安科瑞 陳聰

摘要：提出光儲(chǔ)充一體化充電設(shè)施設(shè)計(jì)方案，該充電設(shè)施具備光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)充電等功能，對(duì)其系統(tǒng)主接線方案、主要設(shè)備及平面布置方案進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。一體化充電設(shè)施采用模塊化設(shè)計(jì)，將充電樁、光伏、儲(chǔ)能、雨棚等主要設(shè)備設(shè)施進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)空間較大化利用；每個(gè)模塊具有完備的電能配置、視頻監(jiān)控等輔助功能，既可單獨(dú)使用，也可作為較小單元進(jìn)行拼接擴(kuò)展，滿足不同場(chǎng)地建設(shè)需求。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)；充電設(shè)施；光伏發(fā)電；儲(chǔ)能

0引言

作為電動(dòng)汽車(chē)的主要配套設(shè)施，充電設(shè)施在滿足泊車(chē)需求的同時(shí)為電動(dòng)汽車(chē)提供充電服務(wù)，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)充電站、公共停車(chē)場(chǎng)中，并逐步推廣應(yīng)用于商業(yè)辦公區(qū)、居住區(qū)等人口密集、汽車(chē)保有量大的區(qū)域。作為必不能少的基礎(chǔ)配套設(shè)施，充電設(shè)施直接影響著電動(dòng)汽車(chē)推廣應(yīng)用效果，其設(shè)計(jì)方案的合理性及*進(jìn)性有助于提高充電效率、降低電動(dòng)汽車(chē)使用成本、推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展，已成為電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)內(nèi)的研究*點(diǎn)。

電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施以充電樁作為核心設(shè)備，起到控制充電電流、實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)充電的功能。充電樁是可固定安裝于地面或墻壁，為電動(dòng)汽車(chē)提供電能，并具備相應(yīng)測(cè)控保護(hù)功能的裝置。電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施中，一般將充電樁布置于車(chē)位后方或側(cè)邊，充電樁與車(chē)位、雨棚等設(shè)施分屬不同系統(tǒng)，沒(méi)有統(tǒng)一建設(shè)、生產(chǎn)方案。

隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施在設(shè)計(jì)中可考慮結(jié)合太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)以降低設(shè)施用電成本，提高系統(tǒng)工作效率與供電可靠性。本文采用模塊化設(shè)計(jì)方案，將光儲(chǔ)系統(tǒng)、雨棚、充電樁、車(chē)位等關(guān)鍵要素結(jié)合成一個(gè)整體，作為具備停車(chē)、充電、發(fā)電、儲(chǔ)能功能的電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施。該充電設(shè)施整體作為一個(gè)模塊，覆蓋2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)車(chē)位，可同時(shí)為2輛小型乘用電動(dòng)汽車(chē)充電，并具備橫向、縱向擴(kuò)展方式，可滿足不同場(chǎng)地的建設(shè)需求。

1傳統(tǒng)方案分析

傳統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施主要由停車(chē)位、充電樁構(gòu)成，部分充電設(shè)施帶有雨棚以便于雨天充電。傳統(tǒng)充電設(shè)施功能繁簡(jiǎn)不一，沒(méi)有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)或建設(shè)方案，主要存在以下不足。

（1）各設(shè)施獨(dú)立建設(shè)，兼容性較差。傳統(tǒng)戶外充電設(shè)施設(shè)計(jì)一般僅包含充電樁，布置在車(chē)位的后方或側(cè)邊，遇雨雪天氣充電接口會(huì)打濕，導(dǎo)致電器故障。為此，部分地區(qū)增設(shè)了擋雨棚，但各設(shè)施相對(duì)獨(dú)立，建設(shè)周期不一，會(huì)受原有場(chǎng)地和建筑限制，不能規(guī)劃雨棚優(yōu)化尺寸，兼容性較差。

（2）設(shè)施間缺少電氣聯(lián)系。充電樁之間、充電樁與輔助設(shè)備之間是分散連接到上級(jí)配電房低壓母線側(cè)的，不能進(jìn)行統(tǒng)一的電氣操作，且沒(méi)有集中控制設(shè)備，因此無(wú)法監(jiān)控其工作狀態(tài)和采集相應(yīng)信息。

（3）未考慮新能源和儲(chǔ)能建設(shè)需求。充電樁由上級(jí)配電房母線供電，用電高峰期電網(wǎng)承受的負(fù)荷壓力大且峰值時(shí)使用成本高。為解決此問(wèn)題，部分地區(qū)考慮擴(kuò)建光伏、儲(chǔ)能系統(tǒng)，但擴(kuò)建過(guò)程中往往遇到改造成本大、擴(kuò)建光伏容量無(wú)法滿足充電需求、需拆除或重建雨棚等問(wèn)題。

