安科瑞 劉秋霞

摘要：人類社會飛速發(fā)展的現(xiàn)階段，能源緊缺問題越來越突出，因此開發(fā)新能源是現(xiàn)如今環(huán)境污染與能源緊缺的必然選擇。對此，介紹微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，對微電網(wǎng)的優(yōu)勢進(jìn)行分析，總結(jié)了微電網(wǎng)的推廣問題，探討了基于微電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電技術(shù)，闡述了分布式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作模式、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行中存在的控制問題，提出了基于微電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電技術(shù)要點(diǎn)，以期能夠?qū)崿F(xiàn)光伏發(fā)電結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整，促進(jìn)我國可再生能源的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；光伏發(fā)電；新能源

1微電網(wǎng)概述

近年來，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度逐漸加快，石油化工能源被過度開發(fā)利用，隨之引發(fā)能源危機(jī)問題?；谠摫尘?，新能源技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，更多企業(yè)開始關(guān)注與應(yīng)用新能源發(fā)電技術(shù)，如光伏太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等。新能源發(fā)電雖可有效解決能源危機(jī)問題，然而因?yàn)樵摷夹g(shù)本身存在發(fā)電間歇性問題，尤其是并網(wǎng)過程中*易導(dǎo)致電網(wǎng)形成電力波動(dòng)現(xiàn)象，影響電能質(zhì)量和發(fā)電量。因此，提出微電網(wǎng)的概念，其核心在于多微電源同時(shí)供電，相互補(bǔ)充電源，可滿足小范圍的電力供應(yīng)目標(biāo)。分布式光伏發(fā)電的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.1微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

微電網(wǎng)即微網(wǎng)，是電壓等級為400V或10kV的一種現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也是負(fù)載與保護(hù)裝置、能源轉(zhuǎn)換裝置、分布式電源以及儲能裝置等構(gòu)成的發(fā)電、配電系統(tǒng)。從根本上說，微電網(wǎng)對于形式煩瑣、數(shù)量較多的分布式電源并網(wǎng)問題解決力度較大，達(dá)到分布式電源*效應(yīng)用的目標(biāo)。

1.2微電網(wǎng)元件

靜態(tài)開關(guān)、分布式電源、功率電子設(shè)備以及儲能設(shè)備等要素共同組成微電網(wǎng)，其中分布式電源指的是負(fù)載周邊分布的一種電力，主要將其分成2種，即非再生能源、可再生能源。儲能設(shè)備主要為飛輪儲存、*級電容量和蓄電池等。在電網(wǎng)有效功率*于負(fù)載要求的情況下，就會存儲剩余電量，以維持電力供需平衡。微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，可調(diào)節(jié)儲能設(shè)備頻率，從而為微網(wǎng)運(yùn)行提供保障。

圖1分布式光伏發(fā)電微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

基于該情況，微電網(wǎng)的能源利用率可超過80%。由此可以看出，世界能源互聯(lián)網(wǎng)下的微電網(wǎng)存在*大的發(fā)展優(yōu)勢。然而，與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，微電網(wǎng)起步比較晚，也有很多不利因素，其發(fā)展受到很多制約因素的影響，如分布式電源具有較*成本，有待進(jìn)一步提升運(yùn)行和保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；電能存儲和生產(chǎn)*須依照負(fù)載需求調(diào)整，且微電網(wǎng)市場監(jiān)管制度也不完善，有待從立法層面進(jìn)一步優(yōu)化。

2分布式光伏發(fā)電技術(shù)

作為用途*為廣泛的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括獨(dú)立發(fā)電與并網(wǎng)發(fā)電2類。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生之初多是用于微波中繼站、太空飛船、電視差轉(zhuǎn)臺以及通信系統(tǒng)等區(qū)域。近年來，越來越多的領(lǐng)域開始推廣應(yīng)用太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電，主要為家庭屋頂光伏發(fā)電、城市交通或照明等。

2.1獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)也被叫作離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，為太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，由熱輻射與光產(chǎn)生能量。通常來說，單獨(dú)太陽能發(fā)電一定要配備能量存儲設(shè)備，電池是應(yīng)用*多的設(shè)備。同時(shí)，需要配備控制器，主要作用是避免蓄電池過度放電，或者過度充電。在直流電源中，應(yīng)用的獨(dú)立廣電系統(tǒng)核心部件主要為蓄電池組、防反充二*管、電池方陣以及控制器等。

