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光伏、儲能一體化監(jiān)控及運維解決方案
更新時間:2023-11-08   點擊次數(shù):400次


前言

今年以來,在政策利好推動下光伏、風力發(fā)電、電化學儲能及抽水蓄能等新能源行業(yè)發(fā)展迅速,裝機容量均大幅度增長,新能源發(fā)電已經成為新型電力系統(tǒng)重要的組成部分,同時這也導致新型電力系統(tǒng)比傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)更為復雜,未來預計可再生能源裝機規(guī)模仍將快速增長,逐步完成能源體系的深度轉型,從而實現(xiàn)“碳中和"目標。隨之而來的是光伏電站、儲能以及配套的電氣設施怎么通過系統(tǒng)來實現(xiàn)有效的運維管理,使之安全、可靠運行。

關鍵字:光伏監(jiān)控;光伏運維;儲能監(jiān)控;儲能運維;箱變監(jiān)測

1. 2023年光伏、儲能發(fā)展趨勢

據(jù)國家能源局新能源和可再生能源司數(shù)據(jù)顯示,2023年一季度全國光伏新增并網33.66GW,同比增長154.8%,其中集中式光伏發(fā)電15.53GW,分布式光伏發(fā)電18.13GW。截至一季度末,全國光伏發(fā)電裝機容量達到425GW,其中集中式光伏249GW,分布式光伏176GW。太陽能發(fā)電投資完成522億元,同比增長177.6%。一季度全國風電新增并網容量10.40GW,其中陸上風電9.89GW,海上風電0.51GW。截至一季度末,全國風電累計裝機達到376GW,同比增長11.8%,其中陸上風電345GW,海上風電30.89GW。風電投資完成約249億元,同比增長15%。

2023年1-4月電化學儲能投運項目共73個,裝機規(guī)模為2.523GW/5.037GWh,裝機功率較去年同期(374.4MW)同比增長577.1%。其中磷酸鐵鋰儲能項目高達69個,裝機規(guī)模為2.52GW/5.019GWh;液流電池儲能項目共4個,裝機規(guī)模為3.1MW/ 18.1MWh。

光伏電站和電化學儲能電站裝機容量在今年上半年均大幅增長,預計受政策激勵影響,接下來光儲系統(tǒng)還會保持較大增長,以滿足雙碳計劃的要求。

2. 光伏、儲能運維市場分析

在光伏、儲能行業(yè)飛速發(fā)展的同時,已建的光伏、風力發(fā)電站和儲能系統(tǒng)的監(jiān)控、運維管理項目的招標也非常多,2023年上半年,光伏電站開發(fā)企業(yè)運維招標規(guī)模28.6GW,同比增長204.3%,上述28.6GW招標項目中,目前公布中標結果的共計14.9GW,中標情況見表1。光伏代運維價格因光伏電站的地理分布、容量、環(huán)境以及考核條件的不同,價格也會有較大的差異,從表1可以看出運維價格低至1.93元/年*kW。

 

1 光伏電站代運維招標及中標情況

同樣儲能電站的代運維價格波動也比較大,比如廣東電網能源投資有限公司發(fā)布2023年200MWh用戶側儲能項目設備及運維招標公告,運維服務價格為6元/年*kWh;克拉瑪依市600MW光伏配套120MW/240MWh儲能運維總承包開標價格為499元/年*kWh,運維包含光伏設備、儲能設備以及配套的箱變等電氣設備的運維。

光伏、儲能系統(tǒng)的代運維價格不高,而且考核壓力大,運維工作繁瑣,管理不當還存在安全風險,如果不采用合適的監(jiān)控系統(tǒng)來管理和運維,人力成本將會非常高,而且發(fā)電效率也難以掌控,這將會導致代運維公司無法盈利。在很長一段時間里,新能源電站的運維管理都是很“粗糙"的,一句話就是——堆人。早期發(fā)電設備的不完備、急于上馬引起的施工漏洞又多,選址科學性的不足等等,都使得管理電站離不開人力的支撐。但這一過程并非沒有變化。通過各種技術手段升級,新能源電站運維逐漸從粗放式管理向精益管理轉變。從業(yè)者也就在不斷探索怎么縮減對人力的依賴,怎樣提高管理效率。

