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】随着分布式新能源和智能电网的发展，微电网技术进步的需求越来越迫切。文章通过研究微电网的特点，提出了一种用于改善微电网电能质量的集装箱储能系统，包括储能电池簇、电池管理系统、功率变换系统、储能监控系统等，设计出具有三层架构的电池管理系统和多组电池独立控制的功率变换系统，经过实际运行证明能够改善微电网电能质量。【关键词】微电网；集装箱储能系统；电池管理系统；功率变换系统1 微电网概述 近年来为了解决能源危机、环境问题以及提高电力供应的可靠性，分布式发电技术得到广泛关注。但是大量分布式电源的接入会给电力系统的稳定性、电能质量带来负面影响。为了解决电网和分布式发电之间的矛盾，充分发挥分布式发电的优势，本世纪初，学术界提出了微电网（MicroGrid，MG）的概念，既可与电网并网运行，也可在电网故障或需要时脱离主网独立运行。微电网扮演着双重角色：对于电网来说是单一可控的单元，可接受控制信号并在数秒内做出响应来满足系统的需要；对于用户，微电网是可定制的电源，能满足用户多样化的需求。因此，微电网已成为分布式发电*有效的利用方式。典型微电网系统组成见图1。微电网系统主要由风力发电机、分布式光伏、储能系统、柴油发电机组、微电网母线、配电网以及各类负荷组成。其中光伏和光伏逆变器构成光伏电源系统，与风力发电机都属于分布式电源；储能系统作为电能调节装置；柴油发电机组作为辅助电源；负荷由生产车间、动力供应点及其他负荷组成。微电网中分布式电源的运行状态很容易受到外界环境影响，导致其输出产生波动，影响微电网稳定运行。储能系统接入微电网，可以作为后备电源提供短时供电，也能够解决电压跌落、瞬时供电中断等动态电能质量问题，通过调压、调频以及系统故障时的低电压穿越等维持系统稳定，通过向电网及负荷提供有功和无功补偿、维持电压稳定等改善微电网电能质量。因此储能系统成为调节微电源性能，保证负荷供电质量，抑制系统振荡的重要环节，研究储能系统在微电网中的应用具有重要的意义。2集装箱储能系统集装箱储能系统主要由储能电池簇、电池管理系统（BMS）、功率变换系统（PCS）、储能监控系统（EMS）等组成，见图2。其技术核心是电池模块和电池簇结构设计、电池管理系统技术、电池系统的控制技术、热管理系统设计等。图2中，储能电池簇、电池簇控制单元、PCS以及电网构成动力主回路，进行电能的转换和输入输出。储能电池管理模块（BMU）、组端采集模块（BCMU）、储能系统管理单元（BAMS）、PCS以及EMS构成通信网络，传输采集数据、报警信息和控制信号，实现对储能系统的即时控制。BMU与储能电池直接连接，获取单体电池的电压、温度、SOC等信息，其中均衡模块可以对电池进行均衡维护。BCMU连接至整组电池及动力主回路，可采集组端电压、主回路电流等信息。其中断路器（QF）、直流接触器（KM）和熔断器（FU）构成主电路的保护和控制结构，分流器（FL）用于采集电池簇电流。3兆瓦级集装箱储能系统介绍某地区为了实现储能与光伏能源互补，平滑随机气象、技术原因引起的新能源间隙性波动，实现清洁能源高效利用，同时达到针对峰谷电价策略，按照夜储日供的策略，减少单位用电支出的目的，建设了总容量为1.5MWh的集装箱储能系统，见图3。该集装箱式电池储能系统是以40尺标准集装箱为载体，将磷酸铁锂电池系统、PCS、BMS、EMS、空调系统、消防系统、配电系统等集中在一个特制箱体内，以实现高集成度、大容量、可移动的储能装置，具有隔热、恒温、消防阻燃、防风沙等特点，满足复杂环境下的使用。3.1磷酸铁锂电池簇磷酸铁锂电池具有较高的安全性，电池不会因过充、过放、温度过高、短路、撞击而产生爆炸或燃烧。同时磷酸铁锂电池为绿色环保电池，不含重金属与稀有金属，无毒、无污染。为达到系统功率和容量要求，电池簇设计时采用8簇电池并联，每簇96个6.4V320Ah电池模块串联，串并联后总容量达到1.57MWh。3.2BMS电池管理系统具备三层架构，主要由单体电池管理模块BMU、组端采集模块BCMU、储能系统管理单元BAMS、充/放电保护单元组成。（1）系统功能 BMS通过三层模块实时检测和上传电池及电池簇电压、温度、电流等电池参数，估算电池SOC、SOH、电量等能量状态，电池报警和保护，电池簇均衡，BMS故障诊断，与其他系统通信，实现电池智能管理。BMU实现电池电压和温度模拟量测量、电池电压和温度异常报警和上报、电池SOC和SOH估算、电池均衡等功能。BCMU实现电池簇电压、电流、环境温度、绝缘电阻检测，电池簇电压、电流、环境温度、绝缘异常报警，电池簇SOC估算，执行电池簇保护，单体电池信息上传等。BAMS上传和汇总展示电池及电池簇信息，电量计算，BMS系统内故障诊断，BMS参数设定，电池簇就地监控，与PCS和EMS通信等。（2）通讯 模块BMU、BCMU、BAMS之间通过CAN总线高速率通讯，能够实时获取电池电压、电流、SOC、温度等信息。同时自下而上地采集信息和自上而下地控制信号都能及时送达，保证了系统控制的即时和准确。BMS和PCS采用基于RS485接口的MODBUS协议通信。BMS与上级监控主机使用RJ45通信，数据传输采用TCP/IP及MODBUS协议。因此通过远程服务器经以太网可对集装箱储能系统进行实时监控与数据管理，实现遥测、遥信、遥控，使储能系统得以及时的维护，保证储能系统的安全运行，提高供电系统的可靠性。3.3PCS 电池簇通过功率变换系统与电网交换能量，起到了电池与电网间连接的接口作用，实现能量在电池与电网间的双向交换。该储能系统需要实现四组电池的单独控制，通过投切灵活配置容量，DC/DC变换器采用下垂控制。 由于单级型功率变换系统拓扑结构容量不能随时改变，储能系统电压输出不稳定，均流特性较差。该微电网中的功率变换系统作为光储互补系统的一部分，需要实现多组电池的独立控制、系统容量的自由配置及根据实际情况投切电池簇，故功率变换系统设计为多级型拓扑结构。多级型功率变换系统将蓄电池簇产生的直流电能先经过DC/DC变换器升压，再供给PWM变流器作为直流侧输入电压，经逆变后输入电网。反之电网产生的交流电能，经过PWM变流器整流成直流电压，经过DC/DC变换器降压，输出储能电池簇的充电电压。3.4EMS EMS搭载在控制主机上，采用B/S架构设计，通过以太网通信获取电池、BMS、PCS的基本信息以及储能系统工作环境状态信息等基本数据，并对其处理分析，智能管理、 控制调度电池模块充放电；EMS具有可视化交互界面，实时更新显示储能系统状态；EMS将运行过程中的储能系统状态数据、故障报警数据、工作人员操作信息等，记录并存入数据库，以供调用、查询。EMS还能对电池做在线的、实时的健康状态评估，便于用户及时了解电池的性能，提高工作效率，减少工作负担。4 优势 本文设计的集装箱储能系统具有可移动、灵活性强、可扩充、可拆卸等功能，无论从商业角度还是技术角度都有一定的实用价值。其主要特点有以下几面：（1）模块化：集装箱集成了完整的储能系统设备，外形上具有标准的尺寸，方便海运和陆运。它可以用起重机吊装，适用于船舶、卡车和安置地点的装卸，可快速安装、投运和改造。（2）灵活接口：集装箱储能系统的动力、通信等接口采用标准化设计，适用任何接入需求，如空调、光伏、风机、电力电缆和其他设备的接入。（3）良好的保护：集装箱本身具备稳固的结构和良好的密封性，能防尘、防腐、防潮，在运输过程中保护内在设备和设施，并在储能系统的生命期内提供良好的保护，免受天气、运输及其他环境的侵害。（4）可移动性：综合比较其他储能电池，锂电池能量密度高，可移动性强，不受地域限制，便于装卸和运输。5 应用 集装箱储能系统接入微电网母线，微电网根据峰谷特性，在谷段对电池进行充电，将多余电能储存起来，在峰段将能量回馈给电网。风电、光伏发电系统可以根据微网系统控制选择接入母线；接入母线时，可以将风电、光伏等能量储存起来，真正实现了“负荷调节、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量”，也可以实现孤网运行功能。储能电池簇充电结束处于备用状态，可由后台统一控制回馈电网。以兆瓦级储能系统作为一个单元，适用范围广，可以通过多个单元并联组合扩充容量。Acrel-2000ES储能柜能量管理系统6.1系统概述 安科瑞储能能量管理系统Acrel-2000ES，专门针对工商业储能柜、储能集装箱研发的一款储能EMS，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、防逆流等控制功能。6.2系统结构 Acrel-2000ES，可通过直采或者通过通讯管理或串口服务器将储能柜或者储能集装箱内部的设备接入系统。系统结构如下：6.3.1实时监测 系统人机界面友好，能够显示储能柜的运行状态，实时监测PCS、BMS以及环境参数信息，如电参量、温度、湿度等。实时显示有关故障、告警、收益等信息。6.3.2设备监控 系统能够实时监测PCS、BMS、电表、空调、消防、除湿机等设备的运行状态及运行模式。PCS监控：满足储能变流器的参数与限值设置；运行模式设置；实现储能变流器交直流侧电压、电流、功率及充放电量参数的采集与展示；实现PCS通讯状态、启停状态、开关状态、异常告警等状态监测。 BMS监控：满足电池管理系统的参数与限值设置；实现储能电池的电芯、电池簇的温度、电压、电流的监测；实现电池充放电状态、电压、电流及温度异常状态的告警。 空调监控：满足环境温度的监测，可根据设置的阈值进行空调温度的联动调节，并实时监测空调的运行状态及温湿度数据，以曲线形式进行展示。 UPS监控：满足UPS的运行状态及相关电参量监测。6.3.3曲线报表 系统能够对PCS充放电功率曲线、SOC变换曲线、及电压、电流、温度等历史曲线的查询与展示。6.3.4策略配置 满足储能系统设备参数的配置、电价参数与时段的设置、控制策略的选择。目前支持的控制策略包含计划曲线、削峰填谷、需量控制等。6.3.5实时报警 储能能量管理系统具有实时告警功能，系统能够对储能充放电越限、温度越限、设备故障或通信故障等事件发出告警。