0、前言

能夠利用太陽(yáng)能、風(fēng)能這類(lèi)取之不盡的能源發(fā)電，對能源的可持續發(fā)展和環(huán)保都有著(zhù)巨大的現實(shí)意義。然而，太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源的利用具有不可預測性，一旦條件不允許就可能導致電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )的不穩定，嚴重的甚至會(huì )導致電網(wǎng)系統的崩潰，微電網(wǎng)就在這樣的背景下誕生了。

微電網(wǎng)是大電網(wǎng)的有力補充，是智能電網(wǎng)領(lǐng)域的重要組成部分，可用于解決分布式電源并網(wǎng)帶來(lái)的技術(shù)、市場(chǎng)和政策上的問(wèn)題，為*大發(fā)揮分布式發(fā)電技術(shù)在經(jīng)濟、能源和環(huán)境中的優(yōu)勢提供新思路，在孤立海島、城市片區及偏遠農村地區有廣泛的應用前景。

綜上，順應電網(wǎng)智能化建設、安全運行的步伐，在電網(wǎng)中開(kāi)展微電網(wǎng)電源系統已經(jīng)迫在眉睫。

1、優(yōu)勢分析

太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源接入電網(wǎng)給電力系統帶來(lái)了非常大的影響，雖然相對于傳統的能源發(fā)電，可再生能源的成本并不低，但是其新型的發(fā)電技術(shù)對于電網(wǎng)的發(fā)展起到了關(guān)鍵的作用。微電網(wǎng)作為分布式發(fā)電優(yōu)化集成的一種方式，在大規模應用之前，還有許多問(wèn)題需要解決，但是微電網(wǎng)的諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為世界各國研究的重點(diǎn)，微電網(wǎng)將在未來(lái)占有重要的地位。

1.1就近消納，提高能源效率

微電網(wǎng)內部的電來(lái)自于天然氣、光伏及風(fēng)電等分布式能源。在西北之類(lèi)風(fēng)光資源充足的地方，修建大型風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站，用戶(hù)(工業(yè)園區、商業(yè)區、學(xué)校、醫院甚至大型的地產(chǎn)項目)在接入小型的風(fēng)機、光伏、儲能、燃氣輪機等電源設備時(shí)，就能使電能就近消納，省去了在電網(wǎng)中傳輸的損耗，提高了能源的使用效率。

1.2單點(diǎn)連接，減少對大電網(wǎng)沖擊

微電網(wǎng)與電網(wǎng)系統之間電能交流，是通過(guò)微電網(wǎng)與電網(wǎng)系統的公共連接點(diǎn)連接，避免了多個(gè)分布式電源與電網(wǎng)系統直接連接。微電網(wǎng)主要用于區域內部的供電，不向外輸送或輸送很小的功率，對電網(wǎng)系統的影響可以忽略不計。

1.3提高供電可靠性，解決電能需求

微電網(wǎng)采用的控制方式以及大量電力電子裝置，將分布式電源、儲能裝置、可控負荷連接在一起，使得它對于電網(wǎng)系統成為一個(gè)可控負荷，并且可以施行并網(wǎng)和獨立兩種運行方式，充分維護了微電網(wǎng)和大電網(wǎng)的安全穩定運行。

2、微電網(wǎng)能量管理與調度優(yōu)化

在微電網(wǎng)研究領(lǐng)域，*為關(guān)鍵的技術(shù)是儲能技術(shù)和微電網(wǎng)的運行控制。儲能技術(shù)在微電網(wǎng)中是特別重要的一項技術(shù)，它不僅可以為微電網(wǎng)建立V/F源，還具有削峰填谷的作用，從而提高了間歇式能源的利用效率，該技術(shù)的關(guān)鍵在于超導儲能技術(shù)、超級電容等方面。本文主要圍繞微電網(wǎng)的運行控制為內容進(jìn)行介紹

2.1控制方法

在微電網(wǎng)研究領(lǐng)域，*為關(guān)鍵的技術(shù)是微電網(wǎng)的運行控制，目前，有三種比較常見(jiàn)的微電網(wǎng)控制方式，下文對其分別進(jìn)行闡述。

2.1.1基于電力電子技術(shù)等概念的控制方法

該方法根據微電網(wǎng)的控制要求與發(fā)電機的下垂特性將不平衡功率動(dòng)態(tài)分配給各機組承擔，具有簡(jiǎn)單、可靠、易于實(shí)現的優(yōu)點(diǎn)。