3. 分布式光伏電站監(jiān)控及集中運維管理

光伏電站的運維對光伏電站的發(fā)電量至關重要,包括光伏組件、逆變器以及相關的電氣回路、升壓變壓器及并網柜等,數(shù)據(jù)監(jiān)測是光伏電站運維中一個非常重要的部分,可以通過運維管理系統(tǒng)實時獲取光伏電站的各項數(shù)據(jù)指標,并通過這些數(shù)據(jù)指標來判斷電站的運行狀況和效率。在數(shù)據(jù)監(jiān)測方面,需要對光伏電站進行以下幾項檢測:首先,需要對電站的電壓、電流、功率等參數(shù)進行實時監(jiān)測,以了解光伏電站的實時工作狀態(tài)。其次,需要對光伏電站的溫濕度、太陽輻照度等環(huán)境因素進行監(jiān)測,以了解電站的運行環(huán)境情況。最后,需要對光伏電站的累計發(fā)電量、組件和逆變器的運行情況等進行檢測和分析,以便及時采取相應的維護措施。GB/T 38946-2020《分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)集中運維技術規(guī)范》對分布式光伏電站運維以及集中運維主站、運維子站功能均作出明確要求。

3.1 相關標準

《分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)集中運維技術規(guī)范》GB/T 38946

《戶用分布式光伏發(fā)電并網接口技術規(guī)范》GB/T 33342

《分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)遠程監(jiān)控技術規(guī)范》GB/T 34932

《光伏發(fā)電站設計規(guī)范》GB 50797

《分布式電源并網運行控制規(guī)范》GB/T 33592

《分布式電源接入電網技術規(guī)定》Q/GDW1480

3.2 系統(tǒng)構成

集中運維系統(tǒng)可包括主站和子站以及之間的通信通道,系統(tǒng)結構可參照圖1。

a)主站與子站間的通信可采用無線(GPRS/3G/4G)?公網?專網(專線/VPN加密鏈路)方式,宜采取相應的信息安全防護措施;

b)主站與外部系統(tǒng)的通信滿足相應系統(tǒng)的接入要求;

c)視頻信息不宜與監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸共用一個通道;

d)支持與電網調度系統(tǒng)通信,通信規(guī)約宜采用DL/T634.5101?DL/T634.5104;支持與各子站通信。


1 運維主站與子站系統(tǒng)架構

運維子站可根據(jù)分布式光伏電站裝機容量、有/無人值班等情況設置,在無人值班的情況下當?shù)乜刹辉O置運維子站,數(shù)據(jù)直接通過數(shù)據(jù)網關上傳運維主站。

3.3 光伏運維子站解決方案

安科瑞Acrel1000-DP分布式光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)為分布式光伏電站運維子系統(tǒng)提供了解決方案,滿足GB/T 38946《分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)集中運維技術規(guī)范》中對運維子站的相關技術要求。

①?數(shù)據(jù)信號采集

1)運維子站采集的模擬量數(shù)據(jù)包括下列內容:

a)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)每個并網點有功功率?無功功率?電壓?電流?頻率?電能量等數(shù)據(jù);

b)分布式光伏逆變器有功功率?無功功率?電壓?電流?功率?溫度等數(shù)據(jù);

c)匯流箱各路電流?匯總輸出電流?母線電壓量等數(shù)據(jù);

d)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)周圍環(huán)境包括環(huán)境溫度?輻照度?電池板溫度等數(shù)據(jù);

e)子站應建立數(shù)據(jù)存儲,存儲時間應不少于7d?


分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示

2)運維子站采集的狀態(tài)信號包括下列內容:

a)分布式光伏發(fā)電公共連接點斷路器?隔離刀閘和接地刀閘位置?保護硬接點狀態(tài)以及遠方/就地控制等各種開關量信號;

b)分布式光伏發(fā)電每個并網點斷路器和隔離開關的位置信號?重合閘位置?保護動作及告警信號;

c)光伏逆變器運行狀態(tài)及告警信號;

d)分布式光伏發(fā)電主升壓變壓器分接頭擋位(當采用有載調壓變壓器);

e)光伏匯流箱保護動作及告警信號;

f)分布式光伏發(fā)電保護?安全自動裝置等設備狀態(tài),保護動作及告警信號,運行人員操作順序記錄信息?


