以及上12月的电能数据统计。具有63次分次谐波与总谐波含量检测，带有开关量输入和继电器输出可实现“遥信”和“遥控”功能，并具备报警输出，可广泛应用于多种控制系统，SCADA系统和能源管理系统中。动力柜ACR120EL测量所有的常用电力参数，如三相电流、电压，有功、无功功率，电度，谐波等，并具备完善的通信联网功能，非常适合于实时电力监控系统。DTSD1352DIN35mm导轨式安装结构，体积小巧，能测量电能及其他电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，精度高、可靠性好、性能指标符合国标GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求，并且具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。AEW100三相全电量测量，剩余电流、2-63次谐波，支持付费率，量值、电缆温度，可选2G/4G通讯。4.4智慧消防系统4.4.1电气火灾监控系统应用场景产品型号功能各变电所、各动力箱0.4KV出线ARCM200系列用于检测TN-C-S、TN-S及局部TT系统中的剩余电流、温度等电气参数，从而预防电气火灾的发生。区域变电所区域分机Acrel-6000/B3接收电气火灾监控探测器信号，实现对被保护电气线路的报警、监视、控制与管理，采用485通讯主变点所监控中心控制主机Acrel-6000/B接收电气火灾监控探测器信号和各区域分机数据，实现对被保护电气线路的报警、监视、控制与管理，可采用485通讯。配套附件0.4kV电流互感器AKH-0.66测量型互感器，采集交流电流信号。4.4.2消防设备电源监控系统应用场景产品型号功能消防设备电源电压监控AFPM3-2AVM监测两路三相交流电压，二总线通讯。区域变电所区域分机AFPM100/B3接收消防设备电源监控探测器信号，实现对被保护电气线路的报警、监视、控制与管理，可采用二总线通讯。主变点所监控中心控制主机AFPM100/B1接收消防设备电源监控探测器信号和各区域分机数据，实现对被保护电气线路的报警、监视、控制与管理，可采用二总线通讯。4.4.3防火门监控系统应用场景产品型号功能配电室、综合楼常开防火门AFRD-CK(YT)-65AFRD-CK(YT)-85AFRD-CK(YT)-120监测常开防火门的开闭状态。常闭防火门单扇：AFRD-CB1(YT)双扇：AFRD-CB2(YT)监测常闭防火门的开闭状态。地下箱体防爆车间常开/常闭防火门AFRD-MC监测常开、常闭防火门的开闭状态。监测模块AFRD-CK/CB接收AFRD-MC的状态信息同步传输至防火门监控主机。区域变电所区域分机AFRD100/B3接收防火门监控模块和防火门一体式探测器的信号，实现对防火门开闭状态的报警、监视、控制与管理，采用二总线通讯。主变点所监控中心控制主机AFRD100/B接收防火门监控模块和防火门一体式探测器的信号以及各区域分机的实时数据，实现对防火门开闭状态的报警、监视、控制与管理，采用二总线通讯。5 结束语 近年来，在高校实际发展的过程中，受到诸多因素的影响经常会出现能源消耗量过高的问题，不能确保高校的可持续发展。在此情况下，高校就应该强化节能管理的工作力度，树立正确的节能管理工作观念意识，筛选好的管理方式，并合理采用先进的节能管理技术，编制出较为完善的可持续发展计划方案，创建出科学化的工作模式，保证可以满足当前的节能环保发展需求。【参考文献】【1】孙亚玲.碳中和校园建设思路与展望[J]上海联元智能科技有限公司.2021（16）：194-197.【2】穆卫军，苏丹蕾,毛燕梅.碳中和目标背景下的加拿大高校绿色可持续发展的经验与启示——以英属哥伦比亚大学为例[J].高教论坛,2022,269(3):119-124.【3】高校综合能效解决方案2022.5版.【4】企业微电网设计与应用手册2022.05版.作者简介周颖，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要从事宿舍安全用电研究发展。手机：18721095851（同微信号）；QQ:2880956070；邮箱2880956070@qq.com

周颖安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 201801【摘要】针对高危和重要电力用户的安全管理措施能有效遏制重、特大供用电安全事故的发生，它是创造安全、和谐、 稳定的供用电环境的重要内容。针对影响高危和重要电力用户用电安全的原因，提出了应对方法和改进措施。【关键词】电力用户；用电；安全管理；制度1 用电安全管理的重要性 随着社会经济的不断发展，电网建设力度的不断加大，供电的可靠性和供电质量日益提高，电网结构也在不断完善。但在电网具备供电的条件下，部分高危和重要电力用户未按规定实现双回路电源线路供电；在电网不具备双回路供电的条件下，部分重要电力用户未按规定建立应急自备电源；部分重要用户不重视对自身供用电设施的建设、改造、运营和管理，由此引发的电气设备损坏、火灾、人身伤亡等事故严重影响了电网的安全、稳定运行。重要电力用户是指在国家或者一个地区（城市）的社会、政治、经济生活中占有重要地位，对其中断供电将可能造成人身伤亡、较严重的环境污染、较大政治影响、较大经济损失、社会公共秩序搅乱严重的用电单位或对供电可靠性有特殊要求的用电场所。高危和重要电力用户所引发的用电事故，不仅会给自身带来重大危害，并且容易对电网系统造成巨大的冲击，很可能造成大面积停电、电网崩溃等后果，给社会、经济、人民的生活和安全造成严重的危害。因此，必须高度重视对用户侧的安全用电管理，统一思想，提高认识，保障电网运行安全。2 影响用电安全的原因2.1 设备不按规范管理与维护 部分企业的电气设备没有定期维护，未按周期做预防性试验，工作规程、运行规程不健全，用电设施陈旧，常出现超负荷运行、带病运行，缺乏对设备运行、继电保护、自动装置和线路运行的规范管理。2.2 电源和电路规划不合理 部分多电源或多回路电力用户未与供电企业签订调度协议，而且主、备用线路不明确，切换线路比较随意，切换后也没有切换记录，偷窃装置也不符合安全技术要求；另一部分用户的供电电源、自备电源配置不能满足安全供电要求，不具备多回路供电和自备电源，或者原有自备电源因长时间搁置无法使用，无法应对突发停电等状况。2.3 缺乏安全用电意识 部分电力用户对安全用电的重要性认识不够，疏于对电气设备的管理。安全用电规章制度不健全，没有制订停电应急预案和停电应急措施，不能正确、迅速、有效地处理事故，导致事故进一步扩大。2.4 缺少专业用电技术人员 部分电力用户缺少用电技术人员，雇佣临时电工的情况较多，且没有进网作业许可证，也没有经过技术和安全培训，对电气设备不熟悉。3 应对方案与改进措施3.1 建立健全安全用电的相关制度 认真学习国家安全生产的方针、政策，全面掌握重要客户供用电安全的状况，明晰重要客户供用电安全的隐患责任主体，督促电力用户建立健全安全工作机构，制订停电应急预案和应急措施，确定专人负责安全用电工作，建立重要客户供用电安全隐患技术档案，健全排查、治理安全隐患的相关规定，做到分工明确，考核严格。3.2 配备优质电工 根据电力用户的实际情况，合理配备电工，且必须持有《电工进网作业许可证》。为了保证设备的安全运行、故障的及时处理和避免事故发生，电工应由具备高水平的专业技术、一定的理论知识、责任心强的人担任，并通过技术培训和安全作业培训后，方可上岗。3.3 加大投资和管理力度 加大投资力度，完善配网建设，将用户的第二回路电源建设纳入电网建设规划，为高危和重要电力用户创造双回路电源的接入条件。加强供电电源和自备应急电源配置的监督管理， 提高社会应对电力突发事件的应急能力，防止次生灾害发生，维护社会公共安全，按照《关于加强重要电力用户供电电源和自备应急电源配置指导的意见》要求，合理配置供电电源和自备应急电源，规范使用自备应急电源。3.4 加大用电安全检查力度 开展专项整治活动，重点对党政机关、重要用户和大型客户的电源配置、受电设施安全运行、自备应急电源配置、应急处理措施等方面存在的薄弱环节和安全隐患开展用电安全检查。要重点做好以下几个方面的检查：①重要负荷的供电保障 措施；②自备应急电源配置和管理；③高、低压电气设备运行和继电保护整定配合；④安全用电隐患整改和安全用电防护措施；⑤供用电安全责任划分及供用电合同；⑥进网作业电工资格、是否持《进网电工作业许可证》上岗、进作业安全状况和安全保障措施；⑦反事故措施状况；⑧违章用电行为。4 安全用电管理云平台4.1概述 随着社会经济的迅速发展，建筑电气火灾发生的频率也呈上升势头，给国家财产和人民的生命安全造成的损失与日俱增，据统计，电气隐患是引发建筑火灾的首要因素。 安科瑞电气推出的安全用电管理云平台采用自主研发的剩余电流互感器、温度传感器、电气火灾探测器，对引发电气火灾的主要因素（导线温度、电流和剩余电流）进行不间断的数据跟踪与统计分析，并将发现的各种隐患信息及时推送给企业管理人员，指导企业实现第一时间的排查和治理，达到消除潜在电气火灾安全隐患，实现“防患于未然”的目的。 用户可以利用PC网页、手机APP、微信小程序、微信公众号等多种方式实现对平台的访问，查询包括系统信息、实时数据、报警记录等在内的各种信息，使用方便。利用该系统为用户提供的低成本专业服务，能有效提升企业的消防安全管理和电气设备安全水平，有效防范重大恶性火灾财产损失、尤其是重大恶性人员伤亡责任事故的发生。