0.引言
電力系統(tǒng)削峰填谷是負荷管理的重要方面。對電網(wǎng)運營者來說,負荷峰值降低有利于推遲設(shè)備容量升級,提高設(shè)備利用率,節(jié)省設(shè)備更新的費用,降低供電成本,對電力用戶來說,可以利用峰谷電價差獲得經(jīng)濟效益。大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)(batteryenergystoragesystem,BESS)以其優(yōu)勢在削峰填谷方面能夠發(fā)揮巨大作用。
電池儲能系統(tǒng)采用恒功率的充放電策略,既方便對電池控制,又有利于削峰填谷實時控制。尤其是當(dāng)負荷高峰提前到來時,若采用恒功率充放電策略,在實時控制時可以根據(jù)實際負荷值靈活地控制起始放電時間。本文針對采用恒功率充放電策略運行的電池儲能系統(tǒng),提出恒功率充放電優(yōu)化模型。為便于實際應(yīng)用,提出求解該模型的實用簡化算法。通過對深圳碧嶺站的2組預(yù)測負荷數(shù)據(jù)進行優(yōu)化,得到電池的充放電策略,驗證該實用簡化算法的實用性,并與序列二次規(guī)劃算法的求解結(jié)果進行比較。
1.電池儲能系統(tǒng)恒功率充放電優(yōu)化模型
1.1模型假設(shè)
本文提出2點假設(shè):
. 忽略電池的爬坡速率約束;
. 忽略電池組的內(nèi)部損耗。
1.2優(yōu)化變量
模型中的優(yōu)化變量為電池每次充放電的功率p(j)以及電池每次充放電的起始時間Tstart(j)和結(jié)束時間Tstop(j),j=1,2,…,n,其中n為1d中電池充放電次數(shù),根據(jù)負荷曲線及電池使用狀況來確定??紤]到充放電次數(shù)過多會影響電池使用壽命,可使電池每天充放電各1次。如負荷曲線在上午和下午有2個高峰,可令電池在1d中充放電各2次。如考慮到晚間民用負荷高峰,可讓電池充放電各3次。通過改變參數(shù)可靈活控制電池的充放電次數(shù),利于延長電池的使用壽命。定義電池的充電功率為正,放電功率為負。
1.3目標函數(shù)
儲能系統(tǒng)可在套利模式和負荷轉(zhuǎn)移模式2種模式下工作。在套利模式下,目標函數(shù)f(b)是使套利*大化。根據(jù)給定的分時電價曲線,模型可給出電池充放電策略,帶來經(jīng)濟效益。一般來說,負荷高峰期電價高,負荷低谷期電價低。電池在電價高時放電,在電價低時充電,起到了削峰填谷的作用。在負荷轉(zhuǎn)移模式下工作時,目標函數(shù)f(b)為*小化負荷的方差,因為在數(shù)學(xué)上,方差可反映隨機變量偏離其均值的程度。本文中采用*2種目標函數(shù)。將1d劃分成np個相等的時間段,目標函數(shù)為
minf(b)=D1(i)?D1(j)2(1)
式中:D1(i)為經(jīng)過電池削峰填谷后*i個時間段上的負荷值,i=1,2,…,np。
1.3約束條件
1)負荷值約束為
D1(i)=D0(i)?[(sign(i?Tstart(j))?1)],
i=1,2,…,np(2)
式中:D0(i)(i=1,2,…,np)為已知的*i個時間段上的預(yù)測負荷數(shù)據(jù);sign(x)為符號函數(shù),當(dāng)x≥0時sign(x)=1,當(dāng)x<0時sign(x)=?1。當(dāng)i在Tstart(j)和Tstop(j)(j=1,2,…,n)之間時,D1是D0與p(j)之和;當(dāng)i取其他值時,D1與D0相等。
2)時序約束為
1≤Tstart(1)(3)
Tstart(j)<Tstop(j),j=1,2, n(4)
Tstop(i)<Tstart(i+1),i=1,2, n?1(5)
Tstop(n)≤np(6)
3)功率約束為
?Pmax≤p(i)≤Pmax,i=1,2, ,n(7)
式中Pmax為已知的*大充放電功率限值。
4)容量約束為
Slow<Sinitial+[(Tstop(i)?Tstart(i))p(i)]<Shigh,
k=1,2,…,n?1(8)
Sinitial+[(Tstop(i)?Tstart(i))p(i)]=Sfinal(9)
式中:Slow和Shigh分別為已知的電池電量的下限和上限;Sinitial和Sfinal分別為已知的電池電量的初值和希望的終值。
另外,還可以考慮電池物理約束等其他非線性約束。在上述模型中,目標函數(shù)、容量約束是非線性的,負荷值約束中包含的符號函數(shù)sign(x)是不連續(xù)的。因此模型求解非常困難,可以通過選取大量不同的初始點來尋找近似*優(yōu)解,但這會增加計算量及計算時間。為方便實際應(yīng)用,本文提出針對恒功率充放電模型的實用簡化求解算法。
2.電池儲能系統(tǒng)恒功率充放電模型的實用簡化求解算法
由于上述優(yōu)化模型求解困難,不利于實際應(yīng)用,可以根據(jù)所要優(yōu)化的負荷特性,采用簡化求解算法。以深圳碧嶺站為例,1d的典型負荷曲線如下圖所示:
在上午、下午和晚上各有1個負荷高峰時段;在凌晨、中午和傍晚各有1個負荷低谷時段。為了延長電池的使用壽命,讓電池在凌晨充電1次,在上午和下午的負荷高峰時段各放電1次。由于電池總功率與負荷功率相比非常小,可以讓電池以*大功率充放電??偡烹姇r間和總充電時間都為T=S/Pmax。
放電時段的起始時刻和終止時刻的選擇方法如下:將一條水平線從上到下以很小的步長ΔP移動,水平線會與負荷曲線上午和下午的2個高峰相交。若相交的2個時段的時間之和為T,則找到了電池的2個放電區(qū)間;若相交的2個時段的時間之和小于T,將水平線以ΔP向下移動再進行比較,直到相交的2個時段的時間之和等于T為止。
同樣,將水平線從下到上以一個很小的步長ΔP移動,求出凌晨的充電時段。目前,實用簡化算法已經(jīng)應(yīng)用于深圳寶清電池儲能站中。
3.電池儲能系統(tǒng)削峰填谷實時控制
在削峰填谷實時控制階段,需綜合考慮削峰填谷日前優(yōu)化結(jié)果、實時負荷曲線、電池SOC等信息,計算出充放電起止時間和充放電功率來進行控制。
1)充放電起止時間的確定。實際負荷曲線與預(yù)測負荷曲線之間不可避免地存在誤差。研究表明,若實際負荷曲線與預(yù)測負荷曲線形狀相同,只是在垂直方向進行移動,則*優(yōu)的電池充放電策略相同。若實際負荷曲線與預(yù)測負荷曲線的峰谷起止時刻相同,峰谷的高低有所變化,當(dāng)儲能系統(tǒng)的功率遠小于負荷功率時,二者的*優(yōu)充放電策略幾乎相同。因此,如果能夠保證預(yù)測負荷曲線的峰谷起止時間準確,則直接采用日前優(yōu)化出的充放電起止時間作為實際的充放電起止時間。若無法保證預(yù)測負荷曲線的峰谷起止時刻的準確性,也就是說,實時負荷曲線的峰谷可能提前或推遲到來,此時采用負荷閾值來確定充放電開始時刻,當(dāng)實時負荷達到閾值時開始充電或放電。充放電結(jié)束時刻采用日前優(yōu)化的結(jié)果。
2)充放電功率的確定。若充放電起始時刻根據(jù)負荷閾值判斷,不同于日前優(yōu)化出的起始時刻,此時的充放電功率需重新計算,用日前優(yōu)化得到的充放電能量除以充放電時間,且保證滿足式(7)中的功率限制。另外,電池儲能系統(tǒng)除了執(zhí)行削峰填谷功能外,還可能響應(yīng)調(diào)峰調(diào)頻等其他功能,使電池SOC突然發(fā)生變化,在實時控制中,計算充放電功率時還需考慮電池的剩余電量。