2.2并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽能光伏系統(tǒng)的主要特點(diǎn)在于，通過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)化直流電成*流電，進(jìn)而保證交流電能夠與公共電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)有效連接，向廣大住戶提供更多電力，多余電量直接輸送至電網(wǎng)。在太陽能電池低電量的情況下，有必要做好電力網(wǎng)補(bǔ)充工作。并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的示意如圖2所示。

2.3分布式光伏發(fā)電的工作模式

光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作機(jī)理在于，通過太陽能電池所具有的光生伏打效應(yīng)，太陽能電池板將太陽光中的光能轉(zhuǎn)換為電能供應(yīng)給客戶。太陽能電池板、配電室、防雷系統(tǒng)、匯流箱以及逆變器等是太陽能電池板的重要組成部分。此外，因?yàn)樘柕哪芰棵芏容^低，所以要求有較大的光電轉(zhuǎn)換效率，并且要使用匯流箱來降低光電轉(zhuǎn)換效率。由于光伏太陽能電池所產(chǎn)生的電屬于直流電，因此還*須要有一個(gè)逆變器來將直流電變成*流電。同時(shí)，為了確保在雷暴天氣下對發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，如電池面板、逆變器等進(jìn)行防護(hù)，也*須進(jìn)行初步的防雷設(shè)計(jì)。具有低壓負(fù)載的室內(nèi)配電場所統(tǒng)稱為配電室，能夠?yàn)榈蛪河脩舴职l(fā)電能。由于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)通常在10kV之下，因此只需要設(shè)置一個(gè)低壓配電室即可。除此之外，還*須在電力供應(yīng)上安裝一些能量存儲單元，或是將整個(gè)系統(tǒng)接入電力網(wǎng)絡(luò)，才能確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定，如此便構(gòu)成一個(gè)完備的發(fā)電和用電體系。光伏發(fā)電原理如圖3所示

3基于微電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電技術(shù)要點(diǎn)

3.1并網(wǎng)控制

若分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)沒有配備相應(yīng)的蓄電池，則需將其并入電網(wǎng)，以確保該光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電可靠性。分布式光伏發(fā)電有多能量來源、多并網(wǎng)逆變器等特性，所以應(yīng)充分考慮影響并網(wǎng)控制的相關(guān)因素。此外，因分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)能源產(chǎn)生多借助并網(wǎng)逆變器，且并網(wǎng)運(yùn)行期間需要*點(diǎn)注意耦合機(jī)理，所以涉及控制并網(wǎng)協(xié)調(diào)性能問題，應(yīng)注重在運(yùn)行過程中協(xié)調(diào)控制逆變器的電壓和頻率，以合理地動(dòng)態(tài)分配其運(yùn)行負(fù)荷。

圖3光伏發(fā)電原理

3.2優(yōu)化系統(tǒng)電能質(zhì)量

通常情況下，分布式光伏發(fā)電的電能輸出主要為直流電，然而用戶端負(fù)載多用交流電。若要使用光伏發(fā)電所輸出的電能，則需要轉(zhuǎn)化直流電為特定頻率的交流電，由此就需要應(yīng)用逆變器。但是，并網(wǎng)運(yùn)行過程中，正常運(yùn)行時(shí)的逆變器會產(chǎn)生直流分量與諧波，會污染到電網(wǎng)，影響電網(wǎng)得電能質(zhì)量。特別是電網(wǎng)直接連接用戶側(cè)負(fù)載時(shí)，就算直流分量與諧波非常小，也會嚴(yán)重影響到用戶的用電端口負(fù)載，造成設(shè)備不能順利或正常運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備遭到損壞。除此之外，在用戶負(fù)載中有大量感性負(fù)載的情況下，接入分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)會大大降低功率因數(shù)cos?，導(dǎo)致電機(jī)等感性負(fù)載無法正常運(yùn)行，甚至?xí)哟蟀l(fā)熱量。以上情況產(chǎn)生的主要原因在于，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)大多只輸出有功功率，還有可能是電網(wǎng)無功功率補(bǔ)償裝置不匹配光伏發(fā)電系統(tǒng)。因此，若想有效控制光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，借助可調(diào)節(jié)功率因數(shù)cos?，可以對三電平組串逆變器進(jìn)行輸出，也可通過并聯(lián)電容器實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)呐渲?，有效改善并網(wǎng)連接中出現(xiàn)的光伏發(fā)電電能輸出質(zhì)量問題。