4.2应用场所 本平台适用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家重点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域，也适用于市场、门店等小微场所，对分散在建筑内的探测器进行遥测、遥调、遥控、遥信，方便实现监控与管理。4.3系统架构本平台的整体结构如图所示：4.4系统功能5产品选型序号名称型号、规格单位备注1ARCM300D-Z-4G/NB实时监测1路单相回路的剩余电流、2路温度、单相电流、电压、功率、电能等电参量，联动输入输出、RS485通讯。支持4G/NB等多种无线上传方案；仪表需要配置SIM卡，SIM卡我司不提供；注：设备包含1个剩余电流互感器，1个电流传感器和2个温度传感器。套单相2ARCM300-ZD-4G/NB实时监1路单相剩余电流、2路温度、电流、电压、功率、电能等电参量，开关量输入、继电器输出、电压电流不平衡、需量、电压相序检测、RS485通讯；支持4G/NB等多种无线上传方案，支持断电报警上传功能；仪表需要配置SIM卡，SIM卡我司不提供。套单相3ARCM300-J1-4G/NB实时监测一路剩余电流、四路温度，开关量输入、继电器输出，RS485通讯，GPRS无线通讯；支持4G/NB等多种无线上传方案，支持断电报警上传功能；仪表需要配置SIM卡，SIM卡我司不提供。只三相4ARCM300-Z-4G/NB实时监测一路三相剩余电流、四路温度、电流、电压、功率、电能等电参量，开关量输入、继电器输出、2～31次电压、电流谐波分析、电压电流不平衡、需量、电压相序检测、RS485通讯；支持4G/NB等多种无线上传方案，支持断电报警上传功能；仪表需要配置SIM卡，SIM卡我司不提供。套三相5ARCM300T-Z-4G/NB实时监测1路三相回路的剩余电流、四路温度、电流、电压、功率、电能等电参量，遥信输入、遥信输出、2～63电压、电流谐波分析、基波功率检测、谐波功率检测、电压电流不平衡、需量、电压相序检测、RS485通讯；支持4G/NB等多种无线上传方案；仪表需要配置SIM卡，SIM卡我司不提供。注：电流互感器和漏电流规格根据现场回路电流大小选择。电流互感器二次输入信号规格为5A。套三相6无线传输模块AF-GSM400-4G下行485上行4G，内嵌TCP/IP协议，内置看门狗，性能稳定，需加SIM卡，SIM卡甲供只安科瑞7灭弧式保护器ASCP200-1可实现短路限流灭弧保护、过载限流保护、内部超温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测等功能，1路RS485通讯吗，1路GPRS无线通讯，额定电流为0-63A，额定电流菜单可设。只安科瑞8故障电弧探测器AAFD-40检测线路的故障电弧、1路继电器输出、485通讯、导轨式安装、液晶显示；适用额定电流检测范围：0-40A只安科瑞6典型配置方案6.1ARCM300系列仪表直连平台（1）配置方案说明：ARCM300-Z-4G和ARCM300-ZD-4G直接上传到平台。（2）安装实例6.2ARCM300系列仪表接入网关上传到平台（1）配置方案说明：arcm系列仪表通过485接口连接网关，由网关上传到平台，一个网关下面可以接入30块仪表（2）安装实例6.3故障电弧探测器和灭弧式保护器接入平台（1）配置方案说明：故障电弧探测器和灭弧式保护器通过485接口连接网关，由网关上传到平台，一个网关下面可以接入30块设备。（2）安装实例7典型业绩（1）中铁某局安全用电管理云平台（2）云南玉溪某电力安全用电管理云平台（3）某地强制戒毒所智慧用电气火灾监控系统（4）响水某畜牧改造安全用电管理系统（5）天津某电子有限公司安全用电管理云平台（6）某冰川遗迹陈列馆安全用电管理云平台（7）承德某网络科技有限公司安全用电管理云平台（8）复旦大学某校区安全用电（9）广东某能源科技有限公司安全用电管理云平台（10）湖南某智慧消防科技有限公司安全用电管理云平台8结束语综上所述，要不断总结用电安全管理经验，加强人员培训，完善电力客户安全用电服务管理体系和协调机制，完善相关的技术标准，建立健全隐患排查治理、分级管理和监控督办制度。定期与客户分享安全运行管理、反事故措施、隐患排查治理等方面的处理经验，在促进客户治理安全隐患的同时，提高安全供用电的管理水平。参考文献[1]陈昌格.电力系统中高危及重要用户用电安全管理探讨［J］.中国电子商务，2011（1）.[2]钱成军，杜韶华.浅谈高危及重要电力客户供用电安全检查及隐患治理［J］.中国电力教育，2010（27）.[3]董文文.浅谈高危及重要电力用户用电安全管理.[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.作者简介：周颖，女，安科瑞电气股份有限公司，手机：18721095851（微信同号），QQ:2880956070，邮箱: 2880956070@qq.com

周颖安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801摘要：现阶段由于充电站内的电费计量模块不能接入电网公司电表系统，电网公司需额外加装电表获取充电数据。设计了一种基于储能电表的充电站，整合电表与充电站的重复功能模块。利用STM32F103C8T6微控制器结合控制器局域网络总线完成充电站与储能电表之间的电气连接和交互控制，并进行了样机开发验证。结果表明相较于传统充电站，基于储能电表的充电站可以简化充电站结构，降低充电站制造、安装成本，更好地实现电动汽车和电网间的互联。关键词：电动汽车；储能电表；充电站；样机开发0、引言 近年来我国电动汽车(ElectricVehicle，EV)销量持续猛增，根据预测2021年中国新能源汽车销量或将超过180万辆，相较2020年销量同比增长明显。一方面持续增长的EV充电负荷会产生新的充电高峰，对电网运行造成冲击，另一方面，EV充电负荷有很强的时空灵活性和储能特性，可作为电网的后备电源。这就对电网的优化调度和EV的配套充电设施性能提出了更高的要求。为充分发挥EV移动储能特性，缓解EV充电对电网的不利影响，电网公司需要掌握EV的实时充电信息。 现有的充电站内部虽然有独立的电费计量模块，但是由于电网公司对其计量结果并不完全认可，因此未接入到电网公司电表系统，使得电网公司无法直接获取准确的EV充电数据。现有的解决方案是在充电站端口额外加装一块电网公司电表。由于加装电表和充电站在电费计量功能的重复性，这种方案不仅增加了充电设施体积还增加了充电设施制造、安装成本。 针对此问题，考虑到储能电表以智能芯片为核心，具有电能计量、自动控制、信息交互等功能的特点，本文设计了一种基于储能电表的充电站，对现有储能电表进行改装，拓展充电站控制功能，完成充电站和电表的有机结合。首先在储能电表中加入充电控制模块，然后使用控制器局域网络(ControllerAreaNetwork，CAN)总线连接电表和充电枪等器件，通过储能电表的控制模块对充电过程进行控制，并加装漏电保护装置、急停按钮以及防护外壳等器件。将储能电表拓展为一个完整的充电站。本文介绍了基于储能电表的充电站硬件组成部分，随后进行样机开发验证，之后总结现有方案的不足，展望了技术发展方向。1、基于储能电表的充电站硬件设计 电动汽车要完整的实现充电流程，离不开电能输送装置和电能计量装置。现有的充电站和加装在其端口的电网公司电表有很多相同功能模块，具体如图1所示。 相同的功能模块不仅使充电设施整体结构更加复杂，更增加了制造成本。在设计过程中考虑基于可接入电网公司系统的储能电表进行拓展，使其具备充电站控制功能，将充电站和电表进行整合。基于储能电表的充电站主要包括储能电表、充电站和前端断路器三部分，其结构如图2所示。从电网侧引入的火线和零线依次接入储能电表和充电站，以便储能电表对于通过火线和零线输入的电能进行采样和计量及充电站向EV输出电能。1.1储能电表部分 基于DDSY1352型单相储能智能电能表进行设计开发，储能电表的主控单元采用STM32F103C8T6微控制器作为核心控制器件，控制RS485通信模块、电源模块、液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)、采样模块以及充电站完成相应功能。主控单元组成结构如图3所示。 电源模块采用MC33063ADR2G电源芯片，经过内置降压器降压后，为其他各功能模块提供电能，其主要电路如图4所示。 通信模块方面，在大数据时代背景下为了设备间的通信，选用无线传输距离更远、传输速率更高、支持多站通信的RS485通信模块。储能电表中的采样模块经过分压电阻、采样电阻、电流互感器获得电压信号、火线电流信号和零线电流信号用于电能计量。LCD屏可显示充电费用、充电时长、充电电量、充电状态等内容。时钟复位电路用以保证时间的准确性。对于电表和充电站之间的连接及控制问题，使用实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强的CAN总线连接实现。此外储能电表内部还设有一组继电器，微控制单元(MicrocontrollerUnit，MCU)可通过控制继电器的开合来控制充电站输出电能。在实际应用过程中，MCU根据卡片感应信号、电能电量计量信号以及按键信号等信号，综合判断是否满足设定的充电电量、充电时长、充电费用等结束充电条件或者判断充电站是否出现异常状态。MCU根据判断结果控制继电器的开合。1.2充电站部分 充电站主要包括充电枪、读卡器、蜂鸣器以及数据传输单元(DataTransferUnit，DTU)四部分。储能电表控制模块中MCU通过相互独立地电连接并控制充电枪和读卡器进而完成对充电站的控制。充电枪的输入端通过线束连接储能电表采样模块输出端的火线和零线，充电枪的输出端(枪头)可插入EV的充电接口。