6.3.6事件查询统计 储能能量管理系统能够对遥信变位，温湿度、电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。6.3.7遥控操作 可以通过每个设备下面的红色按钮对PCS、风机、除湿机、空调控制器、照明等设备进行相应的控制，但是当设备未通信上时，控制按钮会显示无效状态。6.3.8用户权限管理 储能能量管理系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。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。7 结束语 本文提出了一套适用于微电网的集装箱储能系统，该集装箱储能系统主要包含磷酸铁锂电池簇、电池管理系统、功率变换系统和储能监控系统，详细介绍了每个系统的作用及相互间的联系。本文提出的集装箱储能系统设计方案已经在1.5MWh微电网储能项目中投入使用，在长期运行过程中证实了该方案的实用性及可行性，对改善微电网电能质量起到了积极作用。参考文献[1］郭振，詹梨梨，王冬林，陈颉.集装箱储能系统在微电网中的应用研究[2］ 张建华，黄伟.微电网运行控制与保护技术[M].北京：中国电力出版社，2010：110-126.[3] 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，主要从事储能柜能量管理系统的研究与应用，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：随着“双碳”目标的提出，光伏发电已经成为了新能源发电领域重要的发电方式之一。本文提出了火力发电厂光储充一体化发电系统设计方案，对光储充系统设计过程进行了分析阐述，在查阅相关文献资料后，设计了可靠、合理的方案，对火力发电厂发展光储充一体化具有参考意义。关键词：分布式；光储充；火电厂；光伏+0 引言 “光伏+”应用场景虽然已经在我国已遍地开花，但“光伏+”是一种以光伏为主，附加其他能源为辅的新型清洁能源。特别是“光伏+储能+充电桩”的模式，既能满足清洁能源发电的特点，也能满足利用储能达到削峰填谷的作用，还能给新能源汽车（负荷）即发即用，越来越收到大众的广泛接受。因此，分析光储存初步设计，对节能减排，助力碳中和碳达峰，是一件非常有意义的事情。1 项目概况 某火力发电厂光储充一体化项目位于广东省内，项目由73.5kW光伏发电系统、100kWh储能系统、2台直流充电系统以及后台监控系统组成。 白天，光伏组件的硅电池在阳光的照射下，利用硅半导体的光生伏打效应将光能转化为电能，通过单块组件的串联把电压升高到逆变器的额定电压，再通过并联将电流汇流，使得光伏发电直流侧电压和电流达到光伏发电系统输入额定电压、电流转为交流侧的要求。储能系统分为直流侧储能和交流侧储能，目前应用较广的是交流侧储能，它们之间的唯*区别是储能变流器（PCS）放置直流侧还是交流侧。光伏控制器控制光伏发电量，类似于水龙头的阀门一样。因此，蓄电池能够充多少电，能不能稳定地充电与充放电控*器有关系。储能控*器和电池系统、发电系统一起将光能转化为电能储存起来，使得电能能够在合适的时机充分被利用。 晚上，电力不够用时，储能系统将发挥作用，通过PCS将蓄电池的电释放出来给负荷使用。在整个储能系统的充放电中，由能源管理系统（EMS）控制，EMS根据负荷的用电情况，控制着蓄电池释放电量的多少和时间段。可以看出，光伏控*器和EMS是整个光储存系统的两大核心控制装置系统。此外，为了以防设备被雷击等过电压损坏设备，造成*员和设备的损失，在整个系统中需要设计完备的过电压保护和过负荷等保护，以此来保护整个系统的安全运行。2 光储充一体化系统设计过程和思路 本项目的光伏组件安装在发电厂内的汽车车棚顶，光伏所发的电优先给电动汽车充电，用不完的电量利用蓄电池储存起来，并入到厂用电低压柜380V母线3 光伏发电系统设计 光伏组件是太阳能光伏发电系统*核心部件，在整个光伏发电系统生命周期中，光伏组件的发电效率和造价成本是我们选择光伏件要考虑的两个首要因素。目前，应用于商业性质的太阳能光伏组件主要有太阳能晶硅电池、薄膜太阳能电池。 薄膜电池由于转化效率低，功率衰减相对较快，仅适用于小批量示范项目；晶体硅电池转化效率高、产量大、性能稳定、使用寿命长、技术成熟、应用范围广、并网电站用量多，适合在分布式光伏电站中应用。综合价*、规模、转化效率等因素，在火力发电厂光储充一体化发电项目中分别选择发电效率高、制造技术成熟单晶硅太阳能组件；弱光性能好的、碲化镉太阳能电池组件、铜铟硒太阳能组件组件。4 充电桩系统设计表1常见充电桩电气参数配置输入方式电气配置参数应用场景三相AC／DC：15kW，双向；DC／DC：60kW、120kWh,双向；储能电池：≥60kWh。城市商业综合体、城市中*停车场等用户临时补电或者应急充电需求场所城市商业综合体、城市停车场等用户临时补电或者应急充电需求场所单相AC／DC：7kW，双向；DC／DC：60kWh、120kWh，双向；储能电池：≥60kWh别*、住宅区等三相电拉取比较困难的场所，可利用空闲时间如间将储能电池充满，满足用户临时补电或应急充电需求 目前市场处比较常见的充电桩有交流充电桩和直流充电桩，功率有60kW、120kW、240kW等，也有单枪和双枪设置，它们的电气参数表1。结合本项目的情况，选择2台120kWh直流充电桩。5 储能系统设计 储能系统是电网“发-输-变-配-用”环节的重要组成部分，是能源互联网和智慧能源的必不可少的组成部分，整个系统包括发电部分、充电控制部分和交流逆变三个部分。6 监控系统的设计 光储充监控系统能源管理系统运行方式有并网运行方式、离网运行方式和并网和离网切换运行方式三类。*一种是并网运行方式，这种方式是光伏发电直接电网市电直接连接。储能系统对光伏发电的波动电压、功率和频率进行平衡，使其达到合适的范围。*二种是离网运行方式。储能系统协同主电源工作，在能源关系系统的统一协调和控制下，对负荷和发电量进行调节控制，当光伏发电量大于负荷用电时，将光伏发电多余的电量储存起来，提高了能源的利用效率。*三种是分时段并网与离网切换运行的方式。EMS利用低谷时段和高峰用电时段，将并网和离网运行方式相互转换，实现系统的稳定*优运行，实现用户的节约能源。7 Acrel-2000MG微电网能源管理系统概述7.1概述 Acrel-2000MG微电网能源管理系统，是我司根据新型电力系统下微电网监控系统与微电网能源管理系统的要求，总结国内外的研究和生产的经验，专门研制出的企业微电网能源管理系统。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、能源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，提升可再生能源应用，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。为企业微电网能源管理提供安全、可靠、经济运行提供了全新的解决方案。 微电网能源管理系统应采用分层分布式结构，整个能源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。7.2技术标准本方案遵循的标准有：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*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*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*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*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*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*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微电网能源管理系统技术规范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*1部分：微电网规划设计导则NB/T10149-2019微电网*2部分：微电网运行导则7.3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源管理需求。7.4型号说明8系统配置8.1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：9 系统功能9.1实时监测 微电网能源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。 微电网能源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。9.1.1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。9.1.2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。 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*大、*小电压、温度值及所对应的位置。9.1.3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。9.1.4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。9.1.5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。