分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)顯示

②?數(shù)據(jù)信息處理

子站宜對所采集的實時信息進行數(shù)字濾波?有效性檢查?工程值轉換?信號接點抖動消除?刻度計算等加工?數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)可進行數(shù)據(jù)合理性檢查?異常數(shù)據(jù)分析?事件分類等處理,并支持常用的計算功能,支持對采集的各類原始數(shù)據(jù)和應用數(shù)據(jù)分類存儲和管理?


分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)展示

3.4 光伏運維主站解決方案

安科瑞AcrelEMS企業(yè)微電網能效管理平臺適用于分布式光伏電站的運維管理。GB/T 38946《分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)集中運維技術規(guī)范》中對集中運維主站的相關技術要求如下:

①?集中運行監(jiān)視宜具備以下功能:

a)基礎信息展示:基礎信息包括場站名稱?場站地理位置?場站容量?場站組件面積等;

b)電站實時監(jiān)視:具備主要測點的分時?分日?分月以及分年的數(shù)值展示圖表;


分布式光伏電站場站管理及發(fā)電功率實時監(jiān)控

c)電站統(tǒng)計分析:具備主要性能參數(shù)的分時?分日?分月以及分年的數(shù)值展示圖表,主要性能指標包括系統(tǒng)PR?等效利用小時數(shù)等;

d)歷史信息查詢:逆變器?匯流箱?電度表?環(huán)境監(jiān)測儀?并網點?變壓器等設備監(jiān)測點的歷史數(shù)據(jù)查詢與導出;

e)單電站數(shù)據(jù)展示:直觀展示電站全年?各月的計劃完成情況?上網電量?綜合效率等統(tǒng)計指標;

f)多場站數(shù)據(jù)展示:對集團級的多電站計劃完成率?上網電量?綜合效率和資源分布等關鍵指標進行多角度?多維度的分析;

g)報表管理:根據(jù)需求選擇歷史數(shù)據(jù),生成不同格式和類型的報表;報表應支持文件導出和打印等功能?


日月年發(fā)電數(shù)據(jù)報表及逆變器發(fā)電曲線分析

②?操作與控制宜具備以下功能:

a)支持對電站設備的操作與控制,包括遙控?遙調?人工置數(shù)?標識牌操作?閉鎖和解鎖等操作;

b)防誤閉鎖:支持多種類型自動防誤閉鎖功能,包括基于預定義規(guī)則的常規(guī)防誤閉鎖和基于拓撲分析的防誤閉鎖功能;操作指令宜經過防誤驗證,并有出錯告警功能;

c)順序控制:能夠按照預先設定的順序和流程控制電站設備動作;

d)支持操作與控制可視化;

e)操作與控制宜有記錄,包括操作人,操作對象?操作內容?操作時間?操作結果等,可供調閱和打印?


遙控操作驗證及操作記錄

③?故障告警管理宜具備以下功能:

a)能夠將分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)場所采集到的各設備故障類遙信信號上報至集中運維系統(tǒng)進行展示;

b)能夠記錄故障告警的發(fā)生時間?設備位置?近期操作記錄?故障狀態(tài)等信息;

c)能夠對在集中運維系統(tǒng)中展示出來的故障類遙信信號的信息進行基本操作,如刪除?信息修改?查詢;

d)能夠對故障信息排查解決完畢后對故障造成的損失進行評估;

e)能夠對由故障告警及處置過程形成的故障案例進行分類管理,具備快速訪問和查詢的功能?


告警分級和異常分析

④?集中運營管理宜具備以下功能:

a)運行值班管理對將電站生產運行值班過程中的主要事件進行記錄;

b)巡點檢管理:制定巡點檢的操作方案,包含巡點檢設備?巡點檢路線?巡點檢任務以及異常數(shù)據(jù)反饋等功能,異常數(shù)據(jù)可以自動觸發(fā)故障單;

c)報告報表功能:能夠按照既定要求形成相應的報告和報表功能,并支持文件導出要求;

d)資料管理功能:具備對系統(tǒng)相關資料進行分類管理的功能,并支持快速訪問和查閱?