读卡器用于读写用户卡片的卡片感应信息，并且将卡片感应信息转换为相应的卡片感应信号并传输至MCU控制器。充电站还设有一个蜂鸣器用于提示充电站运行状态。基于储能电表的充电站分为单机版和网络版两种版本，其中网络版为了完成数据的无线传输，设有DTU转换器，可插入SIM(SubscriberIdentityModule)卡进而接入无线网络，实现充电站与客户端、服务端的互联。1.3前端断路器 为了用电的安全性，基于储能电表的充电站设置一个前端断路器。考虑到直流充电站的应用越来越广泛，选择对直流电和交流电都起保护作用，保护范围更*的A型断路器。2、样机开发验证2.1样机介绍 基于储能电表的充电站电表部分相较于普通电表，设置了双层防护壳以及漏电保护器，进一步提升了安全防护能力。其中*层防护壳带有物理锁，工作人员可使用钥匙开锁打开*层防护壳操作漏电保护器，*层防护壳使用螺丝固定。电表的LCD显示屏具有两种显示模式，即自动循环显示模式和按键触发显示模式。当按键被触发时，形成按键信号的同时背光灯自动启动，便于操作人员进行操作。在用户操作时，蜂鸣器根据用户不同的操作状态、充电站运行状态下发出不同的蜂鸣声。在电表侧面设置一个急停装置，在紧急情况下可按下红色按钮直接断开充电站与电网的连接，及时停止充电，保护用户生命、财产安全，避免事故进一步恶化。在上述经过改装的储能电表基础上采用CAN总线连接充电线枪等器件*终构成完整的充电站，具体如图5所示。2.2样机测试 在样机开发后，为验证基于储能电表的充电站安全性，对其进行过压保护、过流保护、短路保护、漏电保护等项目测试，具体测试要求如表1所示。测试结果显示基于储能电表的充电站具备良好的安全性能，可以稳定地为EV充电。3、实际应用 在实际应用中，单机版基于储能电表的充电站为即插即用式。用户将充电枪插入EV，充电站开始为EV充电直至电满后自动断开。用户可在电表的LCD屏上查询充电状态、充电时间、充电电压、充电电流等具体充电信息。网络版基于储能电表的充电站配备客户端支持用户设定充电需求、查看充电详细信息，用户在充电前需下载相应APP(Application)，其使用流程如图6所示。 用户需要充电时，首先在客户端查看附近可用充电站具体位置。用户到达相应位置后，首先将充电枪插入EV，然后使用APP扫描充电站身二维码设定充电需求，充电APP界面如图7所示，并将启动命令发送至云端服务器。4 Acrel-2000MG充电站微电网能量管理系统4.1平台概述 Acrel-2000MG微电网能量管理系统，是我司根据新型电力系统下微电网监控系统与微电网能量管理系统的要求，总结国内外的研究和生产的先进经验，专门研制出的企业微电网能量管理系统。本系统满足光伏系统、风力发电、储能系统以及充电站的接入，*进行数据采集分析，直接监视光伏、风能、储能系统、充电站运行状态及健康状况，是一个集监控系统、能量管理为一体的管理系统。该系统在安全稳定的基础上以经济优化运行为目标，促进可再生能源应用，提高电网运行稳定性、补偿负荷波动；有效实现用户侧的需求管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，提高电力设备运行效率、降低供电成本。为企业微电网能量管理提供安全、可靠、经济运行提供了全新的解决方案。 微电网能量管理系统应采用分层分布式结构，整个能量管理系统在物理上分为三个层：设备层、网络通信层和站控层。站级通信网络采用标准以太网及TCP/IP通信协议，物理媒介可以为光纤、网线、屏蔽双绞线等。系统支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。4.2平台适用场合 系统可应用于城市、高速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区可再生能源系统监控和能量管理需求。4.3系统架构 本平台采用分层分布式结构进行设计，即站控层、网络层和设备层，详细拓扑结构如下：5 充电站微电网能量管理系统解决方案5.1实时监测 微电网能量管理系统人机界面友好，应能够以系统一次电气图的形式直观显示各电气回路的运行状态，实时监测光伏、风电、储能、充电站等各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各回路断路器、隔离开关等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。其中，各子系统回路电参量主要有：相电压、线电压、三相电流、有功/无功功率、视在功率、功率因数、频率、有功/无功电度、频率和正向有功电能累计值；状态参数主要有：开关状态、断路器故障脱扣告警等。 系统应可以对分布式电源、储能系统进行发电管理，使管理人员实时掌握发电单元的出力信息、收益信息、储能荷电状态及发电单元与储能单元运行功率设置等。 系统应可以对储能系统进行状态管理，能够根据储能系统的荷电状态进行及时告警，并支持定期的电池维护。 微电网能量管理系统的监控系统界面包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电站及总体负荷组成情况，包括收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同的需求，也可将充电，储能及光伏系统信息进行显示。图1系统主界面子界面主要包括系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电站信息、通讯状况及一些统计列表等。5.1.1光伏界面图2光伏系统界面 本界面用来展示对光伏系统信息，主要包括逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。5.1.2储能界面图3储能系统界面 本界面主要用来展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。图4储能系统PCS参数设置界面 本界面主要用来展示对PCS的参数进行设置，包括开关机、运行模式、功率设定以及电压、电流的限值。图5储能系统BMS参数设置界面 本界面用来展示对BMS的参数进行设置，主要包括电芯电压、温度保护限值、电池组电压、电流、温度限值等。图6储能系统PCS电网侧数据界面 本界面用来展示对PCS电网侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数等。图7储能系统PCS交流侧数据界面 本界面用来展示对PCS交流侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数、温度值等。同时针对交流侧的异常信息进行告警。图8储能系统PCS直流侧数据界面 本界面用来展示对PCS直流侧数据，主要包括电压、电流、功率、电量等。同时针对直流侧的异常信息进行告警。图9储能系统PCS状态界面 本界面用来展示对PCS状态信息，主要包括通讯状态、运行状态、STS运行状态及STS故障告警等。图10储能电池状态界面 本界面用来展示对BMS状态信息，主要包括储能电池的运行状态、系统信息、数据信息以及告警信息等，同时展示当前储能电池的SOC信息。图11储能电池簇运行数据界面 本界面用来展示对电池簇信息，主要包括储能各模组的电芯电压与温度，并展示当前电芯的电压、温度值及所对应的位置。5.1.3风电界面图12风电系统界面本界面用来展示对风电系统信息，主要包括逆变控制一体机直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。5.1.4充电站界面图13充电站界面 本界面用来展示对充电站系统信息，主要包括充电站用电总功率、交直流充电站的功率、电量、电量费用，变化曲线、各个充电站的运行数据等。5.1.5视频监控界面图14微电网视频监控界面 本界面主要展示系统所接入的视频画面，且通过不同的配置，实现预览、回放、管理与控制等。5.1.6发电预测 系统应可以通过历史发电数据、实测数据、未来天气预测数据，对分布式发电进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。根据功率预测可进行人工输入或者自动生成发电计划，便于用户对该系统新能源发电的集中管控。图15光伏预测界面5.1.7策略配置 系统应可以根据发电数据、储能系统容量、负荷需求及分时电价信息，进行系统运行模式的设置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期计划、需量控制、防逆流、有序充电、动态扩容等。 具体策略根据项目实际情况（如储能柜数量、负载功率、光伏系统能力等）进行接口适配和策略调整，同时支持定制化需求。图16策略配置界面5.1.8运行报表 应能查询各子系统、回路或设备*时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能、尖峰平谷时段电量等。图17运行报表5.1.9实时报警 应具有实时报警功能，系统能够对各子系统中的逆变器、双向变流器的启动和关闭等遥信变位，及设备内部的保护动作或事故跳闸时应能发出告警，应能实时显示告警事件或跳闸事件，包括保护事件名称、保护动作时刻；并应能以弹窗、声音、短信和电话等形式通知相关人员。图18实时告警5.1.10历史事件查询 应能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数、电芯温度（锂离子电池）、压力（液流电池）、光照、风速、气压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。