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對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

瀏覽次數(shù):552更新時(shí)間:2024-07-30
摘要: 本文針對(duì)火力發(fā)電廠的能源利用和可持續(xù)發(fā)展需求,設(shè)計(jì)了一種光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)。詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的總體架構(gòu)、光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電設(shè)施以及能量管理策略。通過(guò)實(shí)際案例分析,驗(yàn)證了該系統(tǒng)在提高能源利用效率、降低運(yùn)營(yíng)成本、減少碳排放等方面的顯著優(yōu)勢(shì)。同時(shí),探討了系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)和面臨的挑戰(zhàn),并對(duì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。
一、引言
隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和能源可持續(xù)發(fā)展的重視,傳統(tǒng)火力發(fā)電廠面臨著轉(zhuǎn)型升級(jí)的壓力。光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)作為一種創(chuàng)新的能源解決方案,將光伏發(fā)電、儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施有機(jī)結(jié)合,為火力發(fā)電廠提供了新的發(fā)展機(jī)遇。
二、光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)總體架構(gòu)

(一)系統(tǒng)組成

光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)主要由光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電設(shè)施和控制系統(tǒng)組成。

二)工作原理

光伏系統(tǒng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,一部分電能直接供給充電設(shè)施為電動(dòng)汽車(chē)充電,另一部分多余電能存儲(chǔ)在儲(chǔ)能系統(tǒng)中。當(dāng)光伏系統(tǒng)發(fā)電量不足或用電需求較大時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)放電補(bǔ)充,以確保充電設(shè)施的穩(wěn)定供電。
三、光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一)光伏組件選型

根據(jù)火力發(fā)電廠的地理位置、氣候條件和安裝面積,選擇合適的光伏組件類(lèi)型(如單晶硅、多晶硅等)和規(guī)格。

(二)安裝布局

考慮建筑物屋頂、空地等可用空間,采用最佳的安裝角度和朝向。

(三)容量計(jì)算

根據(jù)充電設(shè)施的負(fù)荷需求、儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量以及火力發(fā)電廠的自用電情況,合理計(jì)算光伏系統(tǒng)的裝機(jī)容量。
四、儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一)儲(chǔ)能電池選型

比較不同類(lèi)型的儲(chǔ)能電池(如鋰離子電池、鉛酸電池等)的性能、壽命和成本,選擇適合的電池類(lèi)型。

(二)儲(chǔ)能容量確定

綜合考慮削峰填谷、備用電源、平滑光伏輸出等功能需求,確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量。

(三)充放電策略

制定合理的儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電策略,以提高能源利用效率和延長(zhǎng)電池壽命。
五、充電設(shè)施設(shè)計(jì)

(一)充電方式選擇

包括交流慢充、直流快充等,根據(jù)用戶(hù)需求和場(chǎng)地條件進(jìn)行選擇。

(二)充電樁布局

在火力發(fā)電廠內(nèi)合理規(guī)劃充電樁的位置,方便電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)使用。

(三)充電功率配置

根據(jù)充電需求和電網(wǎng)接入條件,確定充電樁的功率等級(jí)。
六、能量管理策略

(一)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析

通過(guò)傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)時(shí)采集光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和充電設(shè)施的運(yùn)行數(shù)據(jù),并進(jìn)行分析處理。

(二)優(yōu)化調(diào)度

基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果,制定的能源分配方案,實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電、儲(chǔ)能和充電設(shè)施之間的協(xié)調(diào)運(yùn)行。

(三)需求響應(yīng)

根據(jù)電網(wǎng)的需求響應(yīng)信號(hào),靈活調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行模式,參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻。
七、實(shí)際案例分析
以某中型火力發(fā)電廠為例,設(shè)計(jì)了一套光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)。該系統(tǒng)安裝了 5MW 的光伏組件,配備了 2MWh 的儲(chǔ)能電池和 10 臺(tái)直流快充充電樁。
通過(guò)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)表明,該系統(tǒng)在晴天時(shí)光伏發(fā)電能夠滿(mǎn)足部分充電需求,多余電量存儲(chǔ)在儲(chǔ)能系統(tǒng)中;在夜間或陰雨天,儲(chǔ)能系統(tǒng)放電為充電樁供電。與傳統(tǒng)充電方式相比,每年可節(jié)約電費(fèi)約 50 萬(wàn)元,減少二氧化碳排放約 500 噸。
八、關(guān)鍵技術(shù)與挑戰(zhàn)

(一)高效能量轉(zhuǎn)換技術(shù)

提高光伏組件的轉(zhuǎn)化效率、儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電效率以及充電樁的電能傳輸效率。

(二)系統(tǒng)集成與優(yōu)化

實(shí)現(xiàn)光伏、儲(chǔ)能和充電設(shè)施之間的無(wú)縫集成和優(yōu)化控制,確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