2.1.2基于能量管理系統的控制方法

該方法采用不同的控制模塊分別對有功和無(wú)功進(jìn)行控制，很好地滿(mǎn)足了微電網(wǎng)的多種控制要求，此外該方法針對微電網(wǎng)中對無(wú)功的不同需求，功率管理系統采用了不同的控制方法從而提高了控制性能。

2.1.3基于多代理技術(shù)的微電網(wǎng)控制

該方法將計算機領(lǐng)域的多代理技術(shù)應用到微電網(wǎng)，代理的自治性、自發(fā)性等特點(diǎn)能夠很好地適應和滿(mǎn)足微電網(wǎng)分散控制的要求。

2.2微電網(wǎng)能量管理

能量管理系統(EMS)主要針對發(fā)輸電系統，對電網(wǎng)進(jìn)行調度決策管理以及控制，提供電網(wǎng)的各種實(shí)時(shí)信息給調度管理人員，能夠提高電能質(zhì)量，保證電網(wǎng)安全運行以及改善電網(wǎng)運行經(jīng)濟性。

微網(wǎng)能量管理系統(MGEMS)是基于現有電力系統EMS的研究成果，考慮了分布式電源、儲能系統的接入以及微網(wǎng)系統技術(shù)的應用，是EMS進(jìn)一步發(fā)展的一個(gè)重要方面。

微網(wǎng)能量管理系統(MGEMS)通過(guò)管理微網(wǎng)內微源及負荷運行狀態(tài)，結合電價(jià)、燃料費用等信息，并根據系統內潮流需求對分布式發(fā)電設備、可控負荷、儲能設備進(jìn)行有功、無(wú)功指令控制，不僅可實(shí)現風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源的有效利用，而且能使微網(wǎng)經(jīng)濟、可靠運行。

微網(wǎng)能量管理按照時(shí)間尺度可分為長(cháng)期能量管理、短期能量管理，其MGEMS功能模塊邏輯圖如圖1所示。

圖1MGEMS功能模塊邏輯圖

長(cháng)期能量管理系統的主要功能為：①考慮環(huán)境影響及發(fā)電成本的分布式發(fā)電及負荷小時(shí)級預測；②系統內的可控負荷監管及投切管理；③根據網(wǎng)外電力市場(chǎng)信息及網(wǎng)內負荷預測狀態(tài)，管理系統備用；④考慮長(cháng)期功率平衡。

短期能量管理的主要功能為：①系統內電壓及頻率調節；②系統內分布式電源、儲能設備實(shí)時(shí)功率分配。

能量管理系統的框架可分為3個(gè)層級分析，設備層、管理層和優(yōu)化層，具體各層級的功能如下文所述。

設備層包括分布式發(fā)電設備、儲能設備、開(kāi)關(guān)和量測設備、電子裝置，微源儲能等終端設備以及能量轉換設備，可完成電能供給、設備開(kāi)斷和底層控制命令的執行等。管理層包括管理裝置、測控裝置以及繼電保護裝置，是設備層與優(yōu)化層的信息交互樞紐，實(shí)現使用一個(gè)間隔的數據并且作用于該間隔一次設備的功能，如電氣量采集、設備運行狀態(tài)監測等。優(yōu)化層主要是指微電網(wǎng)能量監控與優(yōu)化系統，可完成能量?jì)?yōu)化分配，保護信息管理等功能，提供微電網(wǎng)運行的人際交互界面。功能宜高度集成，可由一臺計算機實(shí)現。

為了做好微電網(wǎng)系統的穩定性和可靠性，目前還需要從如下幾方面進(jìn)行重點(diǎn)的研究：①建立分布式能源單元模型以及微網(wǎng)系統的整體運行、協(xié)調控制和優(yōu)化配置等方面的模型；②準確預測太陽(yáng)能、風(fēng)能等發(fā)電單元短期及長(cháng)期出力；③微網(wǎng)內分布式電源及儲能系統運行依賴(lài)于電力電子接口技術(shù)，需要相應的充放電控制策略；④綜合熱電負荷需求、交互電價(jià)、燃料成本、需求側管理要求等制定運行優(yōu)化策略。

2.3微電網(wǎng)優(yōu)化調度

微電網(wǎng)優(yōu)化調度為能量管理研究的重要內容，一般以實(shí)現微電網(wǎng)運行成本、排放成本以及停電成本*小化為目標，滿(mǎn)足各類(lèi)運行約束的前提下，*大限度提高可再生能源利用率及微網(wǎng)運行經(jīng)濟性。

常見(jiàn)約束條件：機組出力約束、運行狀態(tài)約束、系統潮流約束、可靠性約束。

常用的優(yōu)化方法有：①數學(xué)優(yōu)化算法：優(yōu)先順序法、動(dòng)態(tài)規劃法、拉格朗日松弛法等；②智能優(yōu)化算法：粒子群優(yōu)化算法、遺傳算法、蟻群優(yōu)化算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )法、專(zhuān)家系統以及網(wǎng)格自適應直接搜索法等.

