任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：本研究探討了新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站的融合模式。通過分析現(xiàn)有研究背景與現(xiàn)狀，提出了一種綜合性的融合模式，該融合模式旨在提高能源利用效率、推動(dòng)可再生能源應(yīng)用、降低環(huán)境污染，并促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。該模式的實(shí)施可以有效解決新能源汽車充電難題，推動(dòng)清潔能源的普及和應(yīng)用。鑒于此，本文圍繞福建華電萬安能源有限公司微電網(wǎng)光儲(chǔ)充項(xiàng)目展開探討，以期為相關(guān)工作起到參考作用。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；電動(dòng)汽車充放電站；微電網(wǎng)；可持續(xù)發(fā)展

0引言

隨著全球能源緊缺和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，新能源汽車作為一種清潔、高效的交通方式受到了廣泛關(guān)注。然而，新能源汽車的普及和應(yīng)用仍面臨著充電設(shè)施不足、能源供應(yīng)不穩(wěn)定等挑戰(zhàn)。同時(shí)，光伏站、儲(chǔ)能站和電動(dòng)汽車充放電站作為可再生能源的利用和儲(chǔ)存手段，具有巨大的潛力。因此，本研究旨在探索新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站的融合模式，以推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并促進(jìn)清潔能源的廣泛應(yīng)用。

1新能源汽車充電設(shè)施的研究現(xiàn)狀

充電難一直伴隨電動(dòng)汽車發(fā)展，“光儲(chǔ)充一體化"系統(tǒng)將能夠解決在有限的土地資源里，將太陽能發(fā)電與儲(chǔ)能相結(jié)合。在陽光充足的時(shí)候?qū)l(fā)出的電存儲(chǔ)起來，或在充電負(fù)荷低時(shí)進(jìn)行儲(chǔ)能，當(dāng)光伏系統(tǒng)出力不夠時(shí)，由儲(chǔ)能裝置對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電，完quan使用新能源電量為電動(dòng)車充電。項(xiàng)目融合光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站，實(shí)現(xiàn)“多站合一"，形成示范效應(yīng)。著力構(gòu)建“三大新高地"典型應(yīng)用場(chǎng)景：源網(wǎng)荷儲(chǔ)微網(wǎng)生態(tài)新高地，實(shí)現(xiàn)能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流融合互動(dòng)，建成數(shù)字新基建的典型項(xiàng)目。

新能源汽車充電設(shè)施包括快速充電站、換電站等多種類型。其中，快速充電站大幅縮短了充電時(shí)間，提高了用戶的使用便利度。同時(shí)，充電方式也多樣化，包括直流充電、交流充電等。為了滿足新能源汽車的充電需求，各國都在加速建設(shè)充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。在公路、停車場(chǎng)等公共場(chǎng)所，都已經(jīng)有大量的充電設(shè)施投入使用。盡管新能源汽車充電設(shè)施的研究和發(fā)展取得了顯著成果，但仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。例如，充電設(shè)施的建設(shè)成本高，運(yùn)營(yíng)資金需求大；充電設(shè)施在不同地區(qū)的分布不均衡；充電設(shè)施的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范需要進(jìn)一步完善等。總之，新能源汽車的普及推動(dòng)了其充電設(shè)施的廣泛研究，目前在設(shè)施建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新、網(wǎng)絡(luò)化與智能化方面都有所成果，但仍面臨成本、分布、技術(shù)規(guī)范等問題和挑戰(zhàn)。

2融合模式的詳細(xì)設(shè)計(jì)

2.1充電設(shè)施與光伏站的融合

1. 光伏充電站：利用光伏發(fā)電為新能源汽車提供充電服務(wù)。光伏板捕捉太陽光能，將其轉(zhuǎn)化為電能，并通過充電設(shè)施為新能源汽車提供動(dòng)力。這種融合模式能有效地利用可再生能源，同時(shí)減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴。