本文提出的設(shè)計(jì)方案充分考慮了以上問(wèn)題，同步考慮充電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能等建設(shè)需求，將各類(lèi)設(shè)備緊密結(jié)合，構(gòu)成一體化充電設(shè)施。

2系統(tǒng)配置與運(yùn)行方式

一體化充電設(shè)施所含主要設(shè)備包括戶外匯流箱1面、7kw充電樁2個(gè)、光儲(chǔ)并網(wǎng)逆變器1臺(tái)、雨棚1座。雨棚頂鋪設(shè)光伏電池板，結(jié)合充電樁容量需求與雨棚面積，布置光伏組件容量共計(jì)7.3kwp，配套建設(shè)蓄電池14kwh。雨棚內(nèi)安裝視頻攝像頭1只，用于充電設(shè)施安防監(jiān)控。

以一體化充電設(shè)施與上級(jí)電源能量交換較小為運(yùn)行控制原則。夜間，電網(wǎng)處于負(fù)荷低谷，電價(jià)較為便宜，蓄電池處于充電狀態(tài)；日間，電網(wǎng)電價(jià)較高，蓄電池處于放電狀態(tài)，作為光伏組串的補(bǔ)充，共同為電動(dòng)汽車(chē)充電。同時(shí)，光伏組串和蓄電池也可視為備用電源。當(dāng)外部電源退出運(yùn)行時(shí)，可利用光伏組件所發(fā)電量為充電樁提供電能；當(dāng)光照條件不佳時(shí)，蓄電池可繼續(xù)為充電樁提供2ｈ電能，滿足車(chē)輛應(yīng)急充電的需求。

3電氣主接線

一體化充電設(shè)施低壓母線設(shè)置于戶外匯流箱內(nèi)，低壓母線采用一進(jìn)四出的接線形式，自上級(jí)配電房取電，為監(jiān)控?cái)z像頭、充電樁、光儲(chǔ)并網(wǎng)系統(tǒng)提供電能。電氣主接線方案如圖1所示。

光儲(chǔ)并網(wǎng)逆變器保護(hù)測(cè)控回路、充電樁保護(hù)測(cè)控回路、監(jiān)控?cái)z像頭信號(hào)回路等二次回路接入上級(jí)配電房監(jiān)控系統(tǒng)總線，實(shí)現(xiàn)上級(jí)配電房對(duì)一體化充電設(shè)施的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4主要設(shè)備

戶外匯流箱起到電能匯聚、分配及保護(hù)的作用，為一體化充電設(shè)施內(nèi)各電氣設(shè)備供電。戶外匯流箱采用一進(jìn)四出的接線形式，進(jìn)出線均配備塑殼斷路器以切斷故障電流。戶外匯流箱進(jìn)線端接入上級(jí)配電房低壓母線，出線端分別接入監(jiān)控?cái)z像頭、充電樁及光儲(chǔ)并網(wǎng)逆變器。匯流箱在匯流防雷基礎(chǔ)上設(shè)置各類(lèi)傳感器，可監(jiān)控每一路的電流電壓，檢測(cè)箱體溫度和濕度，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，能快速切除故障，盡量不對(duì)配電房低壓母線側(cè)產(chǎn)生影響，增加了保護(hù)的完備度。光儲(chǔ)并網(wǎng)逆變器接入?yún)R流箱低壓母線，便于就地消納產(chǎn)生的電能。

光儲(chǔ)發(fā)電系統(tǒng)是一體化充電設(shè)施的電源，由光伏電池板、光儲(chǔ)并網(wǎng)逆變器構(gòu)成。雨棚上方鋪設(shè)功率為263wp的pd05型多晶硅光伏電池板28塊，采用串聯(lián)方式構(gòu)成一個(gè)功率為7.3kwp的光伏組串，接入光儲(chǔ)并網(wǎng)逆變器直流進(jìn)線端；光儲(chǔ)逆變器額定功率為7.5kw，內(nèi)置14kwh蓄電池組，具備光伏并網(wǎng)逆變、蓄電池組充放電控制、二次保護(hù)測(cè)控等功能，其交流出線端接入戶外匯流箱低壓母線，為一體化充電設(shè)施內(nèi)的電氣設(shè)備提供電能。一體化充電設(shè)施內(nèi)設(shè)置7kw充電樁2臺(tái)，接入戶外匯流箱低壓母線，為電動(dòng)汽車(chē)充電。

雨棚、監(jiān)控?cái)z像頭為一體化充電設(shè)施的輔助配套設(shè)施。雨棚保障充電過(guò)程中充電接頭不被雨水打濕，也為車(chē)輛和人員遮擋雨水和烈日。在雨棚頂部安裝光伏電池板；匯流箱、攝像頭掛裝于雨棚支架合適位置，減少一體化充電設(shè)施整體占地面積。

充電樁建設(shè)在無(wú)人值守的露天場(chǎng)所或小區(qū)存在一定的安全隱患，因此在雨棚下方角落處安裝監(jiān)控?cái)z像頭，視角覆蓋停車(chē)位及充電樁，對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況及車(chē)輛情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高一體化充電設(shè)施的安全性。