(三)安全防護(hù)技術(shù)

加強(qiáng)對(duì)電氣安全、電池安全和充電設(shè)施安全的防護(hù)措施,保障人員和設(shè)備的安全。

(四)成本控制

降低系統(tǒng)的初始投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本,提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
九、Acrel-2000MG微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)概述

(一)概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng),是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)的要求,總結(jié)國(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn),專(zhuān)門(mén)研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿(mǎn)足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電樁的接入,全天候進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析,直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況,是一個(gè)集監(jiān)控系統(tǒng)、能源管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo),提升可再生能源應(yīng)用,提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng);有效實(shí)現(xiàn)用戶(hù)側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷,提高電力設(shè)備運(yùn)行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能源管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),整個(gè)能源管理系統(tǒng)在物理上分為三個(gè)層:設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議,物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

(二)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本方案遵循的標(biāo)準(zhǔn)有:

本技術(shù)規(guī)范書(shū)提供的設(shè)備應(yīng)滿(mǎn)足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):

GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范*1部分:通用要求

GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)基本平臺(tái)*2部分:性能評(píng)定方法

GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范*5部分:場(chǎng)地安全要求

GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范*6部分:驗(yàn)收大綱

GB/T2887-2011計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范

GB/T20270-2006信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)安全技術(shù)要求

GB50174-2018電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范

DL/T634.5101遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)*5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)

DL/T634.5104遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)*5-104部分:傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)101

GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

GB/T36274-2018微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T36270-2018微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

DL/T1864-2018型微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)范

T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規(guī)范

T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)規(guī)范

T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應(yīng)技術(shù)要求

T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負(fù)荷管理技術(shù)導(dǎo)則

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)范

T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范

NB/T10148-2019微電網(wǎng)*1部分:微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則

NB/T10149-2019微電網(wǎng)*2部分:微電網(wǎng)運(yùn)行導(dǎo)則

(三)適用場(chǎng)合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無(wú)電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能源管理需求。

(四)型號(hào)說(shuō)明

 

(五)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)人機(jī)界面友好,應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,動(dòng)態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。其中,各子系統(tǒng)回路電參量主要有:三相電流、三相電壓、總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數(shù)、頻率和正向有功電能累計(jì)值;狀態(tài)參數(shù)主要有:開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理,使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲(chǔ)能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理,能夠根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警,并支持定期的電池維護(hù)。

微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面,包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁及總體負(fù)荷組成情況,包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求,也可將充電,儲(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖2系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

(六)光伏界面

 

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖3光伏系統(tǒng)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)光伏系統(tǒng)信息,主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

 

(七)儲(chǔ)能界面

 

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)界面

本界面主要用來(lái)展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量、儲(chǔ)能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖5儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

本界面主要用來(lái)展示對(duì)PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,包括開(kāi)關(guān)機(jī)、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖6儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

本界面用來(lái)展示對(duì)BMS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,主要包括電芯電壓、溫度保護(hù)限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖7儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù),主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖8儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù),主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、溫度值等。同時(shí)針對(duì)交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖9儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù),主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對(duì)直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖10儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS狀態(tài)信息,主要包括通訊狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖11儲(chǔ)能電池狀態(tài)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)BMS狀態(tài)信息,主要包括儲(chǔ)能電池的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等,同時(shí)展示當(dāng)前儲(chǔ)能電池的SOC信息。

(八)風(fēng)電界面

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖13風(fēng)電系統(tǒng)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)信息,主要包括逆變控制一體機(jī)直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

(九)充電樁界面

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖14充電樁界面

本界面用來(lái)展示對(duì)充電樁系統(tǒng)信息,主要包括充電樁用電總功率、交直流充電樁的功率、電量、電量費(fèi)用,變化曲線、各個(gè)充電樁的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。

(九)視頻監(jiān)控界面

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖15微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面

本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫(huà)面,且通過(guò)不同的配置,實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

(十)發(fā)電預(yù)測(cè)

系統(tǒng)應(yīng)可以通過(guò)歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來(lái)天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè),并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測(cè)可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計(jì)劃,便于用戶(hù)對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖16光伏預(yù)測(cè)界面

(十一)策略配置

系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲(chǔ)能系統(tǒng)容量、負(fù)荷需求及分時(shí)電價(jià)信息,進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計(jì)劃、需量控制、有序充電、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖17策略配置界面

(十二)運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢(xún)各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備時(shí)間的運(yùn)行參數(shù),報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括:各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無(wú)功功率、正向有功電能等。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖18運(yùn)行報(bào)表

實(shí)時(shí)報(bào)警

應(yīng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能,系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動(dòng)和關(guān)閉等遙信變位,及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應(yīng)能發(fā)出告警,應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件,包括保護(hù)事件名稱(chēng)、保護(hù)動(dòng)作時(shí)刻;并應(yīng)能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關(guān)人員。