图19历史事件查询5.1.11电能质量监测 应可以对整个微电网系统的电能质量包括稳态状态和暂态状态进行持续监测，使管理人员实时掌握供电系统电能质量情况，以便及时发现和消除供电不稳定因素。1）在供电系统主界面上应能实时显示各电能质量监测点的监测装置通信状态、各监测点的A/B/C相电压总畸变率、三相电压不平衡度*和正序/负序/零序电压值、三相电流不平衡度*和正序/负序/零序电流值；2）谐波分析功能：系统应能实时显示A/B/C三相电压总谐波畸变率、A/B/C三相电流总谐波畸变率、奇次谐波电压总畸变率、奇次谐波电流总畸变率、偶次谐波电压总畸变率、偶次谐波电流总畸变率；应能以柱状图展示2-63次谐波电压含有率、2-63次谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电流含有率；3）电压波动与闪变：系统应能显示A/B/C三相电压波动值、A/B/C三相电压短闪变值、A/B/C三相电压长闪变值；应能提供A/B/C三相电压波动曲线、短闪变曲线和长闪变曲线；应能显示电压偏差与频率偏差；4）功率与电能计量：系统应能显示A/B/C三相有功功率、无功功率和视在功率；应能显示三相总有功功率、总无功功率、总视在功率和总功率因素；应能提供有功负荷曲线，包括日有功负荷曲线（折线型）和年有功负荷曲线（折线型）；5）电压暂态监测：在电能质量暂态事件如电压暂升、电压暂降、短时中断发生时，系统应能产生告警，事件能以弹窗、闪烁、声音、短信、电话等形式通知相关人员；系统应能查看相应暂态事件发生前后的波形。6）电能质量数据统计：系统应能显示1min统计整2h存储的统计数据，包括均值、*值、*值、95%概率值、方均根值。7）事件记录查看功能：事件记录应包含事件名称、状态（动作或返回）、波形号、越限值、故障持续时间、事件发生的时间。图20微电网系统电能质量界面5.1.12遥控功能 应可以对整个微电网系统范围内的设备进行远程遥控操作。系统维护人员可以通过管理系统的主界面完成遥控操作，并遵循遥控预置、遥控返校、遥控执行的操作顺序，可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。图21遥控功能5.1.13曲线查询 应可在曲线查询界面，可以直接查看各电参量曲线，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、SOC、SOH、充放电量变化等曲线。图22曲线查询5.1.14统计报表 具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的发电、用电、充放电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。对微电网与外部系统间电能量交换进行统计分析；对系统运行的节能、收益等分析；具备对微电网供电可靠性分析，包括年停电时间、年停电次数等分析；具备对并网型微电网的并网点进行电能质量分析。图23统计报表5.1.15网络拓扑图 系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。图24微电网系统拓扑界面 本界面主要展示微电网系统拓扑，包括系统的组成内容、电网连接方式、断路器、表计等信息。5.1.16通信管理 可以对整个微电网系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。系统维护人员可以通过管理系统的主程序右键打开通信管理程序，然后选择通信控制启动所有端口或某个端口，快速查看某设备的通信和数据情况。通信应支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。图25通信管理5.1.17用户权限管理 应具备设置用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控操作，运行参数修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。图26用户权限5.1.18故障录波 应可以在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各相关电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。其中故障录波共可记录16条，每条录波可触发6段录波，每次录波可记录故障前8个周波、故障后4个周波波形，总录波时间共计46s。每个采样点录波至少包含12个模拟量、10个开关量波形。图27故障录波5.1.19事故追忆 可以自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时扫描数据，包括开关位置、保护动作状态、遥测量等，形成事故分析的数据基础。 用户可自定义事故追忆的启动事件，当每个事件发生时，存储事故前10个扫描周期及事故后10个扫描周期的有关点数据。启动事件和监视的数据点可由用户随意修改。6结束语 本文所提出的基于储能电表的充电站可以有效减小充电站体积，减少充电站安装、制造成本，促进车网间有效互联。此方案在应用测试中取得了很好的示范作用，具有很大的推广价值。电网可以通过基于储能电表的充电站直接和EV建立通信获取充电数据，为EV有序充电、V2G(Vehicle-toGrid)等技术的应用打下了基础。在未来的研究中，将进一步优化电路提高该新型充电站性能，研究一个电表连接多个充电站的形式改善结构。【参考文献】【1】王超.周竹菁.张嘉昊.基于储能电表的充电站研究与应用.【2】冯玉婷.2020年全球电动汽车销量突破300万辆[J].新能源科技，2021(3)：15-18.【3】杨玮婷.基于阶梯储能的单相智能电表设计[D].包头：内蒙古科技大学，2020.【4】安科瑞高校综合能效解决方案2022.5版.【5】安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.作者简介周颖，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要从事宿舍安全用电研究发展。手机：18721095851（同微信号）；QQ：2880956070；邮箱2880956070@qq.com

周颖安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801摘要：随着社会生产力的不断提高，对不可再生资源的大量消耗，人们已经意识到发展可再生能源的重要性，因此微电网技术作为再生能源利用的有效形式被快速发展。蓄电池容量无限大是传统光储微电网混合储能系统控制策略一种理想形式，但实际上蓄电池的容量是有限度的，传统控制策略在蓄电池剩余电量达到阖值时将无法正常使用，由此提出了光储微电网混合储能系统的新型控制策略，又结合实际情况，对开关进行了改进，利用开关与二极管并联，使其拥有四种工作状态，当储能元件剩余电量达到阈值时，可自动恢复电量降低成本，提高并输出电池电能质量。关键词：光储微电网；控制策略；开关优化0、前言 在微电网运行过程中，光储能系统可以使系统中的能量进行缓冲，是微电网运行中不可缺少的环节，由于经济原因光储能设备的配置不应太高，在选择储能系统容量与额定功率时要结合实际情况，选用合适的设备配置，提高微电网安全经济的运行。目前市场上储能功率容量大小，没有统一的规定，这是由于混合储系统中储能介质之间功率分配及容量优化所导致的，因此需要对此进行深入的研究，笔者在独立微电网到并网微电网，从单一储能到混合储能，做了较为立体的研究，在开关优化方面也做了一些相关的介绍，并得到了一些有意义的结论。1、光储微电网混合储能系统 独立型微电网：结合仿真实验，在满足供电可靠的前提下，弃置部分过剩能量可以使得所需的储能容量维持在较低水平，克服了传统的储能容量在运行中逐渐增加的缺陷。如何减小储能容量，通过实验发现选用光伏发电院与风力发电混合比例可以达到。通过提高微电网发电充裕度，可以降低微电网对储能的需求，并对光伏发电和风力发电的最优比例混合产生影响。 储能系统与微电网：等效微电网的调度效果是利用储能系统补偿，可再生能源发电预测性误差所产生的，它是针对可再生能源发电系统中微电网与储能系统配合发电的运行机制。通过分析，可再生能源发电预测误差的概率分布，运用区间估计和概率理论的方法大致获得储能系统的容量和功率，在此基础上可以预测储能配置与准确性的关系，能够进一步得出微电网中储能分散配置与集中配置对储存能量的影响，通过实验结果可以得出，充分利用各个装置的可用容量减小微电网系统的容量，从这一角度而言，集中配置好于分散配置。 能装置分析：通过科学实验比较以锂电池为代表的能量型储能装置和超级电容为代表的功率型储能装置，在平滑能量波动方面的特性，得出结果表明功率型储能装置可以平滑短时功率波动，但对常识功率波动表现不佳，能量型储能装置可以平滑，小浮动功率波动，特别在平滑常识波动过洞中最能发挥其优势，却难以适应大幅波动情况。 混合储能系统分析：考虑到单一功率型和能量型储存装置在平滑功率时的波动局限性，可以将两者有机的结合到一起组成混合储能系统，从而发挥其各自长处，通过控制理论功率优化分配法，可以降低混合系统的总成本。通过运用遗传算法使各储能间的充放电功率约束荷电状态，满足平滑目标的柔性约束，达到混合系统最优配置。通过实验仿真结果表明，功率优化分配方法可以充分发挥两种介质的优点，了解的状态设定的范围内并有效的减少能量的储能充电次数，并在柔性约束优化问题中，采用遗传算法求解，能够使用优化问题收敛至最优解。另外通过仿真结果表明适当的放松充电次数，可以有效的减少混合储能系统的容量与功率，可以结合实际成本，进行混合储能的系统配。 