（2）能量管理系統(tǒng)：該系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理充電設(shè)施與光伏站的運(yùn)行。它能夠?qū)崟r(shí)收集和分析光伏發(fā)電數(shù)據(jù)，以及新能源汽車的充電需求，從而優(yōu)化能源分配和充電效率。

2.2充電設(shè)施與儲(chǔ)能站的融合

（1）儲(chǔ)能充電站：利用儲(chǔ)能電池存儲(chǔ)光伏發(fā)電或其他可再生能源，并在需要時(shí)為新能源汽車提供充電服務(wù)。這種融合模式有助于解決可再生能源的間歇性問題，確保在無光照或其他能源供應(yīng)不穩(wěn)定的情況下，仍能為新能源汽車提供持續(xù)的充電服務(wù)。

（2）電池交換站：在儲(chǔ)能電池電量不足時(shí)，電池交換站可提供已充好電的電池更換服務(wù)，從而保障新能源汽車的持續(xù)運(yùn)行。

2.3充電設(shè)施與電動(dòng)汽車充放電站的融合

1. 智能充電樁：具備快速充電和無線充電功能，能自動(dòng)識(shí)別新能源汽車的電池類型和電量，為其提供合適的充電服務(wù)。此外，智能充電樁還具備互聯(lián)網(wǎng)功能，可以通過手機(jī)App或網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理。

（2）車輛到電網(wǎng)（V2G）技術(shù)：該技術(shù)允許新能源汽車在有需要時(shí)，將儲(chǔ)存的電能回輸?shù)诫娋W(wǎng)中，為其他設(shè)備或家庭提供電力。這種融合模式有助于實(shí)現(xiàn)新能源汽車與電網(wǎng)的互動(dòng)，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和效率。

3融合模式的融合模式的實(shí)施

3.1設(shè)施規(guī)劃和布局

1. 充電設(shè)施與光伏站的規(guī)劃：在融合模式中，充電設(shè)施應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮與光伏站的搭配。通過合理的規(guī)劃和布局，可以確保光伏站的發(fā)電量大限度地滿足充電設(shè)施的需求。充電設(shè)施應(yīng)當(dāng)盡可能接近光伏站，以減少輸電損耗，并提供清潔能源供給。

2. 儲(chǔ)能站與充電設(shè)施的規(guī)劃：儲(chǔ)能站的規(guī)劃與充電設(shè)施的布局密切相關(guān)。充電設(shè)施應(yīng)當(dāng)考慮儲(chǔ)能站的位置和容量，以便在需要時(shí)獲得穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。儲(chǔ)能站的建設(shè)應(yīng)當(dāng)與充電設(shè)施布局相結(jié)合，以便在高峰期為充電設(shè)施提供額外的電力，并在低負(fù)荷時(shí)段存儲(chǔ)多余的能量。

（3）電動(dòng)汽車充放電站與充電設(shè)施的規(guī)劃：電動(dòng)汽車充放電站也應(yīng)當(dāng)與充電設(shè)施的規(guī)劃相協(xié)調(diào)。充電設(shè)施的布局應(yīng)當(dāng)盡可能靠近電動(dòng)汽車充放電站，以方便將電能傳輸?shù)匠潆姌?，同時(shí)也方便將電能從充電樁轉(zhuǎn)移到電動(dòng)汽車中。這種緊密的規(guī)劃和布局可以實(shí)現(xiàn)電能的互聯(lián)互通，提高系統(tǒng)的靈活性和效率。通過科學(xué)規(guī)劃和合理布局，新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站的融合模式可以實(shí)現(xiàn)更高效的能源利用和協(xié)同運(yùn)營(yíng)。未來，隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和政策的支持，這種融合模式的實(shí)施將會(huì)變得更加普遍，推動(dòng)新能源汽車充電設(shè)施的可持續(xù)發(fā)展。

3.2技術(shù)選擇和集成

1. 充電設(shè)施技術(shù)選擇：對(duì)于充電設(shè)施來說，選擇適當(dāng)?shù)某潆娂夹g(shù)至關(guān)重要。交流慢充和直流快充是目前主要的充電技術(shù)，但未來還可能出現(xiàn)更的充電技術(shù)。在融合模式中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的充電技術(shù)，并確保其與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站的集成兼容。