圖19實(shí)時(shí)告警

歷史事件查詢(xún)

應(yīng)能夠?qū)b信變位,保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電芯溫度(鋰離子電池)、壓力(液流電池)、光照、風(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯,查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、事故分析。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖20歷史事件查詢(xún)

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

應(yīng)可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè),使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。

1)在供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度和正序/負(fù)序/零序電壓值、三相電流不平衡度和正序/負(fù)序/零序電流值;

2)諧波分析功能:系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率;應(yīng)能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電流含有率;

3)電壓波動(dòng)與閃變:系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動(dòng)值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長(zhǎng)閃變值;應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線、短閃變曲線和長(zhǎng)閃變曲線;應(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差;

4)功率與電能計(jì)量:系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率、無(wú)功功率和視在功率;應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無(wú)功功率、總視在功率和總功率因素;應(yīng)能提供有功負(fù)荷曲線,包括日有功負(fù)荷曲線(折線型)和年有功負(fù)荷曲線(折線型);

5)電壓暫態(tài)監(jiān)測(cè):在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時(shí)中斷發(fā)生時(shí),系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生告警,事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關(guān)人員;系統(tǒng)應(yīng)能查看相應(yīng)暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。

6)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì):系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計(jì)整2h存儲(chǔ)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),包括均值、*大值、*小值、95%概率值、方均根值。

7)事件記錄查看功能:事件記錄應(yīng)包含事件名稱(chēng)、狀態(tài)(動(dòng)作或返回)、波形號(hào)、越限值、故障持續(xù)時(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)間。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

遙控功能

應(yīng)可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過(guò)管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作,并遵循遙控預(yù)置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序,可以及時(shí)執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。

圖22遙控功能

曲線查詢(xún)

應(yīng)可在曲線查詢(xún)界面,可以直接查看各電參量曲線,包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖23曲線查詢(xún)

統(tǒng)計(jì)報(bào)表

具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能,用戶(hù)可以自由查詢(xún)自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況,即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。對(duì)微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能源交換進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能、收益等分析;具備對(duì)微電網(wǎng)供電可靠性分析,包括年停電時(shí)間、年停電次數(shù)等分析;具備對(duì)并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖24統(tǒng)計(jì)報(bào)表

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖25微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/p>

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)?,包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計(jì)等信息。

通信管理

可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過(guò)管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開(kāi)通信管理程序,然后選擇通信控制啟動(dòng)所有端口或某個(gè)端口,快速查看某設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應(yīng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

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圖26通信管理

用戶(hù)權(quán)限管理

應(yīng)具備設(shè)置用戶(hù)權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如遙控操作,運(yùn)行參數(shù)修改等)。可以定義不同級(jí)別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖27用戶(hù)權(quán)限

故障錄波

應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過(guò)程的各相關(guān)電氣量的變化情況,通過(guò)對(duì)這些電氣量的分析、比較,對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平有著重要作用。其中故障錄波共可記錄16條,每條錄波可觸發(fā)6段錄波,每次錄波可記錄故障前8個(gè)周波、故障后4個(gè)周波波形,總錄波時(shí)間共計(jì)46s。每個(gè)采樣點(diǎn)錄波至少包含12個(gè)模擬量、10個(gè)開(kāi)關(guān)量波形。

對(duì)于火力發(fā)電廠光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖28故障錄波

事故追憶

可以自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)掃描數(shù)據(jù),包括開(kāi)關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)量等,形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

用戶(hù)可自定義事故追憶的啟動(dòng)事件,當(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí),存儲(chǔ)事故個(gè)掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數(shù)據(jù)。啟動(dòng)事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶(hù)和隨意修改。

圖29事故追憶

結(jié)束語(yǔ)

火力發(fā)電廠消耗大量的化石能源,也產(chǎn)生較大的污染,建設(shè)太陽(yáng)能光儲(chǔ)充一體化直流系統(tǒng),對(duì)火力發(fā)電廠節(jié)約能源具有非常重要的意義。通過(guò)光伏建筑一體化把火電廠應(yīng)用場(chǎng)景與光儲(chǔ)充相結(jié)合來(lái)產(chǎn)生電能,滿(mǎn)足火電廠重要的廠用電負(fù)荷用電,既節(jié)約了火力發(fā)電廠的燃煤消耗,也讓多余的電能能夠充分地得到利用。作兩種方式,相較于其他控制方法,獲得更好的準(zhǔn)確性、效率性和可靠性。為電源管理的研究提供一些積*的理論建議,供業(yè)界人士參考。

配電房監(jiān)控系統(tǒng)總線配電房低壓母線

光儲(chǔ)并網(wǎng)逆變器

低壓母線

戶(hù)外匯流箱

監(jiān)控?cái)z*頭

圖1電氣主接線方案示意圖

參考文獻(xiàn)

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