储能元件保护开关优化：在故障发生或极端天气的情况下，原件的保护开关发挥着重要作用，为防止储能元件过充与过放，在储能元件soc达到阈值时将其从电网断开。传统的保护开关只有断开和闭合的功能。这就使开关在断开后，需要独立的充放电路，将储能元件soc恢复到正常水平，才能在接入电网；其过程非常繁琐，并且成本也很高，针对这种情况，笔者对保护电路进行改造，通过两个开关，两个二极管并联组成，使保护电路形成四种不同的工作状态，当储能元件Soc到达上限时，一个开关导通，一个开关断开，储能原件只放电，并且防止原件同时自动恢复电量独立放电电路，从而降低成本，soc下线时同里，改进保护开关结合上文中的改进控制策略就可以实现储能原件恢复电量的同时，平抑光伏输入功率波动平滑，并网输出功率，提高并网电能质量。2、光储微电网混合储能系统发展展望在对独立性微电网储能系统控制策略研究时，从储能容量最小方向进行研究的，仿真结果表明储能放电效率对光伏风电优化比例及储能容量存在一定的影响，具体产生的原因，本文中没有进一步讨论。 在比较能量型储能与功率型储能在平华可再生能源功率波动方面性能差异时，只是在投资成本相同的前提下额定容量和额定功率，这之间未考虑想用速度方面的影响。另外，不同的储能戒指成本也不是随着额定容量和额定功率现金增长的因素，也未能考虑。3、Acrel-2000MG微电网能量管理系统概述3.1概述 Acrel-2000MG微电网能量管理系统，是我司根据新型电力系统下微电网监控系统与微电网能量管理系统的要求，总结国内外的研究和生产的先进经验，专门研制出的企业微电网能量管理系统。本系统满足光伏系统、风力发电、储能系统以及充电桩的接入，全天候进行数据采集分析，直接监视光伏、风能、储能系统、充电桩运行状态及健康状况，是一个集监控系统、能量管理为一体的管理系统。该系统在安全稳定的基础上以经济优化运行为目标，促进可再生能源应用，提高电网运行稳定性、补偿负荷波动；有效实现用户侧的需求管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，提高电力设备运行效率、降低供电成本。为企业微电网能量管理提供安全、可靠、经济运行提供了全新的解决方案。 微电网能量管理系统应采用分层分布式结构，整个能量管理系统在物理上分为三个层：设备层、网络通信层和站控层。站级通信网络采用标准以太网及TCP/IP通信协议，物理媒介可以为光纤、网线、屏蔽双绞线等。系统支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。3.2技术标准本方案遵循的国家标准有：本技术规范书提供的设备应满足以下规定、法规和行业标准：GB/T26802.1-2011工业控制计算机系统通用规范第1部分：通用要求GB/T26806.2-2011工业控制计算机系统工业控制计算机基本平台第2部分：性能评定方法GB/T26802.5-2011工业控制计算机系统通用规范第5部分：场地安全要求GB/T26802.6-2011工业控制计算机系统通用规范第6部分：验收大纲GB/T2887-2011计算机场地通用规范GB/T20270-2006信息安全技术网络基础安全技术要求GB50174-2018电子信息系统机房设计规范DL/T634.5101远动设备及系统第5-101部分:传输规约基本远动任务配套标准DL/T634.5104远动设备及系统第5-104部分:传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-网络访问101GB/T33589-2017微电网接入电力系统技术规定GB/T36274-2018微电网能量管理系统技术规范GB/T51341-2018微电网工程设计标准GB/T36270-2018微电网监控系统技术规范DL/T1864-2018独立型微电网监控系统技术规范T/CEC182-2018微电网并网调度运行规范T/CEC150-2018低压微电网并网一体化装置技术规范T/CEC151-2018并网型交直流混合微电网运行与控制技术规范T/CEC152-2018并网型微电网需求响应技术要求T/CEC153-2018并网型微电网负荷管理技术导则T/CEC182-2018微电网并网调度运行规范T/CEC5005-2018微电网工程设计规范NB/T10148-2019微电网第1部分：微电网规划设计导则NB/T10149-2019微电网第2部分：微电网运行导则3.3适用场合 系统可应用于城市、高速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区可再生能源系统监控和能量管理需求。3.4型号说明3.5系统配置3.5.1系统架构 本平台采用分层分布式结构进行设计，即站控层、网络层和设备层，详细拓扑结构如下：3.6系统功能3.6.1实时监测 微电网能量管理系统人机界面友好，应能够以系统一次电气图的形式直观显示各电气回路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各回路断路器、隔离开关等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。其中，各子系统回路电参量主要有：三相电流、三相电压、总有功功率、总无功功率、总功率因数、频率和正向有功电能累计值；状态参数主要有：开关状态、断路器故障脱扣告警等。 系统应可以对分布式电源、储能系统进行发电管理，使管理人员实时掌握发电单元的出力信息、收益信息、储能荷电状态及发电单元与储能单元运行功率设置等。 系统应可以对储能系统进行状态管理，能够根据储能系统的荷电状态进行及时告警，并支持定期的电池维护。 微电网能量管理系统的监控系统界面包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电桩及总体负荷组成情况，包括收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同的需求，也可将充电，储能及光伏系统信息进行显示。图2系统主界面 子界面主要包括系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电桩信息、通讯状况及一些统计列表等。3.6.1.1光伏界面图3光伏系统界面 本界面用来展示对光伏系统信息，主要包括逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。3.6.1.2储能界面图4储能系统界面 本界面主要用来展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。图5储能系统PCS参数设置界面 本界面主要用来展示对PCS的参数进行设置，包括开关机、运行模式、功率设定以及电压、电流的限值。图6储能系统BMS参数设置界面 本界面用来展示对BMS的参数进行设置，主要包括电芯电压、温度保护限值、电池组电压、电流、温度限值等。图7储能系统PCS电网侧数据界面 本界面用来展示对PCS电网侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数等。图8储能系统PCS交流侧数据界面 本界面用来展示对PCS交流侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数、温度值等。同时针对交流侧的异常信息进行告警。图9储能系统PCS直流侧数据界面 本界面用来展示对PCS直流侧数据，主要包括电压、电流、功率、电量等。同时针对直流侧的异常信息进行告警。图10储能系统PCS状态界面 本界面用来展示对PCS状态信息，主要包括通讯状态、运行状态、STS运行状态及STS故障告警等。图11储能电池状态界面 本界面用来展示对BMS状态信息，主要包括储能电池的运行状态、系统信息、数据信息以及告警信息等，同时展示当前储能电池的SOC信息。图12储能电池簇运行数据界面 本界面用来展示对电池簇信息，主要包括储能各模组的电芯电压与温度，并展示当前电芯的最大、最小电压、温度值及所对应的位置。3.6.1.3风电界面图13风电系统界面 本界面用来展示对风电系统信息，主要包括逆变控制一体机直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。3.6.1.4充电桩界面图14充电桩界面 本界面用来展示对充电桩系统信息，主要包括充电桩用电总功率、交直流充电桩的功率、电量、电量费用，变化曲线、各个充电桩的运行数据等。3.6.1.5视频监控界面图15微电网视频监控界面 本界面主要展示系统所接入的视频画面，且通过不同的配置，实现预览、回放、管理与控制等。3.6.2发电预测 系统应可以通过历史发电数据、实测数据、未来天气预测数据，对分布式发电进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。根据功率预测可进行人工输入或者自动生成发电计划，便于用户对该系统新能源发电的集中管控。图16光伏预测界面3.6.3策略配置 系统应可以根据发电数据、储能系统容量、负荷需求及分时电价信息，进行系统运行模式的设置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期计划、需量控制、有序充电、动态扩容等。图17策略配置界面3.6.4运行报表 应能查询各子系统、回路或设备指定时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等。