3.3電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和配置優(yōu)化

由于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能源為太陽能，而太陽能會因?yàn)楦鞯貧夂?、地理位置等外部因素而存在一定隨機(jī)性，而且光伏發(fā)電的核心部件即太陽能電池板的能量密度相對較低，相比傳統(tǒng)電網(wǎng)，太陽能電池板的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在一定不同?；谝陨弦蛩?，在電力系統(tǒng)規(guī)劃過程中，應(yīng)*準(zhǔn)預(yù)估本地可再生能源的分布情況，同時(shí)評估負(fù)載的可用性、隨機(jī)性和合理性。對要進(jìn)行光伏發(fā)電的地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，詳細(xì)調(diào)查和研究當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)、客戶的用電負(fù)荷，進(jìn)而決定在當(dāng)?shù)氐牡貐^(qū)設(shè)置相應(yīng)的分布式光伏發(fā)電裝置，防止負(fù)載過或某一個(gè)電網(wǎng)單元負(fù)載過大，有效提升地方電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性。

4Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

4.1平臺概述

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*進(jìn)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*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*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。

4.2平臺適用場合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、*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。

4.3系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺采用分層分布式結(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

5充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

5.1實(shí)時(shí)監(jiān)測

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)測光伏、風(fēng)電、儲能、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。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)可以對分布式電源、儲能系統(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、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對儲能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲能系統(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、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

5.1.1光伏界面

圖2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(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報(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、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統(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。

5.1.2儲能界面

圖3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(jī)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4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(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(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7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(shí)針對交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖8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(shí)針對直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖9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(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖10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(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)前儲能電池的SOC信息。

圖11儲能電池簇運(yùn)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)前電芯的電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。

5.1.3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、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統(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。

5.1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來展示對充電站系統(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。

5.1.5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。

5.1.6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(shí)測數(shù)據(jù)、未來天氣預(yù)測數(shù)據(jù)，對分布式發(fā)電進(jìn)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(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計(jì)劃，便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖15光伏預(yù)測界面

5.1.7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(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

5.1.8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

5.1.9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

5.1.10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)行存儲和管理，方便用戶對系統(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

5.1.11電能質(zhì)量監(jiān)測

應(yīng)可以對整個(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，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)測點(diǎn)的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點(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：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、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

4.1.12遙控功能

應(yīng)可以對整個(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

5.1.13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

5.1.14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；對系統(tǒng)運(yùn)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(shí)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(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。

圖23統(tǒng)計(jì)報(bào)表

5.1.15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?/span>

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。

5.1.16通信管理

可以對整個(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。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

5.1.17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

5.1.18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，通過對這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提*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

5.1.19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。

5.2硬件及其配套產(chǎn)品

結(jié)束語

分布式光伏發(fā)電技術(shù)與微電網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展的現(xiàn)階段，進(jìn)一步擴(kuò)大了分布式光伏設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用范圍，且并網(wǎng)能力也隨之得到提升。未來發(fā)展中，還會進(jìn)一步擴(kuò)充太陽能應(yīng)用與發(fā)展的空間，為供電領(lǐng)域提供更多能源，*終推動(dòng)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】潘克剛.微電網(wǎng)中的分布式光伏發(fā)電技術(shù)分析[J].中國*新科技，2022（16）：28-29.

【2】徐大明.微電網(wǎng)中的分布式光伏發(fā)電技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2021（11）：225-226.

【3】黃劍.基于分布式光伏發(fā)電的智能微電網(wǎng)研究[D].福州：福建師范大學(xué),2019.

【4】甘生萍，林莉.基于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的微電網(wǎng)系統(tǒng)分析[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2018（23）：78-79.

【5】安科瑞*校綜合能效解決方案2022.5版.

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

【7】隋超，趙憲國，*壽梅.基于微電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電技術(shù)研究