巡檢管理及用戶報告

⑤?設備?工器具及備品備件管理宜具備以下功能:

a)物資編碼管理:系統(tǒng)宜支持按照GB/T50549要求進行編碼設定的功能;

b)物資臺賬管理:系統(tǒng)宜支持對設備和部件?備品備件?工器具等物資信息和資料進行分類錄入?刪除?修改和查詢的功能;

c)工器具管理:集中運維系統(tǒng)宜具備對場站配備的工器具的種類和數(shù)量統(tǒng)計功能,同時宜具備對工器具校驗周期提醒的功能;

d)備品備件管理:集中運維系統(tǒng)宜具備場站配備的備品備件的種類和數(shù)量統(tǒng)計功能,同時宜具備對備品備件安全庫存的定義和缺庫提醒的功能?


10 設備檔案和設備保養(yǎng)管理

⑥?安全管理宜具備以下功能:

a)安全組織管理:實現(xiàn)集團公司?電站區(qū)域公司安全組織架構設定功能;

b)安全綜合管理:各種安全相關的制度?培訓?考核?應急等的文檔管理功能;

c)安全檢查管理:實現(xiàn)安全檢查計劃?任務?結果的管理功能;

d)安全事故管理:實現(xiàn)安全事故登記與處理閉環(huán)管理功能?

⑦?檢修維修管理宜具備以下功能:

a)檢修維修單管理:實現(xiàn)各種故障檢修維修工作的單據(jù)登記?檢修

維修過程的資料?檢修維修結果的信息管理功能;

b)檢修計劃管理:實現(xiàn)檢修計劃信息的登記管理功能,信息內容包括基本的季度?月度檢查計劃等;

c)缺陷管理:實現(xiàn)各種設備?各來源的缺陷信息登記?缺陷處理及處理結果信息登記功能;

d)隱患管理:實現(xiàn)各種設備?各來源的隱患信息登記?隱患治理及治理的記過信息登記功能;

e)預防性維護管理:實現(xiàn)預防性維護計劃,維護工作的內容登記維護管理;包括預防性維護計劃?定期預防性維護檢驗等維護保養(yǎng)信息內容管理功能?


11 工單管理和缺陷記錄

⑧?系統(tǒng)管理宜具備以下功能:

a)權限設置:登錄權限?場站權限?功能權限?數(shù)據(jù)權限;

b)在線用戶管理:用戶登錄?操作記錄;

c)時間同步:宜采用簡單網絡時間協(xié)議(SNTP)對時方式,并以此同步各子站;

d)Web功能:主站宜具備相關數(shù)據(jù)的信息發(fā)布?瀏覽和下載等Web功能?


12 用戶權限配置及用戶狀態(tài)監(jiān)測

⑨?光伏發(fā)電功率預測

運維主站可根據(jù)當日光照和溫濕度數(shù)據(jù)預測光伏電站發(fā)電功率數(shù)據(jù)進行對照,用于驗證光伏電站發(fā)電效率。


13 光伏運維主站、子站發(fā)電功率預測功能

3.5 箱變測控管理

箱式變電站由于其占地面積小,性價比高,在分布式光伏電站中大量應用。箱變是光伏電站升壓并網的主要電氣設備,其運行狀態(tài)的好壞,直接影響整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性。因此需要對箱變進行電氣參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、繞組溫度等進行監(jiān)測和預警。

提供過電流保護、溫度保護、過/欠電壓保護、零序過流保護等功能;

實時監(jiān)測變壓器高、低壓側的電壓、電流、有功及無功等參數(shù);

實時監(jiān)測低壓室柜門開關狀態(tài)及箱變內溫濕度、浸水、煙霧;

實時監(jiān)測變壓器運行繞組溫度;

實時監(jiān)測柜內母排、線纜接頭處溫度;

互聯(lián)互通,支持 有線或無線通訊,可將數(shù)據(jù)傳輸至后臺。


14 箱變測控系統(tǒng)圖

通過AcrelEMS可實時監(jiān)控箱變變壓器和高低壓柜電氣參數(shù)、溫度、箱變內濕度等數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)超過正常閾值或發(fā)生異常變位時可及時發(fā)出告警信號。