图18运行报表3.6.5实时报警 应具有实时报警功能，系统能够对各子系统中的逆变器、双向变流器的启动和关闭等遥信变位，及设备内部的保护动作或事故跳闸时应能发出告警，应能实时显示告警事件或跳闸事件，包括保护事件名称、保护动作时刻；并应能以弹窗、声音、短信和电话等形式通知相关人员。图19实时告警3.6.6历史事件查询 应能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数、电芯温度（锂离子电池）、压力（液流电池）、光照、风速、气压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。图20历史事件查询3.6.7电能质量监测 应可以对整个微电网系统的电能质量包括稳态状态和暂态状态进行持续监测，使管理人员实时掌握供电系统电能质量情况，以便及时发现和消除供电不稳定因素。1）在供电系统主界面上应能实时显示各电能质量监测点的监测装置通信状态、各监测点的A/B/C相电压总畸变率、三相电压不平衡度百分百和正序/负序/零序电压值、三相电流不平衡度百分百和正序/负序/零序电流值；2）谐波分析功能：系统应能实时显示A/B/C三相电压总谐波畸变率、A/B/C三相电流总谐波畸变率、奇次谐波电压总畸变率、奇次谐波电流总畸变率、偶次谐波电压总畸变率、偶次谐波电流总畸变率；应能以柱状图展示2-63次谐波电压含有率、2-63次谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电流含有率；3）电压波动与闪变：系统应能显示A/B/C三相电压波动值、A/B/C三相电压短闪变值、A/B/C三相电压长闪变值；应能提供A/B/C三相电压波动曲线、短闪变曲线和长闪变曲线；应能显示电压偏差与频率偏差；4）功率与电能计量：系统应能显示A/B/C三相有功功率、无功功率和视在功率；应能显示三相总有功功率、总无功功率、总视在功率和总功率因素；应能提供有功负荷曲线，包括日有功负荷曲线（折线型）和年有功负荷曲线（折线型）；5）电压暂态监测：在电能质量暂态事件如电压暂升、电压暂降、短时中断发生时，系统应能产生告警，事件能以弹窗、闪烁、声音、短信、电话等形式通知相关人员；系统应能查看相应暂态事件发生前后的波形。6）电能质量数据统计：系统应能显示1min统计整2h存储的统计数据，包括均值、最大值、最小值、95%概率值、方均根值。7）事件记录查看功能：事件记录应包含事件名称、状态（动作或返回）、波形号、越限值、故障持续时间、事件发生的时间。图21微电网系统电能质量界面3.6.8遥控功能 应可以对整个微电网系统范围内的设备进行远程遥控操作。系统维护人员可以通过管理系统的主界面完成遥控操作，并遵循遥控预置、遥控返校、遥控执行的操作顺序，可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。图22遥控功能3.6.9曲线查询 应可在曲线查询界面，可以直接查看各电参量曲线，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、SOC、SOH、充放电量变化等曲线。3.6.10统计报表 具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。对微电网与外部系统间电能量交换进行统计分析；对系统运行的节能、收益等分析；具备对微电网供电可靠性分析，包括年停电时间、年停电次数等分析；具备对并网型微电网的并网点进行电能质量分析。图24统计报表3.6.11网络拓扑图 系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。图25微电网系统拓扑界面 本界面主要展示微电网系统拓扑，包括系统的组成内容、电网连接方式、断路器、表计等信息。3.6.12通信管理 可以对整个微电网系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。系统维护人员可以通过管理系统的主程序右键打开通信管理程序，然后选择通信控制启动所有端口或某个端口，快速查看某设备的通信和数据情况。通信应支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。3.6.13用户权限管理 应具备设置用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控操作，运行参数修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。3.6.14故障录波 应可以在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各相关电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。其中故障录波共可记录16条，每条录波可触发6段录波，每次录波可记录故障前8个周波、故障后4个周波波形，总录波时间共计46s。每个采样点录波至少包含12个模拟量、10个开关量波形。3.6.15事故追忆 可以自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时扫描数据，包括开关位置、保护动作状态、遥测量等，形成事故分析的数据基础。 用户可自定义事故追忆的启动事件，当每个事件发生时，存储事故前10个扫描周期及事故后10个扫描周期的有关点数据。启动事件和监视的数据点可由用户指定和随意修改。图29事故追忆4、结语 通过对光储微电网混合系统控制策略及开关优化方面的分析，能够合理的选择出额定功率和额定容量的配置，从而保障微电网的经济运行。参考文献[1]杨湛晔，毛建容，马红伟，等.微电网多级保护与控制的实现及优化分析[J].电力系统及其自动化学报，2012（02）.[2]廉超，宋腾，李鹏，等.微电网及其控制技术研究[A].中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（下册）[C].2008.[3]黎鹏，于建成，迟福建，等.基于注入边界约束的风、光、储微电网系统储能容量选取方法[A].2012年电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C].2013.[4]楼书氢,李青锋,许化强,等.国外微电网的研究概况及其在我国的应用前景[J].华中电力，2009（03）.[5]赵亮.光储微电网混合储能系统的控制策略及开关优化[C].2019[6]安科瑞企业微电网设计与应用设计,2022,05作者简介周颖，女，现任职安科瑞电气股份有限公司，手机：18721095851（微信同号）

周颖江苏安科瑞微电网研究院有限公司 江苏江阴 214432摘要：在工业自动化领域，低压电动机广泛应用于各种机械设备，例如传动系统、生产线和泵。为了保证这些设备的正常运行，对低压电动机进行必要的保护至关重要。本文将详细介绍低压电动机的七种保护方式，包括过载保护、短路保护、欠压保护、过电压保护、缺相保护、堵转保护和漏电保护。关键词：低压电动机；电动机保护器；马达保护器；电气安全0、引言 我们都知道发热现象在电动机的运行过程中是一种很常见的状况，据有关报道，大约70%左右的电动机损坏的主要因素就是发热。除此之外，在电动机的运行中，其他故障的发生通常也会造成电动机发热致使其烧毁的现象，使得生产线被迫停线，以至于带给企业很大的经济损失。因此，给电动机加装保护装置就显得尤为必要。当前社会飞速进步，科技也快速发展，有了很多先进且新型的电动机保护装置，很大的程度上这些装置在电动机的运行中都起到了很重要的作用。下面就针对此给大家简单谈一下低压电动机保护控制器还有它在电气控制系统中的一些作用。1、低压电动机的保护控制器性能 低压电动机是当今科技飞速进步的产物之一，他和其他一些传统的电动机比较，无论在安全性还是在运行效率等诸多方面有了很大的提高，但是对电气控制系统的要求也更高。电气控制系统它所使用的技术是通过低压电动机的保护控制器运用网络通信技术和软启动器、接触器、塑壳断路器等相匹配的一套装置，这使得低压电动机有了一整套的控制、集测量、保护功能、通信以及计量于一身的相对专业化的控制系统，因此使得新型的低压交流电动机取代了剩余电流动作保护器、热保护器、热继电器等诸多相对独立的保护器，同时，还逐步将取代电流互感器、测量仪表、辅助继电器、中间继电器、变送器、指示灯等诸多电气元件，在那些传统的电动机的基础之上做的这些提高改善，使低压电动机现在成了智能化的动力设备优先的选择性搭配。2、电动机在电气控制系统中保护环节起到的作用1. 过载保护 过载保护是保护电动机免受过载电流损害的一种装置。当电动机的电流超过额定值时，过载保护器会迅速切断电源，避免电动机因过热而损坏。过载保护通常利用双金属片或电流互感器等元件检测电流，当电流超过设定值时触发保护动作。2. 短路保护 短路保护是防止电动机内部短路的一种措施。当电动机发生短路时，电流会急剧增加，此时短路保护器会迅速切断电源，防止设备损坏和火灾事故发生。短路保护通常利用熔断器或断路器等元件实现。3. 欠压保护 欠压保护是防止电动机欠压运行的一种保护措施。当电动机的电压低于额定值时，欠压保护器会切断电源，避免电动机因欠压运行而导致性能下降或损坏。欠压保护通常利用接触器、继电器或电压互感器等元件实现。4. 过电压保护 过电压保护是防止电动机过电压运行的一种保护措施。当电动机的电压超过额定值时，过电压保护器会切断电源，避免电动机因过电压运行而导致绝缘损坏或部件损坏。过电压保护通常利用避雷器、压敏电阻等元件实现。5. 缺相保护 缺相保护是防止电动机缺相运行的一种保护措施。