9.2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9.3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9.4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9.5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9.6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9.7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、*大值、*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9.8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9.9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9.10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源交换进行统计分析；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9.11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。9.12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9.13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9.14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9.15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10 结束语 火力发电厂消耗大量的化石能源，也产生较大的污染，建设太阳能光储充一体化直流系统，对火力发电厂节约能源具有非常重要的意义。通过光伏建筑一体化把火电厂应用场景与光储充相结合来产生电能，满足火电厂重要的厂用电负荷用电，既节约了火力发电厂的燃煤消耗，也让多余的电能能够充分地得到利用。作两种方式，相较于其他控制方法，获得更好的准确性、效率性和可靠性。为电源管理的研究提供一些积*的理论建议，供业界人士参考。配电房监控系统总线配电房低压母线​参考文献[1]曹轶婷,欧方浩,王建兴.公交光储充一体化充电站设计[J].农村电气化，2021(03):60-62.[2]林青瑜,洪智勇.光储充一体化电站关键技术设计[J].中国新通信，2020,22(06):80.[3]宋蕾.3kWp户用型光储发电系统的设计与实现[D].哈尔滨：东北农业大学，2018.[4]晏阳,袁简,王梦蔚.光储充一体化充电设施设计方案研究[J].电工技术，2019,(23):28-30.[5]常金旺,刘波,薛建明,等.风光储供给火电厂厂用电的消纳技术及其可靠性研究[J].供用电，2020,37(07):81-87.[6]安科瑞企业微电网设计与应用设计,2022,05版.[7]肖利坤.火力发电厂光储充一体化系统设计.作者简介周颖，女，现任职与安科瑞电气股份有限公司，手机：18721095851（微信同号）

1、概述  电力监控系统实现对园区变电站、配电房内断路器、变压器、柴油发电机以及其它重要设备进行监视、测量、记录、报警等功能，并与保护设备和远方控制中心及其他设备通信，实时掌握园区变电站和配电房运行状况，快速排除故障，保障园区供电可靠性。2、参考标准GB50052-2009 《供配电系统设计规范》GB/T 14285-2006 《继电保护和安全自动装置技术规程》GBT 14598.300-2008 《微机变压器保护装置通用技术要求》GB/T-2887-2011《电子计算机场地通用规范》GB/T9361-2011《计算站场地安全要求》3、配置方案  电力监控系统主要针对园区变电站、开闭所和10/0.4kV配电房，对电源进线配置电能质量监测装置实时监测进线电能质量，包括电压闪变、跌落、电压合格率等数据生成电能质量分析报告。高压回路配置微机保护装置进行保护和监控，对配电房0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况。同时对变电站(所)内重要设备如柴油发电机、无功补偿装置、有源滤波装置、状态进行监测。推荐配置4、系统结构  系统采用分布式结构，微机保护装置、多功能仪表、变压器温控器、直流屏、柴油发电机控制屏等设备通过RS485总线或者以太网接入智能网关，经过协议转换、数据处理后上传至电力监控系统，实现遥测、遥信、遥控、异常报警等功能。5、系统功能●实时监测 系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合分状态、柴油发电机状态、柴油液位、UPS状态、电池信息等，以及有关故障、告警等信号。●详细电参量查询 在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，并可以查看24小时相电流趋势曲线。●运行报表 查询各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.●UPS监测 系统采集UPS输入、输出端和旁路三相电压、电流、有功功率、功率因数频率，同时监测UPS温度、蓄电池电压、当前负载下的剩余时间等数据，检测到异常时会及时发出告警信号，告警信号也可以根据紧急程度进行分级。●精密配电柜监测 系统可以展示精密配电柜内进线和馈线回路电气参数，包括电流电压功率电能以及开关状态，并可以对数据进行报警设置和分级，数据取自精密配电柜测量模块。●实时报警 电力监控系统具有实时报警功能，系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸等事件发出告警。电力监控系统具有实时语音报警功能，系统能够对所有事件发出语音告警。●历史事件查询 电力监控系统能够对遥信变位，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。●电能统计报表 电力监控系统以丰富的报表体支撑量体系的完整性。系统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。●用户权限管理 电力监控系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。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。●遥控操作 电力监控系统可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。例如配电系统维护人员可以通过监控系统的主界面点击相应的断路器遥信点调出遥控操作界面，可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。●网络拓扑图 电力监控系统支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通讯状态，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。

1、概述 电力监控系统实现对污水处理变电站、配电房内断路器、变压器、柴油发电机以及其它重要设备进行监视、测量、记录、报警等功能，并与保护设备和远方控制中心及其他设备通信，实时掌握变电站和配电房运行状况，快速排除故障，保障水处理的供电可靠性。2、参考标准GB 50053《20kV及以下变电所设计规范》GB 50059《35kV-110kV变电站设计规范》GB 50054《低压配电设计规范》GB 50034《建筑照明设计标准》GB/T 14598.300-2008 《微机变压器保护装置通用技术要求》GB/T-2887-2011《电子计算机场地通用规范》GB/T9361-2011《计算站场地安全要求》CJJ/T120-2018《城镇排水系统电气与自动化工程技术标准》SL455《水利水电工程继电保护设计规范》3、配置方案 电力监控系统主要针对水务厂区变电站、开闭所和10/0.4kV配电房，对电源进线配置电能质量监测装置实时监测进线电能质量，包括电压闪变、跌落、电压合格率等数据生成电能质量分析报告。高压回路配置微机保护装置进行保护和监控，对配电房0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况。同时对变电站(所)内重要设备如柴油发电机、无功补偿装置、有源滤波装置、状态进行监测。推荐配置4、系统结构 系统采用分布式结构，微机保护装置、多功能仪表、变压器温控器、直流屏、柴油发电机控制屏等设备通过RS485总线或者以太网接入智能网关，经过协议转换、数据处理后上传至电力监控系统，实现遥测、遥信、遥控、异常报警等功能。5、系统功能●实时监测 系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合分状态、柴油发电机状态、柴油液位、UPS状态、电池信息等，以及有关故障、告警等信号。●详细电参量查询 在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，并可以查看24小时相电流趋势曲线。●运行报表查询各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.●实时报警 电力监控系统具有实时报警功能，系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸等事件发出告警。电力监控系统具有实时语音报警功能，系统能够对所有事件发出语音告警。●历史事件查询 电力监控系统能够对遥信变位，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。●电能统计报表 电力监控系统以丰富的报表体支撑量体系的完整性。系统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。