15 變壓器及箱變環(huán)境監(jiān)測

3.6 光伏運維相關二次設備選型

安科瑞提供光伏運維子站、運維主站監(jiān)測軟件、數(shù)據(jù)網關和保護測控單元、交直流監(jiān)測多功能儀表及相關傳感器,具備電能質量監(jiān)測和治理裝置,保障光伏電站有效運行。


名稱圖片型號功能應用
微機保護裝置
AM6-L35、10kV回路的電流電壓保護、非電量保護、測量和自動控制功能。進線、升壓變壓器保護測控
AM6-T

AM5SE-IS防孤島保護裝置,當外部電網停電后斷開和電網連接并網點或產權分界點
電能質量監(jiān)測裝置
APView500實時監(jiān)測電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、驟升驟降、諧波等電能質量,記錄各類電能質量事件,定位擾動源。并網點
弧光保護裝置
ARB5-M適用于開關柜弧光信號和電流信號的采集,并控制進線柜或母聯(lián)柜分閘中壓母線保護
動態(tài)諧波無功補償系統(tǒng)
AnCos*/*-G Ⅰ型同時具備諧波治理、無功功率線性補償與三相電流平衡治理和穩(wěn)定電壓的功能,動態(tài)補償功率因數(shù);電能質量治理
智能儀表
APM500具有全電量測量,諧波畸變率、電壓合格率統(tǒng)計、分時電能統(tǒng)計,開關量輸入輸出,模擬量輸入輸出。主要用于高低壓電能監(jiān)測和電能管理
智能儀表
AEM96具有全電量測量,諧波畸變率、分時電能統(tǒng)計,開關量輸入輸出,模擬量輸入輸出。主要用于電能計量和監(jiān)測
匯流箱
APV光伏匯流箱防護等級為IP65,滿足室內外安裝要求;集中光伏電站直流匯流箱
采用霍爾傳感器,隔離測量,至大16路輸入;耐壓DC1kV,熔斷電流可選擇;
可選電壓測量功能,至高測量電壓DC 1kV;具有RS485通訊接口,ModBus-RTU通訊協(xié)議;
光伏匯流采集裝置
AGF-Mxx一次電流采用穿孔方式接入,至大20A,穿孔方式接入,安裝方便,安全性高
帶3 路開關量狀態(tài)監(jiān)測,可以對匯流箱內的防雷器、斷路器狀態(tài)進行監(jiān)控,具備RS485接口,將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至后臺系統(tǒng),安裝于匯流箱內。


直流電能表
DJSF1352可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率以及正反向電能等,配套霍爾傳感器(可選)。直流測量

DJSF1352-RN
霍爾傳感器
AHKC-EKAA測量DC0~(5-500)A電流,輸出DC4-20mA,工作電源DC12/24V。直流系統(tǒng)電流監(jiān)測
遙信遙控單元
ARTU-KJ88路狀態(tài)量采集,8路控制輸出,導軌式安裝,485通訊,可實現(xiàn)斷路器或接觸器的遠程控制和狀態(tài)量采集。狀態(tài)量采集和控制輸出
溫濕度采集單元
WHD46采集變壓器繞組溫度、環(huán)境溫度、濕度數(shù)據(jù)采集變壓器溫度、室內溫濕度等
無線測溫傳感器
ATE400監(jiān)測35kV及以下電壓等級配電系統(tǒng)母排、線纜連接點溫度和溫升預警。適用于35kV及以下電壓等級開關柜母排、斷路器、電纜接頭等接點溫度監(jiān)測
無線測溫接收器
ATC600接收無線測溫傳感器數(shù)據(jù)并通過RS485上傳。
智能網關
ANet-2E4SM邊緣計算網關,嵌入式linux系統(tǒng),提供AES加密及MD5身份認證等安全需求,支持斷點續(xù)傳,支持Modbus、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104協(xié)議,支持4G上傳電能、環(huán)境等數(shù)據(jù)采集、上傳和邏輯判斷
運維子站
Acrel-1000DP分布式光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)適用于光伏電站就地監(jiān)控系統(tǒng),作為集中監(jiān)控運維平臺的就地子站。
運維主站
AcrelEMS企業(yè)微電網能效管理系統(tǒng),除了接入分布式光伏電站外,還可以接入企業(yè)變電所、儲能、充電樁、設備管理、運維管理,實現(xiàn)集中監(jiān)控,統(tǒng)一運維管理。適用于企業(yè)微電網集中監(jiān)控運維管理