当电动机的三相电源缺少一相或两相时，缺相保护器会迅速切断电源，避免电动机因缺相运行而导致损坏。缺相保护通常利用热继电器或电子式保护器等元件实现。6. 堵转保护 堵转保护是防止电动机因负载过大而堵转的一种保护措施。当电动机因负载过大而无法转动时，堵转保护器会迅速切断电源，避免电动机因长时间堵转而导致损坏。堵转保护通常利用电流传感器或转速传感器等元件实现。7. 漏电保护 漏电保护是保障人身安全和设备正常运行的重要措施。当电动机的绝缘层破损或设备漏电时，漏电保护器会迅速切断电源，避免设备漏电而导致人员触电事故发生。漏电保护通常利用零序电流互感器等元件实现。3产品功能及选型4、结束语 在电气控制系统中，为了使设备能够正常的运转，必须要采取一定的安全防护措施，这一点非常重要。电气控制系统的安全在天然气处理厂的管理之中一直都占据着很重要的地位，它直接地关系着广大员工生命以及财产的安全。所以，我们更应该对电气控制系统的安全问题加以重视。在对电气控制系统安全的设计里，需要考虑的不能只有简单的一点，我们需要综合多种因素进行考虑，只有这样我们才能预防一些设备安全事故的发生。在电气控制系统中，可以安装的各种安全防错装置有：短路保护、失电压保护、过电流保护、弱磁保护以及过热载保护等诸多保护的措施，有了这些防护措施，从而达到对电气控制系统中的低压电动机的保护。【参考文献】[1]高纲.电气控制系统中低压电动机的常用保护环节探析[J].机电信息，2011.[2]陈胜利,雷俄日才让.刍议电气控制系统中低压电动机的保护措施分析[J].机械与自动化,2013.[3]宋雷.电气控制系统中电动机保护环节的研究[J] .工业技术,2012.[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2023.07月版作者介绍：周颖，女 现任职于江苏安科瑞电器制造有限公司，主要研究方向为电能计量管理与保护。手机:18721095851（微信同号），QQ：2880956070，邮箱:2880956070@qq.com

虚拟电厂是什么 虚拟电厂是什么：分布式资源的聚合与优化 虚拟电厂概念起源于1997年《虚拟公共设施：新兴产业的描述、技术与竞争力》一书中对虚拟公共设施的定义， 虚拟公共设施即通过独立且以市场为驱动的实体间开展灵活合作，参与合作的实体无需拥有相应资产便可为消费者提供 所需服务，虚拟电厂便是在此概念基础上进行拓展延伸。 根据《虚拟电厂的概念和发展》一文，虚拟电 厂（virtual power plant，简称VPP）是通过先进信息通信技术和软件系统，实现分布式电 源、储能系统、可控负荷、电动汽车、充电桩等分布式能源的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。虚拟电厂并不是真实存在的电厂，而是一种智能电网技术，应用分布式电力管理系统参与电网运行调度，实现“源-荷-网”聚合优化。虚拟电厂是什么：结构——可调节性是资源层的核心 资源层的调节能力和质量决定虚拟电厂完成调度指令的能力，工商业储能作为优质的调节资源之一，是虚拟电厂大发展的重要前提条件。 源：目前接入资源以分布式光伏为代表，自身不具备调节能力，可和工商业负荷视为整体，构成一个可调节负荷。 荷：可调节负荷各有自身能力限制，工业负荷往往受生产计划强制约，且响应速度慢；空调负荷在时间维度不可平移，基本没有填谷能力，且受用户体验和天气等因素限制，可调节范围有限；充电桩作为直接面向C端的负荷，其调节能力不可预测性较强。 储：可调节能力、响应速度和可靠性都较为优质的调节资源，同时具备削峰和填谷能力，虚拟电厂进行高频次大幅度响应的必备资源。为什么需要虚拟电厂 为什么需要虚拟电厂：风光快速增加带来的填谷需求 风光装机快速增长，加剧电力系统不可控性。截至2023H1，我国风电装机389.21GW，太阳能装机470.67GW，风光合计占总装机的31.76%。其中，2023年H1我国风电新增装机22.99GW，对比22年同期新增12.94GW，同比+77.67% ；太阳能新增装机78.42GW，对比22年同期新增30.88GW，同比+153.95%，风、光均加速增长。新能源出力主要受来风、来光影响，人为干预作用小。因此，当新能源出力与负荷用电特性不吻合时，便存在新能源电力消纳问题，处理不当会引发电力系统安全事故，且造成投资的浪费。 光伏建设速度远超风电，分布式光伏成为主力。2022年我国光伏装机超过风电，其中分布式功不可没。2022年分 布式光伏新增装机51.11GW，占当年全部光伏新增的58.48%；截至23H1，分布累计装机达198.23GW。分布式建设、选址简单，项目周期短，装机提升快。由于其出力时间高度集中，受电网调度管控程度相对低，消纳问题正在显现，山东、河南等分布式装机大省已出台分布式配储文件。 “鸭子曲线”变“峡谷曲线”，光伏增加带来填谷需求。“鸭子曲线”由美国加州电网运营商CAISO提出，即在光伏出力高峰的中午，净负荷曲线下降，随后在晚上光伏发电量下降时净负荷急剧上升。随着光伏装机增加，CAISO的净负荷曲线出现了向“峡谷曲线”的转变，即中午净需求更低，跌至零值甚至负值；傍晚负荷增加更加陡峭，其他电源必须快速爬坡出力以适应负荷的急剧攀升。（图片来自于华福证券虚拟电厂专题报告） 国内以山东为代表的部分省份同样有明显的填谷需求。山东装机结构与CAISO相似，截至22年底，光伏装机占比达到 22.5%。在2023年五一假期期间，山东省内用电负荷下降约15%，引发连续负电价现象。值得注意的是，4月29日-5月1日现货价格曲线形状类似鸭子曲线，期间10时-15时负电价出现尤为频繁，而该时段为光伏发电高峰。结合此前山东 将中午时段划分为电价深谷时段，新能源装机增加改变了原有的负荷曲线，使得新能源集中大发时段，电网净负荷出现了一个深谷，需要对负荷进行时间上的转移（填谷）以平滑变化、促进新能源消纳。 为什么需要虚拟电厂：充电桩等新型负荷使得负荷侧复杂程度提升 充电桩保有量随新能源汽车快速提升，改变配电网形态。截至2023H1，我国公共充电桩保有量为214.86万台，同比+40.63%。2023H1，新能源汽车销量同比+44.13%，保持快速增长，可以预见未来随新能源汽车销量继续快速提升，充电桩保有量将持续增加。充电桩的大量增加将对配电网产生冲击，相比于常规交流充电桩，快充直流桩由于功率更大、充电时间更短，产生冲击更大。 充电桩加剧居民生活用电负荷峰值提升。充电桩对配电网的影响主要包括：（1）充电桩用电高峰同样是居民原有用电高峰，会导致原有负荷峰值继续提升，产生时间短、量级高的尖峰负荷；（2）按尖峰负荷配置变压器容量，导致其余时间资源闲置；（3）充电负荷波动带来网络损耗等。 因此，充电桩的发展导致了削峰填谷需求的增加，但同时充电桩和新能源汽车本身是良好的可调节负荷，如能通过虚拟电厂进行聚合和优化，是降低充电成本和降低电网投资的双赢之选。 为什么需要虚拟电厂：需求侧响应能力力争达到*大负荷的3%-5% 需求侧响应能力建设目标明确。十四五前，虚拟电厂停留在个别地区、项目试点阶段，一是新能源装机占比不高，电力系统对灵活 性资源需求不强；二是缺乏量化目标。 2022年，《“十四五”现代能源体系规划 》提出，力争到2025年，电力需求侧响应 能力达到*大负荷的 3%～5%，其中华东、华中、南方等地区达到*大负荷的5%左右。 虚拟电厂政策密集发布，成为新型电力系统建设的重要一环，政策力度有望持续加大。7月11日，全面深化改革委员会第二次会议召开，审议通过了《关于深化电力体制改革 加快构建新型电力系统的指导意见》。会议强调，要健全适应新型电力系统的体制机制，推动加强电力技术创新、市场机制创新、 商业模式创新。虚拟电厂作为促进新能源消 纳的重要环节和电力商业模式创新的重要形式，后续政策支持力度有望持续加大。虚拟电厂如何创造收益 虚拟电厂如何创造收益：需求侧响应 虚拟电厂的三个收益来源：需求侧响应、辅助服务市场、电力现货市场 。当前我国虚拟电厂处于邀约型向市场型过渡阶段。邀约型阶段主要由政府部门或调度机构牵头组织，发出邀约信号，虚拟电厂组织资源进行响应，并获得容量/电量补贴。我国多个省份出台了需求响应细则，其中以江苏、上海、广东等省市开展得较好。需求侧响应补贴单价高但频率低，市场化程度低。需求响应以削峰为主，主要发生在迎峰度夏期间，主要目的在于保供。以广东省为例，2022年全年开展9次日前邀约型市场化需求响应（均发生在7月和8月）；*大削峰负荷277万千瓦，*大响应申报量609万千瓦；有效响应调用收益1.63亿元。可以看到，虽然补贴*高达到5元/千瓦时（可中断负荷），但需求响应并非常态化进行，发生频率较低，有很强的计划色彩。因此随着我国电力市场体制建设逐渐完善，虚拟电厂也正从邀约型阶段向市场型阶段过渡。 虚拟电厂如何创造收益：辅助服务市场 新型电力系统持续催生对辅助服务的需求。传统电源（火电、水电等）具备一定的调节能力，而新能源存在出力波动、无功缺失等特性，导致高比例新能源装机电力系统对电力辅助服务的需求提升。根据国家能源局数据，2019H1我国辅助服务费用占总电费比例为1.47%；根据中国能源报，这一比例在近两年上升至2.5%；根据国际经验，辅助服务费用一般占社会总电费的3%以上，随着新能源大规模接入还将不断增加。因此，预计辅助服务市场规模将以高于用电量增速的速度增长。 虚拟电厂主要发挥调峰、调频作用。2021年12月，国家能源局修订发布《电力辅助服务管理办法》，确指出电力用户可通过委托虚拟电厂代理的形式参与电力辅助服务市场，此后多地在电力辅助服务细则中对虚拟电厂/负荷聚合商参与辅助服务的条件、补偿方式予以明确。当前，虚拟电厂主要功能是电能量的时间转移，对应调峰服务；未来随着工商业储能渗透率提升，虚拟电厂有望在调频服务取得更大突破。