5布置及安裝方案

5.1單套設(shè)備

每套一體化充電設(shè)施包含2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)車(chē)位，雨棚投影占地為6.7ｍ×7.0ｍ。根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)充電站典型設(shè)計(jì)方案，將充電樁布置于車(chē)位后方。車(chē)位側(cè)邊建設(shè)雨棚立柱，并將匯流箱、光儲(chǔ)一體化逆變器安裝于立柱上。一體化充電設(shè)施布置及安裝方案如圖2所示。

雨棚的大小可滿足車(chē)輛擋雨需求，上方架設(shè)的光伏組串容量足以滿足1個(gè)充電樁的電量需求。雨棚頂端鋪設(shè)光伏時(shí)采用槽鋼和檁條架構(gòu)。槽鋼無(wú)需打孔定位，在鋪設(shè)光伏前可根據(jù)大小位置進(jìn)行調(diào)整。槽鋼的凹槽可用于放置光伏電纜，起到美化外觀和遮擋雨雪的作用。

5.2模塊化擴(kuò)展

一體化充電設(shè)施采用模塊化設(shè)計(jì)，可以較小單元進(jìn)行任意數(shù)量的拼接組合，實(shí)現(xiàn)多模塊擴(kuò)展，從而滿足不同布局的充電站或停車(chē)場(chǎng)建設(shè)需求。模塊化擴(kuò)展方案有橫向拼接擴(kuò)展和縱向拼接擴(kuò)展。兩種拼接方式如圖３所示。橫向拼接直接采用左右無(wú)縫隙相連的形式，縱向拼接采用頭尾無(wú)縫隙相連的形式，在保證密封性的同時(shí)，充分節(jié)省空間，提高土地利用率。兩種方式都使得充電設(shè)施集中在一側(cè)，方便集中供電和維護(hù)。

6系統(tǒng)概述

6.1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(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的*進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，專(zhuān)門(mén)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)以及充電樁的接入，*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)，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。

6.2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)能量管理系統(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

6.3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)控和能量管理需求。

6.4型號(hào)說(shuō)明

7系統(tǒng)配置

7.1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

8系統(tǒng)功能

8.1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)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。

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。

8.1.1光伏界面

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。

8.1.2儲(chǔ)能界面

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

圖12儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)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)前電芯的較大、較小電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。

8.1.3風(fēng)電界面

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。

8.1.4充電樁界面

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。

8.1.5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(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。

8.2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，便于用戶對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖16光伏預(yù)測(cè)界面

8.3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。

圖17策略配置界面

8.4運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備某個(gè)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。

圖18運(yùn)行報(bào)表

8.5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

8.6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20歷史事件查詢

8.7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、較大值、較小值、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。

圖21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

8.8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

8.9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(wú)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

8.10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(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24統(tǒng)計(jì)報(bào)表

8.11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25微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/span>

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)洌ㄏ到y(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計(jì)等信息。

8.12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。

圖26通信管理

8.13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(guò)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27用戶權(quán)限

8.14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。

圖28故障錄波

8.15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*10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。

圖29事故追憶

9硬件及其配套產(chǎn)品

10結(jié)語(yǔ)

本文提出一種光儲(chǔ)充一體化充電設(shè)施設(shè)計(jì)方案。該方案對(duì)光伏組件、雨棚、光儲(chǔ)并網(wǎng)逆變器等輔助設(shè)施進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，在不增加占地的前提下，將光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、充電、就地

監(jiān)控等功能融入系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了清潔能源的充分利用。設(shè)計(jì)方案中采用模塊化設(shè)計(jì)思路，可對(duì)多套一體化充電設(shè)施進(jìn)行橫向或縱向拼接，滿足不同場(chǎng)站條件下的建設(shè)需求。通過(guò)合理設(shè)置光儲(chǔ)并網(wǎng)逆變器控制策略，可提高光伏發(fā)電就地消納率，充分利用電網(wǎng)峰谷價(jià)差，有效減少充電設(shè)施用電成本，起到削峰填谷、節(jié)能減排的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]徐慶強(qiáng)，寇英剛，馬建偉，等．電動(dòng)汽車(chē)充換電設(shè)施典型設(shè)計(jì)方案研究［J］．電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，43（13）：118124．

[2]滕樂(lè)天．電動(dòng)汽車(chē)充電機(jī)（站）設(shè)計(jì)［M］．北京：中國(guó)電力出版社，2009．

[3]中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)．中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)藍(lán)皮書(shū)［M］．北京：社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社，2016．

[4]晏陽(yáng)，袁簡(jiǎn)，王夢(mèng)蔚．光儲(chǔ)充一體化充電設(shè)施設(shè)計(jì)方案研究

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用設(shè)計(jì),2022,05版