2 光伏電站監(jiān)控運維管理系統(tǒng)選型方案


4. 電化學儲能系統(tǒng)監(jiān)控及集中運維管理

近年來在新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定需求下,電化學儲能電站快速發(fā)展,但是儲能電站安全運維管理尤為重要,電池熱失控引發(fā)的事故也時有發(fā)生。儲能電站的運維不僅僅是基本的巡檢,值守,保養(yǎng),更要不斷積累運行的數(shù)據(jù),并對當前電池的容量,健康指標都進行實時跟蹤,進而不斷調整控制策略等等。因此運維人員需具備較高的專業(yè)水平和豐富的實操經驗,配合儲能運維管理系統(tǒng)和健全的安全管理規(guī)程,才能高水平地運維,提升電站的盈利。

儲能電站的運維管理主要包括電池及電池管理系統(tǒng)(BMS)、儲能變流器(PCS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)配套的電氣系統(tǒng)(升壓變壓器、并網開關柜)、消防系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、站用電系統(tǒng)的監(jiān)測和運維。

4.1 相關標準

《電化學儲能電站安全規(guī)程》GB/T 42288

《電化學儲能系統(tǒng)接入電網技術規(guī)定》GB/T 36547

《電化學儲能電站設計規(guī)范》GB 51048

《電化學儲能電站設計標準(征求意見稿)》

《電化學儲能系統(tǒng)儲能變流器技術規(guī)范》GB/T 34120

《電力儲能用鋰離子電池》GB/T 36276

《電化學儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范》NB/T 42090

《電化學儲能電站用鋰離子電池技術規(guī)范》NB/T 42091

《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》GB 50058

《儲能電站用鋰離子電池管理系統(tǒng)技術規(guī)范》GB/T 34131

《電力系統(tǒng)電化學儲能系統(tǒng)通用技術條件》 GB/T 36558

4.2 系統(tǒng)構成

根據(jù)NB/T 42091《電化學儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范》,儲能監(jiān)控系統(tǒng)宜采用星型網絡,功率小于1MW且容量小于1MWh的電化學儲能監(jiān)控系統(tǒng)宜采用單網配置,如圖16。


16 電化學儲能系統(tǒng)單網監(jiān)控系統(tǒng)網絡結構圖

功率為1MW及以上且容量為1MWh及以上的電化學儲能監(jiān)控系統(tǒng)宜采用雙網配冗余置,如圖17。


17 電化學儲能系統(tǒng)雙網監(jiān)控系統(tǒng)網絡結構圖

監(jiān)測設備包括BMSPCS、保護測控設備、其他設備(電能計量、絕緣監(jiān)測、消防、空調、站用直流屏等)。

4.3 電化學儲能電站監(jiān)控運維管理系統(tǒng)

Acrel-2000MG儲能系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)和AcrelEMS企業(yè)微電網能效管理平臺能夠對企業(yè)微電網的源(市電、分布式光伏、微型風機)、網(企業(yè)內部配電網)、荷(固定負荷和可調負荷)、儲能系統(tǒng)、新能源汽車充電負荷進行實時監(jiān)測和優(yōu)化控制,保護微電網儲能系統(tǒng)運行安全,實現(xiàn)不同目標下源網荷儲資源之間的靈活互動,增加多策略控制下系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。同時促進新能源消納、合理削峰填谷,減少電網建設投資,提升微電網運行安全,降低運行成本。Acrel-2000MG儲能系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)適合部署在本地,作為實時監(jiān)控、異常告警和策略管理;AcrelEMS企業(yè)微電網能效管理平臺適用于企業(yè)源網荷儲充運維的一體化管理平臺,并提供移動端數(shù)據(jù)服務和異常告警。