从2023H1全国辅助服务运行数据看，调峰、调频是辅助服 务费用的主体，费用合计占比达到80%。虚拟电厂市场规模测算 虚拟电厂市场空间测算：预计到2025年投资规模为330-550亿元 从投资端看虚拟电厂规模：计算逻辑：假设需求侧响应投资和虚拟电厂投资等效，投资规模=全社会*大用电负荷*需求侧响应能力占比*需求侧响应能力单位投资。（1）根据中电联预测，到2025年全社会*大用电负荷为16.3亿千瓦；（2）根据《“十四五”现代能源体系规划》，力争到 2025 年，电力需求侧响应能力达到*大负荷的 3%～5%，假设保守情况下2025年需求侧响应能力达到*大负荷的3%，乐观情况下达到*大负荷的5%；（3）根据国家电网测算，如果通过火电厂满足5%的峰值负荷需要投资4000亿元，而通过虚拟电厂实现这一目标仅需投资500亿-600亿元。假设满足5%的峰值负荷需要虚拟电厂投资550亿元，倒算得到需求侧响应单位投资为675元/千瓦。测算得到，到2025年，保守情况下虚拟电厂/需求侧响应总投资额为330亿元，乐观情况下总投资额为550亿元。 虚拟电厂市场空间测算：预计2025年运营规模在百亿元级别 从运营端看虚拟电厂规模： 电力现货市场下：（1）根据中电联预测，到2025年全社会用电量为9.5亿千瓦时；（2）假设现货交易电量占全社会用电量的10%；（3）现货市场并非时时存在价差，假设虚拟电厂单日可进行4小时电量的套利（参考工商业2h储能系统两充两放 策略），参考近期代理购电峰谷价差，假设平均峰谷价差为0.7元/千瓦时；（4）假设虚拟电厂套利电量占现货市场可套利电量的20%；（5）假设虚拟电厂运营商分成比例取20%-80%。 测算得到，通过电力现货市场获利模式下，当虚拟电厂运营商分成比例为50%时，虚拟电厂2025年运营市场规模为111 亿元。辅助服务和电力现货两种获利途径存在部分重合关系，电力现货基本对*大的辅助服务品种——调峰服务形成替代。无论通过哪种途径获得收益，我们测算当运营商分成比例为50%时，2025年虚拟电厂运营市场规模均在百亿元级别。公司分析 安科瑞：提供能耗管控解决方案，微电网产品持续迭代升级 深耕用电业务，微电网解决方案供应商。公司成立于2003年，早年定位用电自动化领域，从事用户端智能电力仪表的研发、生产与销售，主要产品为电力监控仪表、电能管理仪表、电气安全仪表及与之配套使用的电力传感器。2016 年公司开始向综合服务商转型，目前定位为为企业微电网能效管理和用能安全提供解决方案的高新技术企业和软件企业，主要产品包括企业微电网产品和系统、电量传感器等，形成了从云平台到传感器的完整产品生态体系，累计为1.4万余企业配套系统解决方案。 EMS产品实现平台化，向源网荷储充一体化进发。公司EMS产品迭代到2.0版本，未来EMS3.0将在EMS2.0基础上并入光储充平台，实现源网荷储充一体化柔性控制。目前，EMS 3.0已完成产品研发架构，功能正在逐步完善。——以上内容节选自华福证券虚拟电厂专题报告：虚拟电厂蓄势待发，源网荷储联动是新型电力系统必然选择。安科瑞智慧能源管理平台助力虚拟电厂快速发展安科瑞智慧能源管理平台 AcrelEMS 智慧能源管理平台是针对企业微电网的能效管理平台，对企业微电网分布式电源、市政电源、储能系统、充电设施以及各类交直流负荷的运行状态实时监视、智能预测、动态调配，优化策略，诊断告警，可调度源荷有序互动、能源全景分析，满足企业微电网能效管理数字化、安全分析智能化、调整控制动态化、全景分析可视化的需求，完成不同策略下光储充资源之间的灵活互动与经济运行，为用户降低能源成本，提高微电网运行效率。AcrelEMS 智慧能源管理平台可以接受虚拟电厂的调度指令和需求响应，是虚拟电厂平台的企业级子系统。图1 AcrelEMS 智慧能源管理平台主界面平台结构 系统覆盖企业微电网“源-网-荷-储-充”各环节，通过智能网关采集测控装置、光伏、储能、充电桩、 常规负荷数据，根据负荷变化和电网调度进行优化控制，促进新能源消纳的同时降低对电网的*大需量，使之运行安全、高效。图2 AcrelEMS 智慧能源管理平台结构平台功能1.能源数字化展示 通过展示大屏实时显示市电、光伏、风电、储能、充电桩以及其它负荷数据，快速了解能源运行情况。2.优化控制 直观显示能源生产及流向，包括市电、光伏、储能充电及消耗过程，通过优化控制储能和可控负载提升新能源消纳，削峰填谷，平滑系统出力，并显示优化前和优化后能源曲线对比等。3.智能预测 结合气象数据，历史数据对光伏、风力发电功率和负荷功率进行预测，并与实际功率进行对比分析，通过储能系统和负荷控制实现优化调度，降低需量和用电成本。4.能耗分析 采集企业电、水、天然气、冷/热量等各种能源介质消耗量，进行同环比比较，显示能源流向，能耗对标，并折算标煤或碳排放等。5.有序充电 系统支持接入交直流充电桩，并根据企业负荷和变压器容量，并和变压器负荷率进行联动控制，引导用户有序充电，保障企业微电网运行安全。6.运维巡检 系统支持任务管理、巡检/缺陷/消警/抢修记录以及通知工单管理，并通过北斗定位跟踪运维人员轨迹，实现运维流程闭环管理。设备选型 除了智慧能源管理平台外，还具备现场传感器、智能网关等设备，组成了完整的“云-边-端”能源数字化体系，具体包括高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、照明控制、充电桩、电气消防类解决方案等，可以为虚拟电厂企业级的能源管理系统提供一站式服务能力。名称图片型号功能应用中高压微机保护装置AM6、AM5SE实现110kV至10kV回路的保护、测量和自动控制功能110kV、10kV回路断路器电能质量在线监测装置APView500集谐波分析/波形采样/电压闪变监测/电压不平衡度监测等稳态监测、电压暂降/暂升/短时中断等暂态监测、事件记录、测量控制等功能为一体，满足A级电能质量评估标准，能够满足110kV及以下供电系统电能质量监测的要求。110kV、35kV、10kV、0.4kV防孤岛保护装置AM5SE-IS防止分布式电源并网发电系统非计划持续孤岛运行的继电保护措施，防止电网出现孤岛效应。装置具有低电压保护、过电压保护、高频保护、低频保护、逆功率保护、检同期、有压合闸等保护功能。110kV、35kV、10kV、0.4kV动态谐波无功补偿系统AnCos*/*-G Ⅰ型同时具备谐波治理、无功功率线性补偿与三相电流平衡治理和稳定电压的功能,响应时间快，精度高、运行稳定，能根据系统的无功特性自动调整输出，动态补偿功率因数；0.4kV电能质量治理多功能仪表APM520全电力参数测量、复费率电能计量、四象限电能计量、谐波分析以及电能监测和考核管理。接口功能：带有RS485/MODBUS协议并网柜、进线柜、母联柜以及重要回路多功能仪表AEM96具有全电量测量，谐波畸变率、分时电能统计，开关量输入输出，模拟量输入输出。主要用于电能计量和监测电能表DTSD1352具有全电量测量，电能统计，80A内可直接接入，导轨安装。低压配电箱物联网仪表ADW300W主要用于计量中低压配电的三相电气参数，采集状态量并控制断路器，可灵活安装于配电箱内，自带开口式互感器，可实现不停电安装，具备RS485、4G、LoRaWan无线通信功能，适用于配电系统数字化改造。微电网数字化改造物联网仪表ARCM300三相交流电能计量、漏电电流测量、谐波分析、4路温度采集功能，通过对配电回路的剩余电流、导线温度等火灾危险参数实施监控和管理，可采集状态量或控制断路器，具备RS485通讯或4G通讯功能。微电网电气消防和数字化改造直流电能表DJSF1352-RN可测量直流系统中的电压、电流、功率以及正反向电能等，配套霍尔传感器(可选)。直流计量马达保护ARD3M电动机保护控制器，适用于额定电压至 660V 的低压电动机回路，集保护、测量、控制、通讯、运维于一体。其完善的保护功能确保电动机安全运行，强大的逻辑可编程功能可以满足各种控制要求，多种可选配的通讯方式适应现场不同的总线通讯需求。电机保护控制智慧断路器ASCB1LE-63-C63-4P/Z4G三相智能微型断路器，具备普通微断保护和控制功能，同时具备电流、电压、功率、电能测量功能，支持漏电保护和用电行为特征识别，支持远程控制，4G通讯。末端配电防火限流式保护器ASCP200-63D可实现短路限流灭弧保护、过载限流保护、过/欠压保护、漏电监测、线缆温度监测、内部超温限流保护等，电流0-63A，RS485通讯末端配电保护遥信遥控单元ARTU100具备开关量采集和继电器输出控制功能，导轨式安装，485通讯，可实现断路器或接触器的远程控制和状态量采集。状态量采集和控制输出电动汽车充电桩AEV200-DC60SAEV200-DC80DAEV200-DC120SAEV200-DC160S输出功率160/120/80/60kW直流充电桩，满足快速充电的需要。充电桩运营和充电控制智能网关ANet-2E4SM边缘计算网关，嵌入式linux系统，网络通讯方式具备Socket方式，支持XML格式压缩上传，提供AES加密及MD5身份认证等安全需求，支持断点续传，支持Modbus、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104协议电能、环境等数据采集、转换和逻辑判断结语 安科瑞系统解决方案还包含电力运维云平台、能源综合计费管理平台、环保用电监管云平台、充电桩运营管理云平台、智慧消防云平台、电力监控系统、微电网能量管理系统、智能照明控制系统、电能质量治理系统、电气消防系统、隔离电源绝缘监测系统等系统解决方案，覆盖企业微电网各个环节，打造精准感知、边缘智能、智慧运行的企业微电网智慧能源管理系统。