1、概述  随着光伏发电成本持续降低和政策鼓励污水厂建设光伏电站，促使污水处理厂在拥有较大表面空间的处理单元（初沉池、曝气池、二沉池）、厂区内的绿化地带和办公建筑屋顶建设分布式光伏系统，光伏发电在白天负荷高峰时期采用“自发自用”的方式，所有发电量直接被污水处理厂的用电负荷所消纳，一方面减少对电网的电能质量影响，减少并网发电向电网馈送电能时与电力运行公司发生的业务纠纷，另一方面可以充分利用国家对新能源分布式发电的政策补贴，降低电力成本。2、参考标准GBT29319-2012 光伏发电系统接入配电网技术规定GB/T 20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特性GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求GBT50865-2013 光伏发电接入配电网设计规范GB/T 14285-2016 继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 50797-2012光伏电站设计技术规范GB/T 19964-2012 光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T 29319-2012 光伏发电系统接入配电网技术规定GB/T 50865-2013 光伏发电接入配电网设计规范3、配置方案4、系统结构5、系统功能  对逆变器运行和电站进行监测，对电站发电进行统计和分析，并计算日月年发电量以及相关收益。

钱琪明安科瑞电气股份有限公司上海嘉定201801摘要:智慧路灯，作为智慧城市、新基建、城市更新的主要组成部分，近些年在各大城市已得到很好的落地和应用，但其与传统路灯相比集成大量异元异构电子设备，这些设备的供电电压、接口形式、权属单位各不相同，如何设计一个安全、稳定、可靠的系统供电方案成为智慧路灯建设的重要课题。本文通过分析传统路灯供电设计方案，以及在智慧路灯建设供电设计存在的问题和需求出发，系统性提出一种统一供电、统一保护、远程监测、分路计量、智能控制的供电方案设计，为智慧路灯建设提供一种新设计思路。关键词:智慧路灯;多功能杆;安全供电;智能控制;分路计量0.引言 智慧城市需要利用的信息技术和完备的基础设施，让城市具有全面感知、资源互联共享、智能协同作用，实现智慧服务和管理，让城市朝着更深层次信息化发展。路灯，在城市中数量众多，是密集的城市基础设施。因此，具备“有网、有电、有杆”三位一体特点的智慧路灯，成为智慧城市建设中不可或缺的关键节点。随着5G、智慧城市、新基建等建设加速推进，智慧路灯建设掀起一股热潮。2021年4月6日，住建部、网信办等16部门联合发布《关于加快发展数字家庭提高居民品质的指导意见》，提出鼓励建设智能停车、智能充电、智能灯杆、智能垃圾箱等公共配套设施。2021年11月26日发布的《智慧城市智慧多功能杆服务功能与运行管理规范》(GB/T40994—2021)中明确要求:智慧多功能杆应能为挂载设备提供所需的交流及直流供电接口，宜具备漏电监测、供电监测、远程控制、倾斜监测、积水监测和仓门开关监测等功能。由于智慧路灯建设是将交警、公安、市政、城管等多个职能部门智能化设备统一建设，如何设计一套满足各类传感设施的安全供电系统，实时监测不同设备的用电状态，采集不同权属部门的设备用电电量等问题至关重要。本文通过对当前智慧路灯建设中存在的问题进行分析，结合未来运营管理需求，给出一种基于智慧灯杆智能控制器的智慧路灯智能供电设计方案。1.安全智能供电设计的必要性1.1供电设计中存在的问题 近年来不少智慧路灯项目主要从完成任务角度来实施，对关键技术问题缺乏通盘考虑，导致电气设计考虑不周全，供电通信配套不完善等技术痛点。常见问题如下:（1)缺乏统一供电规划。当前智慧路灯供电设计多数采用传统路灯建设供电设计模式，结合建设时安装设施设备的供电需求进行设计，未考虑智慧路灯作为未来城市智能化设施重要载体的扩展需求，对预留供电冗余及如何根据需要拓展需求缺乏考虑。(2)无法对不同主体进行单独计量。与传统路灯相比，智慧灯杆集成不同用户的设备，这些设备有市政用电、工业用电、商业用电，隶属于不同管理部门，无法单独计量，常见的通过供电线路进行区分，根据用户不同铺设不同供电线缆，将造成大量资源浪费，成本较高.（3)缺乏供电统一保护问题。智慧灯杆集成大量设备，用电防护等级层次不齐，这些设备若接在电缆上，一旦发生雷击，会造成大量设备故障;同时，一个设备故障短路或者漏电时，会影响整个线路供电安全，供电的安全防护需要统一考虑。（4)缺乏远程管理手段。智慧灯杆集成大量设备，并不是所有设备都需要24h供电，像LED大屏在深夜无人时需要关闭，灯具白天需要关闭，亮化灯具在重大节日时才需开启，针对这些设备的供电缺乏远程管理手段。（5)缺少对供电环境的动态监测。无论是供电箱体侧或者是杆体侧，要保障供电正常运行需要一个安全稳定的环境。目前供电系统设计多以箱体环境监测为主，缺乏对杆体如倾斜、内部温湿度、积水、震动等环境状态的监控。1.2智慧路灯建设供电需求（1)统一供电规划设计。智慧灯杆建设需要在规划设计时，根据当前用电需求同时结合未来用电需求统筹设计规划，针对智慧灯杆集成的大量传感器设备，根据其供电电压、功率、接口形式、功耗时间曲线、防护等级等参数进行归类区分，统一预留供电接口。(2)分路用电计量采集。为方便管理和运营，需要单独计量每种设备设施的耗电量，根据设备设施权属单位的不同独立结算用电费用;同时根据各类设备设施能耗情况进行能耗分析，设置相应的节约能耗策略。(3)统一供电用电保护。为保障各挂载设施设备的用电安全，需要在箱体侧和每个杆体侧设置浪涌防护装置以及漏电保护装置;同时为了避免单个设备短路或者故障对其他设备产生影响，为每个设备供电应采用独立过流、过载、短路保护措施。(4)远程控制管理。为避免能源浪费以及提高管理效率，需要为每个设备设施供电回路远程实现供电开启或关闭，同时可为每个供电回路设置供电开启和关闭策略，远程采集和监控每个设备用电状态，动态监测到设备出现过载、过流、欠载、短路等用电故障并及时告警。(5)动态环境状态监测。为保障箱体内安装及杆体挂载各类设施设备正常运营，需要实时监测箱体内温度、湿度、水浸、烟感等环境状态，根据需求及时排风降温及告警;需要实时监测杆体倾斜震动状态，一旦杆体出现倾斜有倾覆危险及时告警。2 供电方案设计2.1智能供电系统架构 供电系统整体架构如图1所示，分为变压器至综合机箱、综合机箱至灯杆、灯杆至设备三层供电结构。从变压器二次输出侧引入一路380VAC供电电缆至综合机箱,综合机箱根据需要的供电回路方向和数量,分别引出380VAC24h供电缆至每个内安装的智慧灯杆智能控制器，智能控制器输出220VAC、24VAC、48VDC、12VDC、5VDC不同电压等级回路供给杆体上挂载各类设备。图1供电系统架构示意图2.2综合机箱供电设计 综合机箱内部供电设计如图2所示，综合机箱采用5仓体设计，分为综合配电仓、信号机控制仓、交通汇聚设施仓、公安汇聚设施仓、其他汇聚设施仓;变压器二次侧引入380VAC至综合机箱内综合配电仓体的三相断路器总闸，由三相断路器总闸分别引至交流接触器和断路器，交流接触器用以控制回路供电通断，断路器用以控制回路过载保护及手动通断，断路器一部分回路通过电缆引至每根智慧灯杆给杆体挂载设备供电，另一部分引至其他汇聚仓体给仓体内汇聚设备供电。图2综合机箱配电示意图 综合机箱内安装回路控制终端，本文选用上海五零盛同信息科技有限公司的WJ3006回路控制终端，利用该设备远程控制回路接触器通断，实时监测每个回路电压、电流、功率、漏电电流，根据监测到实时数据判断分析箱体供电是否正常，监测到回路有过压、过流、漏电、断电等情况及时上报故障;实时监测各回路剩余漏电电流，监测到回路有漏电上报告警至系统平台或直接断开接触器，确保回路供电安全;将箱体电子门锁接至回路控制终端，远程控制每个仓体开关，监测每个独立分仓仓门是否开启，监测箱体温度湿度，根据箱体温度湿度自动控制箱体排风扇开启和关闭。2.3杆体侧供电设计 杆体侧供电系统示意如图3所示，综合机箱的380VAC电源引至杆体侧智慧灯杆智能控制器，智能控制器降压整流处理后分别输出交流220VAC、24VAC，直流48VDC、12VDC、5VDC;交流220VAC输出电源可以给智慧灯杆挂载交流设备供电，如:通信基站、户外信息屏、LED灯具等设备;直流48VDC给杆体挂载直流48V设备供电如:Wi-Fi基站AP、户外广播等;直流12VDC给杆体挂载直流12V设备供电，如:摄像头、交换机、一键报警、路侧RSU、环境监测、气象监测等;交流24VAC给杆体侧挂载视频监控球机使用;直流5VDC给杆体挂载需要5V供电传感器使用。在供电安全方面，通过智慧灯杆智能控制器一方面为各类不同供电电压等级的挂载设备供电，另一方面实时监测各类挂载设备供电电压、电流、功率等状态，监测到设备过流、过载、短路等供电异常，及时断开供电输出，避免一个挂载设备损坏对其他设备产生影响。在能耗节约方面，通过智能控制器根据需要为每个供电设备设置供电时段策略，如:LED灯具根据日出日落配置日落开灯、日出关灯或根据车流、人流状态调整灯具亮度，户外信息屏可配置深夜关闭策略，根据需要控制实现节能。图3杆体侧系统供电示意图 在精细管理方面，通过智能控制器实时监测每个挂载设备用电状态，通过状态分析设备是否正常，实时监测每个设备消耗电量，用以挂载设备用户电费结算;实时监测杆体内积水，一旦杆体内出现积水立即告警并关断用电设备，确保供电安全;实时监测杆体倾斜及震动，杆体因外部原因导致倾斜碰撞及时告警;实时监测杆体及设备仓体内温度和湿度变化，根据温度和湿度变化启动排湿散热风机;外接电子门锁，通过系统平台远程开锁，实时监测门锁状态，记录开锁人员等。