2. 集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)：在融合模式的實(shí)施中，需要設(shè)計(jì)一個(gè)有效的集成系統(tǒng)，將充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站相連接。這需要考慮到不同系統(tǒng)之間的電力傳輸、控制信號(hào)傳遞和數(shù)據(jù)交換等方面。通過合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)能源的高效轉(zhuǎn)換和管理。

3. 智能化控制與管理：借助物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)，充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站之間的智能化控制與管理成為可能。通過傳感器、數(shù)據(jù)分析和遠(yuǎn)程控制等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)能源流的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、優(yōu)化調(diào)度和故障診斷。這種智能化的控制與管理系統(tǒng)可以提高能源利用效率和用戶體驗(yàn)。智慧智能系統(tǒng)如圖1所示。

（4）安全性和可靠性考慮：在融合模式的實(shí)施中，安全性和可靠性是至關(guān)重要的考慮因素。充電設(shè)施應(yīng)具備安全可靠的充電保護(hù)措施，確保電動(dòng)汽車和能源設(shè)施的正常運(yùn)行。同時(shí)，還需要考慮到防止黑ke攻擊和故障處理等方面的安全問題，以保障整個(gè)能源系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。通過合適的技術(shù)選擇和有效的集成，新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站的融合模式可以實(shí)現(xiàn)更高效、更可持續(xù)的能源利用。未來，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，這種融合模式將得到更廣泛的應(yīng)用，推動(dòng)新能源汽車充電設(shè)施的發(fā)展。

3.3網(wǎng)絡(luò)化和智能化

1. 建立通信網(wǎng)絡(luò)：為了實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的互聯(lián)互通，需要建立一個(gè)高效可靠的通信網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以將充電設(shè)施、光伏站、儲(chǔ)能站和電動(dòng)汽車充放電站連接起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制等功能。通過網(wǎng)絡(luò)化的架構(gòu)，可以提高能源系統(tǒng)的響應(yīng)速度和管理效率。

（2）智能化能源管理：借助人工智能和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)能源流的智能化管理。通過收集、分析和預(yù)測(cè)能源數(shù)據(jù)，可以優(yōu)化能源的分配和利用，提高系統(tǒng)的效率。智能化的能源管理系統(tǒng)可以根據(jù)不同需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能源供需平衡。

（3）智能充電調(diào)度：通過智能化調(diào)度算法和數(shù)據(jù)分析，可以實(shí)現(xiàn)充電設(shè)施的智能充電調(diào)度。根據(jù)充電需求的優(yōu)先級(jí)和能源供應(yīng)情況，系統(tǒng)可以自動(dòng)優(yōu)化充電計(jì)劃，提高充電效率和用戶體驗(yàn)。智能充電調(diào)度還可以平衡負(fù)荷、減少能源浪費(fèi)，并降低對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴。

（4）智能安全監(jiān)測(cè)：網(wǎng)絡(luò)化和智能化的能源系統(tǒng)也需要具備智能安全監(jiān)測(cè)功能。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)、能源流量和環(huán)境參數(shù)等信息，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)并采取相應(yīng)的措施。智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以提高能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，確保能源設(shè)施和用戶的安全。通過網(wǎng)絡(luò)化和智能化的實(shí)施，新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站的融合模式可以實(shí)現(xiàn)更高效、更可持續(xù)的能源管理和利用。未來，隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，這種融合模式將得到更廣泛的應(yīng)用，推動(dòng)新能源汽車充電設(shè)施的發(fā)展。

3.4規(guī)劃設(shè)計(jì)

1. 需要進(jìn)行周密的規(guī)劃和設(shè)計(jì)：根據(jù)充電需求和能源布局，確定合適的位置和規(guī)模，確保充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站的協(xié)調(diào)發(fā)展。規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到配套設(shè)施、土地利用和環(huán)境因素等，以實(shí)現(xiàn)佳的效益和可持續(xù)發(fā)展。