①?數(shù)據(jù)采集和處理

監(jiān)控系統(tǒng)應能通過測控單元及功率變換系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)進行實時信息的采集和處理。監(jiān)控系統(tǒng)應設置通信接口與電池管理系統(tǒng)連接,接收和處理的信息宜包括但不限于:

a)電池模塊的電壓、溫度、電池能量;

b)電池簇的電流、電壓、功率、電池能量、可充可放電量、累積充放電電量,以及

單體電壓及其電池編號:

c)電池堆可充可放電量、累積充放電電量;

d)各種故障告警和保護動作信號;


18 Acrel-2000MG和AcrelEMS電池數(shù)據(jù)采集

功率變換系統(tǒng)(PCS)上送信息宜包括但不限于:

a)開關量信息:直流側與交流側接觸器、斷路器的狀態(tài);運行模式(并網、離網)、運行狀態(tài)

(充電、放電、待機等)、就地操作把手的狀態(tài)等:

b)模擬量信息:直流側電壓、電流、功率,交流側三相電壓、電流、有功、無功;

c)非電量信息:IGBT模塊溫度、電抗器溫度、隔離變溫度等;

d)運行信息:功率變換系統(tǒng)保護動作信號、事故告警信號等。


18 Acrel-2000MG和AcrelEMS 功率變換系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

②?監(jiān)視和報警

監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)視功能應符合但不限于下列要求:

a)應能通過顯示器對主要電氣設備運行參數(shù)和設備狀態(tài)進行監(jiān)視;

b)應能監(jiān)視并實時顯示各設備的通信狀態(tài)和通信報文;

c)電池管理系統(tǒng)、功率變換系統(tǒng)上傳監(jiān)控系統(tǒng)的遙測量和告警量須有專門的界面顯示和告警


19 Acrel-2000MG和AcrelEMS 監(jiān)視和報警分級

③?控制與調節(jié)

控制范圍:站內交流回路斷路器、功率變換系統(tǒng)及其他相關重要設備,包括功率變換系統(tǒng)啟/停、運行/檢修狀態(tài)切換、并網充/放電、離網放電、保護軟壓板投切等。監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)功能定位支持下列應用模式削峰填谷、孤網運行、系統(tǒng)調頻電壓支撐、電能質量治理平滑功率輸出、跟蹤計劃出力。


19 Acrel-2000MG和AcrelEMS 儲能系統(tǒng)監(jiān)控

④?電能質量監(jiān)測

監(jiān)測儲能系統(tǒng)交流回路的電壓波動與閃變、三相電壓不平衡、電壓暫升/暫降、短時中斷、諧波畸變等工況,實時記錄事件并故障錄波,為電能質量分析與治理提供數(shù)據(jù)來源。


20 Acrel-2000MG和AcrelEMS 電能質量分析

⑤?企業(yè)微電網能效管理

AcrelEMS企業(yè)微電網能效管理平臺除了對儲能系統(tǒng)提供監(jiān)控報警之外,還適用于企業(yè)內部的源網荷儲充運維的一體化管理平臺,為企業(yè)微電網能效管理提供監(jiān)測、優(yōu)化控制、設備管理、運維管理、分析報告等,并提供基于WEB和APP的數(shù)據(jù)服務和異常告警。

平臺可根據(jù)企業(yè)光伏發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能控制策略以及負荷波動情況為企業(yè)提供微電網運行數(shù)據(jù),制定用電優(yōu)化方案,在提高企業(yè)微電網運行安全的前提下幫助企業(yè)降低用電成本,促進清潔能源消納。


21 AcrelEMS企業(yè)微電網能效管理平臺

4.4 電化學儲能電站監(jiān)控運維管理系統(tǒng)二次設備選型

安科瑞提供電化學儲能電站監(jiān)控運維管理軟件、數(shù)據(jù)網關和保護測控單元、多功能儀表及相關傳感器,具備電能質量監(jiān)測和治理裝置,保障儲能電站及企業(yè)微電網有效運行。