通过以上功能提高管理精细化和智能化水平。3 安科瑞路灯安全用电监控系统3.1概述 安科瑞Acrelcloud-6200路灯安全用电监控系统是通过物联网技术对安装在城市各区域路灯的用电状态进行不间断地数据监测。安全用电通过监测路灯线路的电流和电压值来判断路灯的工作情况，任何不正常的工作状态，平台都能进行监测和预警，预警信息通过手机APP推送，短信，语音电话和邮件等，一时间到达责任人的身边。3.2应用场合 适用于智慧工厂、工业园区、市政道路、学校以及石油化工、文教卫生、金融、电信等有路灯的场所。3.3系统结构3.4系统功能 消息提醒:显示需要处理的任务及报警消息,点击“查看”按钮跳转到报警确认界面或任务处理界面,支持批量确认和删除报警信息 隐患统计以曲线图的方式展示当月隐患数量 监控模块提供数据监控监控功能，包含大数据调度和统计 设备监控可以按监控设备识别号、省、市、区县筛选，显示设备图片、设备识别号、设备详情、报警记录1、点击“设备详情”后在弹出界面显示项目识别号、监控设备号、省、市、区县、详细地址2、点击“报警记录”后在弹出界面显示设备相关报警记录，包括报警时间、报警描述 隐患管理包括隐患巡查、隐患处理、隐患记录、隐患提醒、工单处理和隐患批量处理等功能。3.5配置方案型号产品照片功能ASJ60-LD16A剩余电流监测仪16路剩余电流监测,范围：1mA-30A,每路可设为报警、动作或关闭;16路剩余电流报警继电器，1路水浸报警继电器，可自动重合闸功能，重合闸次数和时间间隔可设；2路DI输入，可用于水浸或其它开关量监测；1路RS485通讯，30条事件记录；故障声光报警功能，声音报警可手动消除；128*64点阵液晶显示，导轨式安装，插拔端子。。ASJ60-LD1A剩余电流监测仪1路剩余电流监测，范围：1mA-30A;2路剩余电流报警继电器，用于控制路灯开断；1路水浸监测；有1路RS485通讯；1路HPLC宽电力载波通讯；运行和故障指示，本地故障复位按键;壁挂式安装，防水接线端子，防护等级IP65。。AWT100-4G无线通信终端4G通讯；RS485通讯；用于辅助RS485设备实现无线通讯。AWT200-HPLC无线通信终端4G通讯；HPLC通讯；用于辅助HPLC设备实现无线通讯。ARCM300T-Z-4G具有单、三相交流电测量、四象限电能计量;谐波分析；遥信输入、遥信输出功能；RS485通讯或GPRS无线通讯功能；剩余电流监测、导线测温功能。ARCM310具有单相交流电测量、漏电监测、温度监测及内控开合闸功能;具有RS485通讯及GPRS无线通讯功能；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。。AF-GSM400-4G标准RS485通讯接口，可方便连接RTU、PLC、工控机等设备；一次性完成初始化配置，就可完成对MODBUS设备的数据采集。4 结语 在现阶段市政工程中，路灯线路正常运行的保障，始终是市政工程工作的重点和难点。在对路灯线路进行保护过程中，通常需要加多部门相互合作与协调。主要是路灯线路工作中，线路数量较多且具有复杂性。所以，本研究中通过对路灯线路电气安全问题的综合分析，从线路电气安全管理模式、市政监管与定位维修、防火责任制的落实、路灯线路电气人员的管理等方面，重点探究路灯线路电气安全的防护措施。期望在本次相关内容的探究下，可以为日后提高路灯线路电气安全水平，提供建议。参考文献[1]肖辉.李文超.朱应昶等．多功能智慧灯杆系统应用研究[J]．照明工程学报，2019，30(4):1-5．[2]柳庆勇.王海滨.王天小等.城市多功能智能杆投资建设运营模式研究[J]．智能城市，2018，4(20)．​[3] 住房和城乡建设部等．关于加快发展数字家庭提高居民品质的指导意见(建标〔2021〕28号)[EB/OL]．2021-04-06.[6] 安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版作者简介周颖，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要从事电气火灾监控系统的研发和应用。Email：2880956070@qq.com，手机：18721095851

周颖江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴214405摘要：分析新能源发电趋势，从电网电压、电网频率、电网谐波等方面出发，阐述新能源发电并网对电网电能质量的影响，电网电能质量下降的危害及其处理措施。关键词：新能源发电；并网；电能质量0 引言 当前，社会经济发展对能源资源需求不断增加，为减少对传统化石能源的依赖，在新能源研究推广方面投入了大量资金，并取得了一定的成效。目前，我国新能源发电并网规模持续扩大，由此也暴露了一些问题，如新能源发电并网占比增大后，电网运行稳定性受到影响，电能质量下降，如何解决此类问题直接关系到新能源发电技术的未来进一步推广运用。1 新能源的发电状况 根据新统计数据显示，我国新能源发电一直保持平稳增长，截至2019年年底，我国新能源发电装机容量4.1×108kW。预计2030年、2050年我国新能源装机将分别达到1.15×109kW、2.80×109kW，占全国电源总装机的比重提升至40%、53%。2019年我国三北地区（华北、东北、西北）风电装机容量1.27×108kW；8个省级电力公司经营区风电装机均超过1×107kW，依次为新疆、冀北、甘肃、山东、山西、宁夏、蒙东、江苏。三北地区太阳能发电累计装机容量为1.03×108kW；8个省（自治区）太阳能发电装机超过1×107kW，依次为山东、江苏、浙江、安徽、青海、河南、新疆、山西。 近些年，我国新能源消纳水平不断提高，但是新能源发电并网也存在一些问题需要解决，如：新能源发电出力不稳、随机波动，给电网规划建设、运行管理带来了巨大的压力。结合实践分析可知，新能源发电并网对电网电能质量必将差生巨大影响，对此必须加强相关研究，提出可靠的处理方案，在不断提高新能源发电利用率的同事，保证电网稳定、可靠运行。2 新能源发电并网对电网电能质量的影响2.1对电网电压的影响 馈线稳态电压。当前我国电力系统主要是采用投切电容器、改变有载调压变压器分接头的方式实现调压。新能源发电并网规模增大后，其功率波动性影响变大，造成整个电网电压调节难度增大，原有调压方案往往无法满足电网实际运行要求。如图1所示即为新能源发电并网前后馈线电压的变化情况，由图分析可知，并网后馈线后端节点的电压将越限，对此必须要根据并网情况合理改进调压方案。（2）电压波动、闪变。新能源电站输出功率波动，是影响电压波动、闪变的直接因素。如风速变化影响风电场输出功率，需根据实际情况合理选用变速风电机组、恒速风电机组，减小电压瞬变；光照强度、温度波动变化，也会导致电站输出功率出现变化。当新能源发电并网的电网短路容量大，则表明区域电网坚强，相应的并网后引发的电压波动、闪变均较小，若是电网较为薄弱，必须合理规划并网点、电压等级。图1新能源发电并网前后馈线电压2.2对电网频率的影响 如图2所示，当新能源在电网中占比较小时，对电网频率影响较小，而随着新能源发电量在电网占比的增大，容易造成电网内频率波动，直接影响电能质量。对此，必须加强新能源发电出力波动性、间歇性分析，将电网运行调度与新能源发电电功率预测相结合。图2新能源发电穿透功率较小时电网频率变化2.3对电网谐波的影响 我国新能源并网主要以光伏发电站、风电场为主，其在谐波方面的影响如下：（1）并网光伏电站运行时，光照变化会导致光伏电站输出功率出现波动间歇变化、引发谐波污染。（2）风电场并网谐波主要来源机组电力电子装置、风电场并联补偿电容器与线路电抗谐振作用。3 电网电能质量下降的危害与处理措施 大量新能源发电并网极易导致电网电能质量下降，采取合理的处理措施具有重要意义，为我国新能源电力发展奠定坚实的基础。3.1电网电能质量下降的危害 电网电能质量下降的危害主要表现在以下几个方面：（1）电压暂降、偏差：电网运行中电压暂降、偏差情况的出现，极易导致一些设备无法正常运行，如：自动化控制装置误动、系统失灵等，甚至出现长时间无法正常工作的情况，引发严重的后果。（2）电压波动、闪变：常见问题有灯光闪烁、电视机亮度频繁变化、生产线无法正常工作等。（3）谐波：谐波污染对电网的危害大，包括：电力线路附加损耗、谐波影响设备运行、电容器组谐振、自动装置与继电保护误动。3.2电能质量的处理措施 针对上述问题可知，新能源发电并网对电网电能质量的影响较大，为保证我国新能源产业持续稳步发展，必须要采取以下处理措施：（1）安装电能质量调节装置。在电网运行中，改善电能质量常见的方法就是安装动态无功补偿装置，快速调节无功功率，保证电网电压稳定。动态无功补偿器的主要安装位置为新能源出口低压侧，根据接入点电压偏差量控制所补偿的无功，稳定接入点电压。针对新能源并网导致的谐波问题，可安装多脉冲换流器、电力滤波器，有效吸收谐波电流，保证电网稳定运行。其中，光伏电站并网，可采用多功能逆变器，使得光伏电站逆变器兼具滤波功能；风力发电场，可在谐波水平较高母线上安装静止无功补偿器，综合滤除谐波。（2）采用超级电容器改善电能质量。超级电容器作为一种储能装置，可有效控制电网有功、无功功率，改善电网电能质量。从超级电容器自身性能分析来看，其功率密度高、充电速度快，可有效解决瞬时停电、电压暂降/骤升等问题，平滑电压波动。 此外，为应对未来新能源发电并网规模的持续扩大，应从电网结构入手，通过改善电网结构、合理选用线路电抗/电阻之比，有效抑制并网引发的电压波动、闪变问题；同时新能源技术方面，还需不断革新，切实减少机组启停次数、减小输出功率变化情况，切实保证电网系统的稳定运行。