2. 建設(shè)監(jiān)管：在建設(shè)過程中，需要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管和管理。確保充電設(shè)施符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，遵守法律法規(guī)，并經(jīng)過必要的驗(yàn)收和審批。同時(shí)，還需加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)督，確保設(shè)施的安全性和可靠性。

3. 運(yùn)營(yíng)管理：充電設(shè)施的運(yùn)營(yíng)管理是融合模式實(shí)施的關(guān)鍵。需要建立完善的運(yùn)營(yíng)機(jī)制，包括充電設(shè)施的預(yù)約、支付、維護(hù)和故障處理等流程。通過智能化監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，以保障服務(wù)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)。

4. 收費(fèi)政策：為了確保充電設(shè)施的可持續(xù)運(yùn)營(yíng)，需要制定合理的收費(fèi)政策。根據(jù)能源成本、設(shè)施投資和市場(chǎng)需求等因素，確定適當(dāng)?shù)某潆娰M(fèi)用，并提供靈活的計(jì)費(fèi)方式。同時(shí)，還應(yīng)考慮到公平競(jìng)爭(zhēng)和用戶權(quán)益保護(hù)，避免壟斷和不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)行為。

（5）合作與共享：在建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過程中，需要加強(qiáng)各方之間的合作與共享。充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站可以共享資源和互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，提高整體系統(tǒng)效率。通過建立聯(lián)盟或合作機(jī)制，實(shí)現(xiàn)信息共享、技術(shù)協(xié)同和業(yè)務(wù)互通，推動(dòng)融合模式的有效實(shí)施。通過合理的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)策略，新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站的融合模式可以實(shí)現(xiàn)更高效、更可持續(xù)的能源利用和協(xié)同運(yùn)營(yíng)。未來，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，這種融合模式將得到更廣泛的應(yīng)用，推動(dòng)新能源汽車充電設(shè)施的發(fā)展。

4實(shí)施效果分析

4.1提升能源利用率

通過融合模式的實(shí)施，可以實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。利用光伏站發(fā)電和儲(chǔ)能站存儲(chǔ)的電力，為電動(dòng)汽車提供充電能源，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴。評(píng)估融合模式是否有效的一個(gè)重要指標(biāo)是能源利用率的提升程度。

4.2改善充電效率

融合模式可以優(yōu)化充電設(shè)施的布局和調(diào)度，提高充電效率。比如，根據(jù)光伏站的發(fā)電情況和儲(chǔ)能站的儲(chǔ)能容量，智能調(diào)度充電設(shè)施的使用，使得能源利用更加均衡和高效。評(píng)估融合模式的有效性時(shí)，需要考慮充電效率的改善程度。

4.3減少環(huán)境影響

新能源汽車的推廣可以減少傳統(tǒng)燃油車的使用，從而降低空氣污染和碳排放。與此同時(shí)，光伏站的利用可以減少對(duì)化石燃料的需求，進(jìn)一步減少環(huán)境影響。評(píng)估融合模式的實(shí)施效果時(shí)，需要考慮到環(huán)境方面的改善情況。

4.4提升用戶滿意度

通過融合模式的實(shí)施，新能源汽車用戶可以享受更加便捷和高效的充電服務(wù)。他們可以根據(jù)光伏站和儲(chǔ)能站的能源供應(yīng)情況，靈活選擇充電時(shí)間和地點(diǎn)。評(píng)估融合模式的可行性和有效性時(shí)，需要考慮用戶對(duì)系統(tǒng)的滿意程度。

4.5經(jīng)濟(jì)效益分析

新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站和電動(dòng)汽車充放電站的融合將降低能源成本。光伏站產(chǎn)生的電力可以直接供應(yīng)給電動(dòng)汽車充電設(shè)施，減少了傳統(tǒng)電網(wǎng)輸送能源的損耗，提高了能源利用效率。同時(shí)，儲(chǔ)能站可以將多余的電力儲(chǔ)存起來，以供給晚上或云天時(shí)使用，進(jìn)一步降低了能源消耗和成本。種集約化管理可以降低運(yùn)營(yíng)成本，并提高設(shè)施的利用效率。

5Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

5.1平臺(tái)概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(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)能量管理系統(tǒng)的要求，總結(jié)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電站的接入，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)、充電站運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監(jiān)控系統(tǒng)、能量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)，促進(jìn)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)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)能量管理系統(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。

5.2平臺(tái)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、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

5.3系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

6充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

6.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

微電網(wǎng)能量管理系統(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)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電站等各回路電壓、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：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計(jì)值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關(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)能量管理系統(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、充電站及總體負(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。

圖1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、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

6.1.1光伏界面

圖2光伏系統(tǒng)界面

本界面用來展示對(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。

6.1.2儲(chǔ)能界面

圖3儲(chǔ)能系統(tǒng)界面

本界面主要用來展示本系統(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。

圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

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

圖5儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

本界面用來展示對(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。

圖6儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對(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。

圖7儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對(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。

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

本界面用來展示對(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。

圖9儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來展示對(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。

圖10儲(chǔ)能電池狀態(tài)界面

本界面用來展示對(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。

圖11儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對(duì)電池簇信息，主要包括儲(chǔ)能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當(dāng)前電芯的電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。

6.1.3風(fēng)電界面

圖12風(fēng)電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對(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。

6.1.4充電站界面

圖13充電站界面

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

6.1.5視頻監(jiān)控界面

圖14微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面

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

6.1.6發(fā)電預(yù)測(cè)

系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來天氣預(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，便于用戶對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖15光伏預(yù)測(cè)界面

6.1.7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、防逆流、有序充電、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等。

具體策略根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況（如儲(chǔ)能柜數(shù)量、負(fù)載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進(jìn)行接口適配和策略調(diào)整，同時(shí)支持定制化需求。

圖16策略配置界面

6.1.8運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(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、總無功功率、正向有功電能、尖峰平谷時(shí)段電量等。

圖17運(yùn)行報(bào)表

6.1.9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、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18實(shí)時(shí)告警

6.1.10歷史事件查詢

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，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

圖19歷史事件查詢

6.1.11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、無功功率和視在功率；應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無功功率、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、*值、*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、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。

圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

6.1.12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21遙控功能

6.1.13曲線查詢

應(yīng)可在曲線查詢界面，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、無功功率、功率因數(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。

圖22曲線查詢

6.1.14統(tǒng)計(jì)報(bào)表

具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的發(fā)電、用電、充放電情況，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)間電能量交換進(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。

圖23統(tǒng)計(jì)報(bào)表

6.1.15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。

圖24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。

6.1.16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)人員可以通過管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序，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。

圖25通信管理

6.1.17用戶權(quán)限管理

應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(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）?？梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、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。

圖26用戶權(quán)限

6.1.18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、后過程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過對(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)開關(guān)量波形。

圖27故障錄波

6.1.19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qian10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)可由用戶隨意修改。

6.2硬件及其配套產(chǎn)品

7結(jié)束語

總而言之，本文提出了新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站的融合模式，通過將新能源汽車與可再生能源有機(jī)結(jié)合，提高了能源利用效率和環(huán)保性能，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展開辟了新的道路。然而，該融合模式的實(shí)施仍面臨技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政策等方面的挑戰(zhàn)，企業(yè)和社會(huì)各方的共同努力。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)步和政策的完善，相信新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站的融合將成為推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展的重要力量。

【參考文獻(xiàn)】

【1】馬琳,朱鐵群,陳霞麗,等.地下新能源汽車停車場(chǎng)消防設(shè)計(jì)探討[J].建筑安全,2022,37(11):89-93.

【2】華光輝,夏俊榮,廖家齊,等.新能源汽車充換電及車網(wǎng)互動(dòng)[J].現(xiàn)代電力,2023,40(05):779-787.

【3】溫仕祥，鄭志強(qiáng).新能源汽車充電設(shè)施與光伏站、儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車充放電站的融合研究

【4】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.

【5】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.

作者介紹：
任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。