4.測試結(jié)果
4.1序列二次規(guī)劃方法求解結(jié)果
假設(shè)電池容量S=20MW·h,*大充放電功率Pmax=5MW,Slow=0,Shig=S。零點時電池電量Sinitial=0,經(jīng)1個周期后電量Sfinal=0。1d有np=288個時間段,每個時間段為5min。為便于控制,設(shè)定約束使電池在早上06:00處于充滿狀態(tài),因此充電階段被限制在06:00以前。下面通過2組不同的預(yù)測負荷數(shù)據(jù)來驗證該算法的有效性。
首先隨機選取大量初始點,從每個初始點出發(fā)采用序列二次規(guī)劃方法(successivequadraticprogramming,SQP)來求解電池儲能系統(tǒng)恒功率充放電策略優(yōu)化模型,再比較所有求解結(jié)果,從中選出使目標函數(shù)*優(yōu)的解。序列二次規(guī)劃方法是一類求解含非線性不等式約束優(yōu)化問題的很重要、很有效的方法。算法中采用變尺度方法構(gòu)造海森矩陣,所以該方法又稱為約束變尺度法。這種方法不僅利用了目標函數(shù)和約束條件的1階導(dǎo)數(shù)信息,而且利用了目標函數(shù)的2階導(dǎo)數(shù)信息,收斂速度快。
在測試中,用于顯示優(yōu)化結(jié)果的圖形包含2部分,上圖的虛線為原始負荷曲線,實線為經(jīng)過儲能削峰填谷后的負荷曲線,下圖為儲能系統(tǒng)出力曲線。
針對2組不同的預(yù)測負荷曲線,采用1d充電1次、放電2次的策略,優(yōu)化出的電池出力曲線如圖2和圖3所示。
針對2組不同的預(yù)測負荷曲線,采用1d充電2次、放電2次的策略,優(yōu)化出的電池出力曲線如圖4和圖5所示。針對兩組不同的預(yù)測負荷曲線,采用1d充電1次、放電3次的策略,優(yōu)化出的電池出力曲線如圖6和圖7所示。
由于求解時隨機選取了大量初始點,再將各初始點的優(yōu)化結(jié)果進行比較,因此解的穩(wěn)定性差,無法保證每次優(yōu)化的計算結(jié)果都相同,且增加了計算時間。優(yōu)點是可以用來求解任意次數(shù)充放電的優(yōu)化模型。
4.2實用簡化算法求解結(jié)果
采用實用簡化算法,通過水平線與負荷曲線相交的位置確定出充電區(qū)間和放電區(qū)間。針對2組不同的曲線,優(yōu)化出的結(jié)果為電池在1d中充電1次,放電2次,優(yōu)化結(jié)果如圖8和圖9所示。簡化算法求出的結(jié)果與采用序列二次規(guī)劃法求出的結(jié)果類似。簡化算法的計算速度快,優(yōu)化結(jié)果穩(wěn)定,適于實際應(yīng)用,但不適用于兩充兩放的情況。實用簡化算法已經(jīng)應(yīng)用于深圳寶清電池儲能站中。圖10為儲能站的監(jiān)控系統(tǒng)顯示的削峰填谷優(yōu)化結(jié)果。圖中:曲線1為碧嶺站預(yù)測負荷曲線;曲線2為經(jīng)過削峰填谷后的負荷曲線。
5.Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)概述
5.1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,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、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入,全天候進行數(shù)據(jù)采集分析,直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲能系統(tǒng)、充電樁運行狀態(tài)及健康狀況,是一個集監(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)濟優(yōu)化運行為目標,促進可再生能源應(yīng)用,提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負荷波動;有效實現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷,提高電力設(shè)備運行效率、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)濟運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),整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層:設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡(luò)采用標準以太網(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適用場合
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型號說明
Acrel-2000
Acrel-2000系列監(jiān)控系統(tǒng)MG—微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。
5.4系統(tǒng)功能
(1)實時監(jiān)測
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好,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行狀態(tài),實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,動態(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。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、總無功功率、總功率因數(shù)、頻率和正向有功電能累計值;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)可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理,使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設(shè)置等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理,能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警,并支持定期的電池維護。
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、儲能、充電樁及總體負荷組成情況,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,儲能及光伏系統(tǒng)信息進行顯示。