4安科瑞产品选型名称型号图片功能电能质量在线监测装置APView50016 路交流电压/电流通道，16 路可编程无源继电器出口、22 路有源开关量输入通道，2路 RS485 接口，4 路以太网接口； 1 路 GPS 对时接口，支持 IRIG-B 对时方式；1 路 RS232 接口；1路USB接口电能质量监测仪表APM830网络：三相三线，三相四线功能：全电量测量、电能统计、电能质量分析、录波功能、事件记录功能精度：0.5S级多功能网络电力仪表APM520具有三相(I、U、kW、kyar、kWh、kvarh、Hz、cas中)、电能统计、电能质量分析(包括谐波、间谐波、闪变)、故障录波功能(包括电压暂升暂降中断、冲击电流等记录)、事件记录功能及网络通讯等功能，主要用于电网供电质量的综合监控。该系列仪表配有功能丰富的DI/DO模块、A0模块、无线通讯模块、漏电测温模块，可以灵活实现电气回路全电量测量及开关状态监控有源谐波治理系统AnSin/🞎-G Ⅰ型采用DSP+FPGA全数字控制方式，并联在系统中，兼补谐波和无功；兼补谐波和无功，可对2～51次谐波进行全补偿或特定次谐波进行补偿；具备完善的桥臂过流、直流过压保护、装置过温保护功能；具备超前和滞后的功率因数校正功能；具备动态过温降载功能；有源谐波治理系统除作为本地终端为用户提供电能质量监测、治理与设备运维等功能外，亦可通过接入AcrelEMS企业微电网能效管理平台，为用户提供远程在线服务。有源无功补偿系统AnCos/🞎-G Ⅰ型具备无功功率线性补偿、三相电流平衡治理和稳定电压的功能，同时可滤除5、7、11、13次以内的谐波；具备自动检测运行、测量监视和定值设定功能；具备智能散热和无极调速的功能；具备动态扩容功能，支持插拔，方便更换；具备过压切除、过压闭锁、欠压切除、超温告警等保护功能；有源无功补偿系统配备有数据处理与分析平台，通过对采集到的用户现场数据与补偿设备补偿算法相结合，为用户提供定制化的电能质量治理服务。混合动态谐波无功补偿系统AnCos/🞎-G Ⅰ型核心元器件IGBT选用英飞凌等进口知名品牌，响应时间快，精度高、运行稳定；采用全数字、模块化控制方式，采用DSP＋FPGA高速检测和运算的数字控制系统监控及显示系统；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；谐波补偿次数：2-51次，可对2次～31次谐波电流进行全补偿，或仅对谐波进行补偿；具备远程通讯接口功能，并可通过PC机进行实时监控；分层式系统设计，三层系统各自独立且相互耦合。基于谷歌Flutter框架构建的遥信、遥控软件平台，具备远程服务与数据处理功能，并支持IOS、安卓、PC多平台交互。5 结束语 新能源发电技术具有清洁、可再生的特点，但是其并网后对电网电能质量存在较大的不利影响，轻则导致供电质量下降，重则直接导致相关生产工作无法正常开启。对此，必须要明确新能源发电并网对电网电压、频率、谐波等方面的影响情况，并采取针对性处理措施，保证电力系统稳定运行。参考文献[1]徐潜,唐凌云,李西.新能源发电并网对电网电能质量的影响[J].《集成电路应用》,2020[2]李娜娜.新能源发电将迈向高质量发展新阶段[N].国家电网报,2020-01-21(008).[3]张伟波,潘宇超,崔志强,张卫东.我国新能源发电发展思路探析[J].中国能源,2012,34(04):26-28+41.[4]企业微电网设计与应用手册.2022.05版.作者简介周颖，女，本科，现任职于江苏安科瑞电器制造有限公司，主要从事电能质量的研发与应用。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：目前，光伏储能电站已经成为电力能源可持续发展的重要组成部分，这是因为光伏储能电站大量采用太阳能光伏发电技术，对于可再生能源——太阳能的规划应用非常合理。但是，光伏输出功率本身在随机性、波动性方面表现较强，容易制约电站接入和输送光伏电力能源，所以光伏储能电站就应用到了储能技术，使用储能技术，降低弃光对于资源的浪费，大量建造配套储能项目，对于电力系统削峰填谷有着重要作用。文章解读了电化学光伏储能电站的内部组成与运行功能内容，重点研究了光伏储能电站的运维思路与运维流程，深入探索了解光伏储能电站运维可行性。关键词：电化学光伏储能电站；运行功能内容；运维思路；运维流程；储能技术0、前言 储能技术在削峰填谷、调频调压、电能质量治理以及负荷跟踪等功能应用上表现出色，其可以将光伏电站发电生产过程中的多余电能存储到系统设备电池中。另外，利用储能系统中削峰填谷后的峰谷电价差还能为电站创造更多经济效益，全面提高系统自身的调节能力。所以说，储能技术已经成为光伏储能电站中的核心技术，其储能系统为配置电力负荷储能分别建立了电源直流侧储能系统以及电源交流侧储能系统。1、光伏储能电站中储能系统的内部组成与运行功能 光伏储能电站中储能系统包含两大分支系统，分别是电源直流侧储能系统以及电源交流侧储能系统，其运行功能各不相同。（1）电源直流侧储能系统。主要安装于光伏储能电站中的直流系统中，其中设计了储能蓄电池组和光伏发电阵列，这一发电阵列能够在逆变器直流段直接参与调控操作。实际上，电源直流侧储能系统与蓄电池是共享一个逆变器的，充分利用了逆变器的充放电特性，而通过这一逆变器也能建立大功率跟踪系统MPPT，专门用于配合光伏输出操作，满足储能蓄电池的输出特性曲线变化要求。电源直流侧储能系统的前端直接与逆变器前端相连，能够保证蓄电池自动直流平衡调整到位，再配合光伏储能电站的内部调度，还可以实现对输出电能质量的有效优化，大限度控制输出波动增大情况，对提高光伏发电输出的平滑性与稳定性都有好处[1]。（2）电源交流侧储能系统，被称之为单元型交流侧储能系统。该系统所采用的是单独充放电控制器与变流器（PCS），满足了蓄电池的充放电逆变技术应用要求，为电站内部提供站内储能系统技术支持。该系统主要能够结合电网需要建设独立运行的子光伏储能电站，脱离直流侧储能系统单独存在，拥有自主的电力调度能力，也可接受电网调度，在电源交流侧储能系统中，系统充放电全部交由智能化控制系统自动控制，可以不受到光伏储能电站总站调度控制影响。因为该系统拥有快速充电能力，在调度站外电网廉价低谷多余电力方面能力更强，通过调度多余电力满足系统运行基本要求。大体来讲，直流侧接入储能系统与交流侧接入储能系统二者在接入点上有所不同，前者是将系统储能部分直接接入到电站交流低压侧，与总站共享一个逆变器与变压器，而后者则能够形成一套独立完整的储能电站系统模式，将电流直接接入到高压电网中。目前，电化学光伏储能电站希望研究出一套能够实现直流侧与交流侧储能系统相互协调、相互控制的智能化控制调度系统。该调度系统在配置负荷侧储能方面能力较强，能够为电站中生产设备提供应急电源，甚至应用于某些特殊场合中，确保光伏储能电站设备系统生产运行高效率[2]。2、电化学光伏储能电站的运维思路分析 根据电化学光伏储能电站的实际运维管理需求，需要明确运维管理思路，为全面开展光伏储能电站日常运维工作、通过各项技术考核奠定良好基础，使电站设备利用、效益达到大化。2.1确定运维模式 电化学光伏储能电站需要首先确定自身运维模式，根据电站中不同的运行管理要求来提出运维模式及内容。在这一模式中会安排专业化的光伏储能电站运维管理人员、技术安全管理人员以及营销人员定期展开培训工作，学习光伏储能电站的运维管理知识内容，然后参与到对光伏储能电站设备的定期检修维护管理工作中，例如储能蓄电池定期测试、变流器定期维护等。2.2提出运维管理内容 电化学光伏储能电站的运维管理内容相当丰富，其核心管理内容是围绕电站设备展开的。要为光伏储能设备设计运行参数、发电量、电网调度指令计算分析与统计方案，同时在日常做好对设备状态的巡视检查工作，深入检查电池组件以及支架，了解设备的完好程度以及污染程度，再者就是检查所有储能设备的实际运行情况。简言之，就是要根据电网调度指令以及检修工作要求来分析储能设备充放电控制。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1部分：微电网规划设计导则NB/T10149-2019微电网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，并展示当前电芯的大、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、大值、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、结语语 目前，各种新能源项目遍地开花，新能源项目配套储能设备已成为主流。对于光伏储能电站来说，各种储能设备种类丰富，电化学储能设备也已日益更新，因此在针对电站的电化学储能设备运维管理方面须做到面面俱到，在深入了解设备基本功能特性基础上展开针对性运维管理操作，避免造成锂电池热失控事故的发生。文章也希望借此深入研究了解电化学光伏储能电站，建立其运维管理工作体系，为光伏电力事业良性可持续发展作出应有贡献。参考文献[1]朱寰，刘国静，张兴，等.天然气发电与电池储能调峰政策及经济性对比[J].储能科学与技术，2021，10（6）：2392-2402.[2]李晟，朱军峰.光伏电站加权度电成本评价指标的分析及探讨[J].太阳能，2021（1）：18-22.[3]马世新.光伏储能电站运维研究[A].电力系统，2023（5）[4]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：在时代不断进步的过程中电力事业占据着重要地位，同时也对电力行业提出更加严格的要求。在长期工作中，由于设备基础变化、温湿度变化、严重超负荷运行、触点氧化等原因造成的电力设备压接不紧，触头接触部分发生改变。电力设备无线测温系统能为变电站设备的安全稳定运行提供有力保证，是变电站实现自动化的又一可靠有效的技术手段。现对实际变电站现场设备温度过高的原因、电力设备无线测温系统使用中发挥的作用和不足之处进行了分析。关键词：电力设备；无线测温；应用0 引言 伴随着大机组、大容量和高电压的迅速发展，电气设备的运行条件变得更加苛刻，随之带来设备故障率逐渐增加，排除故障时间越来越长，造成的经济损失也越来越大。