名稱圖片型號功能應用
微機保護裝置
AM6-L線路/變壓器等回路電流電壓保護、測量和自動控制功能。線路保護
AM6-LD線路光纖縱差保護裝置線路兩側
AM6-D3/D2三/兩圈變壓器縱聯(lián)差動保護變壓器
AM6-TB變壓器后備保護
AM6-FD非電量保護裝置
AM5SE-IS防孤島保護裝置,當外部電網停電后斷開和電網連接并網點或產權分界點
弧光保護
ARB5-M適用于開關柜弧光信號和電流信號的采集,并控制進線柜或母聯(lián)柜分閘中壓母線弧光保護
電能質量監(jiān)測裝置
APView500實時監(jiān)測電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諧波等電能質量,記錄各類電能質量事件,定位擾動源。并網點
動態(tài)諧波無功補償系統(tǒng)
AnCos*/*-G Ⅰ型同時具備諧波治理、無功功率線性補償與三相電流平衡治理和穩(wěn)定電壓的功能,動態(tài)補償功率因數(shù);電能質量治理
智能儀表
APM500具有全電量測量,諧波畸變率、電壓合格率統(tǒng)計、分時電能統(tǒng)計,開關量輸入輸出,模擬量輸入輸出。主要用于高低壓電能監(jiān)測和電能管理
智能儀表
AEM96具有全電量測量,諧波畸變率、分時電能統(tǒng)計,開關量輸入輸出,模擬量輸入輸出。主要用于電能計量和監(jiān)測
無線測溫傳感器
ATE400監(jiān)測35kV及以下電壓等級配電系統(tǒng)母排、線纜連接點溫度和溫升預警。適用于35kV及以下電壓等級開關柜母排、斷路器、電纜接頭等接點溫度監(jiān)測
無線測溫接收器
ATC600接收無線測溫傳感器數(shù)據(jù)并通過RS485上傳。
直流電能表
DJSF1352可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率以及正反向電能等,配套霍爾傳感器(可選)。直流計量

DJSF1352-RN
霍爾傳感器
AHKC-EKAA測量DC0~(5-500)A電流,輸出DC4-20mA,工作電源DC12/24V。直流系統(tǒng)電流監(jiān)測
直流絕緣監(jiān)測
AIM-D100-ES監(jiān)測直流系統(tǒng)絕緣狀況安裝于儲能電池直流匯流正負極
智能網關
ANet-2E4SM邊緣計算網關,嵌入式linux系統(tǒng),網絡通訊方式具備Socket方式,支持XML格式壓縮上傳,提供AES加密及MD5身份認證等安全需求,支持斷點續(xù)傳,支持Modbus、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104協(xié)議電能、環(huán)境等數(shù)據(jù)采集、轉換和邏輯判斷
運維子站
Acrel-2000MG儲能監(jiān)控管理系統(tǒng)適用于儲能電站就地監(jiān)控系統(tǒng),作為集中監(jiān)控運維平臺的就地子站
運維主站
AcrelEMS企業(yè)微電網能效管理系統(tǒng),除了接入儲能系統(tǒng)外,還可以接入企業(yè)變電所、光伏、充電樁、設備管理、運維管理,實現(xiàn)集中監(jiān)控,統(tǒng)一運維管理。適用于企業(yè)微電網集中監(jiān)控運維管理

3 儲能電站監(jiān)控運維管理系統(tǒng)選型方案

5. 結束語

在雙碳目標以及電網運行安全要求驅動下,光伏發(fā)電以及配套儲能系統(tǒng)未來將會得到越來越多的政策支持,可以想象未來也會有越來越多的資本投入促使行業(yè)迅速發(fā)展,從而提高電網運行安全,提升電能使用效率。但是微電網系統(tǒng),特別是光伏電站和儲能電站的運行安全不容忽視,需要嚴格按照標準,建立光伏和儲能監(jiān)測運維管理系統(tǒng)對光伏電站和儲能系統(tǒng)進行監(jiān)視、預警、控制和運維管理,保障安全生產。

未來新型電力系統(tǒng)中,企業(yè)光儲充微電網內部以及企業(yè)微電網和大電網的互動也會越來越頻繁,這需要一套統(tǒng)一平臺來對企業(yè)的“源----充"及運維進行統(tǒng)一監(jiān)測和管理,這樣才能保障企業(yè)微電網有效運行,從而促進新型電力系統(tǒng)邁向穩(wěn)定、可靠、低碳的良性循環(huán)。

安科瑞電氣股份有限公司主營產品:水電預付費系統(tǒng),遠程預付費電表,數(shù)顯多功能電表
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