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、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。
(2)光伏界面
圖3光伏系統(tǒng)界面
本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息,主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。
(3)儲能界面
圖4儲能系統(tǒng)界面
本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲能裝機容量、儲能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。
圖5儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面
本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進行設(shè)置,包括開關(guān)機、運行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。
圖6儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面
本界面用來展示對BMS的參數(shù)進行設(shè)置,主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。
圖7儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對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8儲能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對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。同時針對交流側(cè)的異常信息進行告警。
圖9儲能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS直流側(cè)數(shù)據(jù),主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側(cè)的異常信息進行告警。
圖10儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面
本界面用來展示對PCS狀態(tài)信息,主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。
圖11儲能電池狀態(tài)界面
本界面用來展示對BMS狀態(tài)信息,主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等,同時展示當(dāng)前儲能電池的SOC信息。
圖12儲能電池簇運行數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對電池簇信息,主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度,并展示當(dāng)前電芯的*大、*小電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。
(4)風(fēng)電界面
圖13風(fēng)電系統(tǒng)界面
本界面用來展示對風(fēng)電系統(tǒng)信息,主要包括逆變控制一體機直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。
(5)充電樁界面
圖14充電樁界面
本界面用來展示對充電樁系統(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、電量費用,變化曲線、各個充電樁的運行數(shù)據(jù)等。
(6)視頻監(jiān)控界面
圖15微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面
本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面,且通過不同的配置,實現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。
(7)發(fā)電預(yù)測
系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預(yù)測數(shù)據(jù),對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測,并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測可進行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃,便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。
圖16光伏預(yù)測界面
(8)策略配置
系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息,進行系統(tǒng)運行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、有序充電、動態(tài)擴容等。
圖17策略配置界面
(9)運行報表
應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備時間的運行參數(shù),報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、正向有功電能等。
圖18運行報表
(10)實時報警
應(yīng)具有實時報警功能,系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關(guān)閉等遙信變位,及設(shè)備內(nèi)部的保護動作或事故跳閘時應(yīng)能發(fā)出告警,應(yīng)能實時顯示告警事件或跳閘事件,包括保護事件名稱、保護動作時刻;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實時告警
(11)歷史事件查詢
應(yīng)能夠?qū)b信變位,保護動作、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行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。
圖20歷史事件查詢
(12)電能質(zhì)量監(jiān)測