据统计，近年来电力系统发生的事故中有相当一部分与电气设备的发热问题有关，因此，对电气设备温度的监测显得尤为重要。高压电气设备温度监测点都处于高电压、大电流、强磁场的环境中，甚至有的监测点还处在密闭的空间中，由于强电磁噪声和高压绝缘、空间的限制等问题，传统的温度测量方法无法适应。所以，对电力设备运行状态在线监测、故障诊断和及时维修受到人们的高度重视。1 无线测温技术的研究1.1无线监测系统的功能 在电气设备内部安装一种传感器，主要是非接触式并且无源高精度的红外传感器，例如变压器、开关柜以及封闭母线等等，进而实现对非接触式的系统温度采集。智能无线监测系统的电缆及其附件的温度测量是通过光线传感器的作用进行的,通过无线监测系统中的硬件与软件设备能够实现对设备温度的实时监测,对无线监测系统的后台进行实时监测并且要对趋势进行分析，能够对电气设备的隐患做到及时的发现与预防，进而能够实现在故障出现前对问题进行解决，及时扼杀电气设备故障的萌芽。1.2无线监测系统的研究 无线监测系统的结构包括测温数据采集、通信终端和通信管理三个主要部分构成。测温数据采集是基于感应式原理，对电能的获取，并通过传感器实现对重要部位温度的测量，当温度的信号实现数据通讯时，就可以对设备进行温度的实时监测，监测点主要在开关与母线接点等关键部位。通信终端对测温终端发出命令，将温度值等信息传输到无线通信的主要管理部位。通信终端是其他两个部分的进行交换的主要机构，能够通过对信息的收集再经过无线将信息发送至测温现场显示终端,受到数据后再转发给通信管理,进而实现数据的转换，也保证了数据的完整与可靠。2 无线测温系统的技术优势及适用范围 无线测温系统的通信频段一般设置为2.3-2.5GHz，处于高频波段，抗干扰能力强。通信技术选择ZigBee技术，适用于短距离通信，使用复杂度较低，具有低功耗、低成本的优点，实时处理能力强。温度传感器中安装有天线，可以保证通信效率，体积较小，便于安装和使用，内部采用锂电池供电，使用寿命长。传感器使用二进制编码，处理分析方便。温度传感器在使用时应用无线传输技术，不需外接数据线，系统安全性能高，漏电风险小。由于温度传感器在信息传输时不需要使用外部数据线，因此不会受到温度、湿度、灰尘、振动等的影响，数据传输稳定性高，抗干扰能力强。温度传感器与计算机连接并通过计算机中的软件对检测数据进行处理和分析，具有良好的实时性，同时还可节省人力资源，提高工作效率。与传统的红外测温传感器相比，本研究提出的无线测温系统不需要人工进行操作，受周围环境、设备构造的影响比较小，测量精度比较高。目前研制的无线测温系统工作范围为35kV以下高压开关、继电器以及多种接触点，地下电缆的检测电压为110kV，在使用时要注意工作电压的限制。3 电力设备无线测温系统的应用 在电力设备无线测温软件安装前，变电站内运行人员主要依靠手持式测温仪或红外成像仪进行测温。对全站的设备进行测温检查不仅工作量较大也比较费时间，而且不能完全保证对设备需要测温的部位全部进行测温，容易产生遗漏现象，同时较为依赖运行人员的主动性，责任心较强的人员，测温效果较好，发现安全隐患的可能性较大。一旦发生人工巡检测温不到位，没有及时发现设备温度过高隐患的情况，有可能造成设备故障，导致停电现象发生，影响生产运行安全。所以，就需要一种能够自动采集日常巡检中所需要的设备运行温度参数，并可以及时有效提供给运行人员进行查看的测温技术，当设备温度越限时其能够发出报警，提示温度越限部位，为运行人员提供可靠的信息依据，以便后续采取处理措施。在了解了电力设备无线测温技术和手段后，结合站内实际设备可能温度过高部位的位置特点和安装使用要求，采用电力设备无线测温系统，可以弥补人工对变电站设备进行测温存在的不足，提高设备测温的效率和准确度。电力设备无线测温系统由无线测温传感器、无线测温通信终端及后台主机三部分组成。无线测温传感器安装在断路器、隔离刀闸、电缆接头、套管、母线等设备的连接部位，通过无线射频技术将该部位的实时测温数据发送到无线测温通信终端，再由无线测温通信终端将采集的多路实时测温数据通过数据线传回后台主机；变电站运行人员可以通过主机终端安装的测温软件查看全部测温结果。电力设备无线测温系统的安装应用，可以让变电站运行人员足不出户，随时查看变电站电气设备重要部位的温度实时参数，大大方便了设备巡检测温，而且测温结果准确及时。该测温系统还可以根据用户要求自动绘制测温点的温度曲线，同时可以保存全部测温参数90天，便于变电站运行人员进行历史查看，方便了运行人员进行设备温度记录和历史分析。4 安科瑞无线测温系统4.1系统结构 Acrel-2000T无线测温监控系统通过RS485总线或以太网与间隔层的设备直接进行通讯，系统设计遵循国际标准Modbus-RTU、Modbus-TCP等传输规约，安全性、可靠性和开放性都得到了很大地提高。该系统具有遥信、遥测、遥控、遥调、遥设、事件报警、曲线、棒图、报表和用户管理功能，可以监控无线测温系统的设备运行状况，实现快速报警响应，预防严重故障发生。 适合在泛在电力物联网、钢厂、化工、水泥、医院、机场、电厂、煤矿等厂矿企业、变配电所等电力设备的温度监测。温度在线监测系统结构图4.2系统功能 测温系统主机Acrel-2000T安装于值班监控室，可以远程监视系统内所有开关设备运行温度状态。系统具有以下主要功能： 温度显示：显示配电系统内每个测温点的实时值，也可实现电脑WEB/手机APP远程查看数据。 温度曲线：查看每个测温点的温度趋势曲线。 运行报表：查询及打印各测温点时间的温度数据。 实时告警：系统能够对各测温点异常温度发出告警。系统具有实时语音报警功能，能够对所有事件发出语音告警，告警方式有弹窗、语音告警等，还可以短信/APP推送告警消息，及时提醒值班人员。 历史事件查询：能够温度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、事故分析等。4.3系统硬件配置 温度在线监测系统主要由设备层的温度传感器和温度采集/显示单元，通讯层的边缘计算网关以及站控层的测温系统主机组成，实现变配电系统关键电气部位的温度在线监测。名称外形型号参数说明系统组态软件Acrel-2000/T硬件：内存4G，硬盘500G，以太网口。显示器：21寸，分辨率1280*1024。操作系统：Windows764位简体中文旗舰版。数据库系统：MicrosoftSQLServer2008R2。通讯协议：IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、ModbusRTU、ModbusTCP等国际标准通信规约智能通信管理机Anet-2E4SM通用网关，2路网口，4路RS485，可选配1路LORA，带电告警功能，支持485，4G从模块扩展。无线测温集中采集设备Acrel-2000T/A壁挂式安装标配一路485接口、一路以太网口自带蜂鸣器告警柜体尺寸480*420*200（单位mm）Acrel-2000T/B硬件：内存4G，硬盘128G，以太网口显示器：12寸，分辨率800*600操作系统：Windows7数据库系统：MicrosoftSQLServer2008R2可选Web平台/APP服务器柜体尺寸为480*420*200（单位mm)显示终端ATP007ATP010DC24V供电；一路上行RS485接口；一路下行RS485接口；可接收20个ATC200/1个ATC400/1个ATC450-C。ARTM-Pn面框96*96*17mm，深度65mm；开孔92*92mm；AC85-265V或DC100-300V供电；一路上行RS485接口，Modbus协议；可接收60个ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。ASD320ASD300面框237.5*177.5*15.3mm，深度67mm；开孔220*165mm；AC85-265V或DC100-300V供电；一路上行RS485接口，Modbus协议；可接收12个ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。智能温度巡检仪ARTM-8开孔88*88mm嵌入式按照；AC85-265V或DC100-300V供电；一路上行RS485接口，Modbus协议；可接入8路PT100传感器，适用于低压开关柜电气接点、变压器绕组、点击绕组等场合的测温；ARTM-2435MM导轨安装；AC85-265V或DC100-300V供电；一路上行RS485接口，Modbus协议；24路NTC或PT100、1路温湿度测温、2路继电器告警输出，用于低压电气接点、变压器绕组、点击绕组等场所测温；无线收发器ATC450-C可接收60个ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P传感器数据。ATC600ATC600有两种规格；ATC600-C可接收240个ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P传感器数据。ATC600-Z做中继透传。电池型无线测温传感器ATE100M电池供电，寿命≥5年；-50℃~+125℃；精度±1℃；470MHz，空旷距离150米；32.4*32.4*16mm(长*宽*高)。ATE200电池供电，寿命≥5年；-50℃~+125℃；精度±1℃；470MHz，空旷距离150米；35*35*17mm，L=330mm(长*宽*高，三色表带)。ATE200P电池供电，寿命≥5年；-50℃~+125℃；精度±1℃；470MHz，空旷距离150米,防护等级IP68；35*35*17mm，L=330mm(长*宽*高，三色表带)。CT取电型无线测温传感器ATE400CT感应取电，启动电流≥5a；-50℃~125℃；精度±1℃470MHz，空旷距离150米；合金片固定、取电；三色外壳；25.82*20.42*12.8mm(长*宽*高)。有线温度传感器PT100用于低压接点测温时，具体封装、精度、线制、线材、线长与供应商联系；用于变压器、电机绕组测温时，建议变压器或电机内部预埋好Pt100NTC用于低压接点测温时，具体封装、精度、线制、线材、线长与供应商联系；用于变压器、电机绕组测温时，建议变压器或电机内部预埋好5 结束语 无线测温技术的应用为电力系统的安全供电提供了重要的保障作用，配合信息技术形成的无线测温系统，实现了电气设备运行温度的集中监测与预警，便于电气设备热故障的预知维修，大大提高了维修人员的工作效率，保障了电气设备的安全平稳运行。参考文献[1]任博轩.电力设备无线测温系统的应用[2]柯兆盛,郭树旭,刘宝琦,凌子松,李英博.基于nRF401芯片的无线传输远程测温系统.传感器技术,2020(07)[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册2020.06版[4]安科瑞用户变电站变配电监控解决方案2021.10作者简介：周颖，女，现任职于江苏安科瑞微电网研究院有限公司，主要从事电力监控行业能效管理的研发与应用。手机:18721095851（微信同号）；QQ：28809546070；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：为了形成稳定性、可靠性强的微电网能量管理系统，以物联网为基础，利用优化粒子群的算法，进而形成物联网分布式智能电源的管理系统。系统中负责控制的主体采用微网分层控制体系，底层为分布式电源系统负责双闭环控制，上层为能量优化算法。通过智能化的管理，促使整个系统运行具有较高的经济性和可靠性，使提高微电网综合效益的目标得以实现，带来较好的工程价值。关键词：物联网；分布式电源；智能；粒子群算法；双闭环控制0 引言 我国电网系统发展至今，已经逐渐形成了大网络架构的电网形式。通过采取集中供电的方式，能够便于能源产地的布局规划，控制经济成本，但是在现实运用中，由于操作电源应用场合特殊，电力系统设备分布较广泛，造成了电网系统工程庞大，联网困难，逐渐遇到了、建设工程周期过长、系统结构复杂、故障影响较大、后期维护成本过高、信息采集不及时等不利因素。基于以上问题，随着科技发展的进步，以及管理理念的提升，我国对分布式电源的重视程度逐渐提高，希望通过分布式电源为传统电网系统进行良好的补充和完善。1基于物联网的分布式智能电源管理设计 通过无线传感器技术、RFID技术、定位技术等，物联网可以实现自动识别、感知、采集相关重要信息。利用各种电子信息传输技术，将收集到的这些重要信息进行汇总，统一存入线上信息网络中，并利用数据挖掘、云计算、模糊识别以及语义分析等各种智能计算方式，对电力系统中的一些设备运行参数进行分析融合。这套管理体系以物联网为基础，并分为三层结构：感知层、通信层、应用层。 感知层主要是感知被管理对象的相关基本特征，采用的主要技术是无线传感网或现场总线；通信层主要是实现远程监控和底层数据进行通信的能力，采用的主要技术是3G、4G，未来可能有5G通信网以及有线公共通信网；应用层主要是指运用计算机应用技术所实现的其他应用功能。 基于物联网的分布式智能电源管理主要利用了物联网的分层技术，整体采用感知层、通信层、应用层这三层结构。其中感知层作为底层结构，主要是对分布式电源中的逆变器、并离网控制器、低压监测等设备进行实时采集，采集的信息主要包括开关量、模拟量等重要数据，从而实现对整个分布式微电网的运营监控。 在通信设备基础条件较好的区域，通信层可以利用有线互联网，而在较偏远地区或特殊区域，有线网络安装不到的地方，可以选择使用3G、4G，甚至5G网络。对数据的处理主要是在应用层，可以为用户提供交互功能，需要兼备数据处理功能和较佳的远程协调控制功能。2基于物联网的分布式智能电源管理的内外环控制方式 基于物联网的分布式智能电源管理，采用分层控制的设计方案，由于智能电源在接入大电网时，需要在电压、功率、频率等指标上与大电压保持协调，因而感知层将会使用双闭环控制器，主要控制逆变器。3 分析上层粒子群算法系统 运行过程中，为了进一步加强对上层控制的能力，物联网分布式智能电源管理系统将采用上层粒子群算法，从而实现分布式智能电源管理的协调。对上层粒子群算法的具体描述，可以表达为：在多维目标的空间搜索中，由多数个粒子所组成的群，这些粒子群能够在一定范围内飞行。飞行中的粒子可以根据经验以及其他粒子飞行的方式不断地调整自己的方向和速度，以此形成种群的协调效果。当n+1次代粒子m的飞行位置可以表示为多维空间内一个顶点坐标时，其位置量、速度向量、个体解、全局解、更新速度和位置都可计算得出。 虽然相关的计算公式较为复杂，但是相较于原有的对于粒子跟踪的无法实现而言，已经更为简单，涉及的参数也很少，基本粒子能够实现对数据的跟踪和预知。4 基于物联网的智能分布直流操作电源系统的结构与功能 在对物联网分布式智能电源进行管理时，可以将这种系统设计为集计算系统、高效智能管理系统和物联网系统于一身的智能分布直流电操作电源管理系统，实现效率高、易维护、风险低的智能化电网自动配网设备管理，使电力供应获得更高的性价比。 基于物联网的智能分布直流操作电源系统，通过利用高速的核心控制平台，在计算机嵌入式控制中实现特定算法，从而对数据进行处理和分析，对整个电力系统进行智能控制和协调。其中涉及的高效电源可以自动根据负电荷情况调整相应的供电输入模式，实现蓄电池供电和交流电源供电，灵活变换的处理方式，提高电源的可靠性。这套智能管理方式能够帮助储备的电池进行自主充电管理，实时在线监测系统，时刻监测储备电池的电压、温度和内阻的变化情况，来判断它的状态。物联网中的无线通信系统会对电源远程物联管理，将得到的每一个信息进行分享和利用，实现远程智能化互动化的管理目标。在这套系统中还有人机互动界面，现场监控系统通过人机界面对系统中的输出输入电压电流、电池内阻、温度等进行实时参数监控。5.1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，提升可再生能源应用，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技术标准本方案遵循的标准有：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1部分：微电网规划设计导则NB/T10149-2019微电网2部分：微电网运行导则5.3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。5.4型号说明6系统配置6.1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：7系统功能7.1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。7.1.1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。7.1.2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，并展示当前电芯的大、小电压、温度值及所对应的位置。7.1.3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。7.1.4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。7.1.5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。7.2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7.3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7.4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7.5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7.6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7.7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、大值、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7.8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7.9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7.10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7.11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。7.12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7.13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7.14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7.15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8结束语基于物联网的分布式智能化电源管理研究，已经成为业界人士和电力系统的研究重点。本文结合实际运用中分布式智能电源的协调操作相关原理、实现情况、积极的作用和可以采用的设计方案，进行了详细的阐述。在充分展示研究资料的基础上，明确以粒子群算法作为主要控制原则，介绍了以PQ控制为核心的双闭环控制模式和基于物联网的智能分布直流操作两种方式，相较于其他控制方法，获得更好的准确性、效率性和可靠性。为电源管理的研究提供一些积极的理论建议，供业界人士参考。