應(yīng)可以對整個微電網(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)進行持續(xù)監(jiān)測,使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況,以便及時發(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)能實時顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓正序/負序/零序電壓值、三相電流正序/負序/零序電流值;
2)諧波分析功能:系統(tǒng)應(yīng)能實時顯示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)電壓波動與閃變:系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長閃變值;應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動曲線、短閃變曲線和長閃變曲線;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)能提供有功負荷曲線,包括日有功負荷曲線(折線型)和年有功負荷曲線(折線型);
5)電壓暫態(tài)監(jiān)測:在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發(fā)生時,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:系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(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、狀態(tài)(動作或返回)、波形號、越限值、故障持續(xù)時間、事件發(fā)生的時間。
圖21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面
(13)遙控功能
應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進行遠程遙控操作。系統(tǒng)維護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
(14)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23曲線查詢
(15)統(tǒng)計報表
具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況,即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進行統(tǒng)計分析;對系統(tǒng)運行的節(jié)能、收益等分析;具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析,包括年停電時間、年停電次數(shù)等分析;具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進行電能質(zhì)量分析。
圖24統(tǒng)計報表
(16)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖
系統(tǒng)支持實時監(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)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
圖25微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲界面
本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲,包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。
(17)通信管理
可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護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所有端口或某個端口,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26通信管理
(18)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,運行參數(shù)修改等)??梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
圖27用戶權(quán)限
(19)故障錄波
應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時,自動準確地記錄故障前、后過程的各相關(guān)電氣量的變化情況,通過對這些電氣量的分析、比較,對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運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個周波、故障后4個周波波形,總錄波時間共計46s。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關(guān)量波形。
圖28故障錄波
(20)事故追憶
可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據(jù),包括開關(guān)位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等,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事件,當(dāng)每個事件發(fā)生時,存儲事故掃描周期及事故后10個掃描周期的有關(guān)點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶隨意修改。
圖29事故追憶
6.結(jié)束語
1)本文提出了電池儲能系統(tǒng)恒功率削峰填谷優(yōu)化模型及求解該模型的實用簡化算法,可快速進行日前優(yōu)化,配合實時控制可實現(xiàn)電池儲能系統(tǒng)削峰填谷功能。
2)采用恒功率充放電模型,有利于在實時控制階段對電池儲能系統(tǒng)進行控制。通過改變模型參數(shù)可靈活控制電池的充放電次數(shù),延長電池的使用壽命。
3)本文提出的實用簡化算法計算速度快,結(jié)果穩(wěn)定,可以用于求解電池儲能系統(tǒng)1d充電1次,放電多次情況下的優(yōu)化策略,但不適用于1d當(dāng)中充電、放電交叉進行的情況。
4)本文提出了削峰填谷實時控制策略,配合削峰填谷日前優(yōu)化進行控制。本文提出的模型和算法已成功應(yīng)用于深圳寶清電池儲能站中,現(xiàn)場實測結(jié)果證明了該算法的有效性。
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