其微網(wǎng)調度的經(jīng)濟、環(huán)境和技術(shù)各因素之間的關(guān)系如圖2所示。

與電力系統的調度相比較，微電網(wǎng)優(yōu)化調度有較大的不同。①熱(冷)電聯(lián)供：微電網(wǎng)可提供熱(冷)/電能，需要同時(shí)保證熱(冷)電供需平衡。②功率波動(dòng)顯著(zhù):微電網(wǎng)中各類(lèi)分布式電源運行特性不同，且風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源易受天氣因素影響。同時(shí)由于微源容量較小，單一的負荷變化將會(huì )對微電網(wǎng)的功率平衡產(chǎn)生顯著(zhù)影響；③考慮環(huán)境效益：微電網(wǎng)的優(yōu)化調度不僅僅需要考慮發(fā)電的經(jīng)濟成本，還需要考慮分布式電源組合的整體環(huán)境效益，調度更加復雜。④不同運行模式：微電網(wǎng)有并網(wǎng)運行和離網(wǎng)運行兩種方式，存在著(zhù)兩種不同的優(yōu)化調度模式。并網(wǎng)運行首先需要考慮大電網(wǎng)的調度計劃，其次需要考慮微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的交互約束條件。離網(wǎng)運行首先需要確保微網(wǎng)系統安全穩定運行，其次需要考慮微源的*佳出力組合以及負荷調度。

圖2微網(wǎng)調度的經(jīng)濟、環(huán)境和技術(shù)各因素之間的關(guān)系

2.4微網(wǎng)控制策略

所有的控制方法都應當滿(mǎn)足以下要求：①新的微電源的接入不對大電網(wǎng)造成威脅；②能夠自主的選擇系統運行點(diǎn)；③平滑與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)或解耦；④對有功、無(wú)功可以根據動(dòng)態(tài)的要求進(jìn)行獨立的結構控制。

微電網(wǎng)的控制方式和微電源的類(lèi)型有關(guān)，對于采用的電力電子逆變器來(lái)說(shuō)，常用的控制方法有微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下的P/Q控制方式，電壓頻率VIF控制模式和微網(wǎng)孤島狀態(tài)下的下垂控制模式；

2.4.1P/Q控制模式

P/Q控制是逆變器輸出的有功功率P和無(wú)功功率Q的大小可控，可以根據設定。通常P/Q控制方式用于微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行狀態(tài)。在該狀態(tài)下，微電網(wǎng)內負荷功率波動(dòng)、頻率和電壓的擾動(dòng)由大電網(wǎng)承擔，微電網(wǎng)不參與頻率調節和電壓調節，直接采用電網(wǎng)頻率和電壓作為支撐。中小型的分布式電源以恒功率擬負荷的外特性為宜，關(guān)系上類(lèi)似負荷，但并不吸收功率。

2.4.2V/F控制模式

VIF控制即恒壓恒頻控制，指的是通過(guò)控制手段使逆變器輸出端口電壓的幅值U和頻率F保持恒定。

微網(wǎng)中逆變器的電壓和頻率控制是電網(wǎng)在孤島運行中提供強有力的電壓穩定和頻率穩定保障，與傳統電力系統的頻率二次調整類(lèi)似。當大系統發(fā)生故障時(shí)，微電網(wǎng)與大電網(wǎng)發(fā)生解列，由于微電網(wǎng)的內部功率不平衡所帶來(lái)的一系列問(wèn)題都可以由VIF控制來(lái)解決。

2.4.3下垂控制模式

下垂控制方式主要是指逆變器經(jīng)過(guò)一定電力電子控制與傳統電力系統一次調頻相似。通過(guò)解耦有功-頻率與無(wú)功-電壓之間的下垂特性曲線(xiàn)進(jìn)行系統電壓和頻率調節的方式。

目前主要由兩種常有逆變器調差率控制的方式，一種采用有功-頻率(P-F)和無(wú)功-電壓(Q-V)調差率控制方式。另一種則采用有功-電壓(P-V)和無(wú)功-功率(Q-F)反調差率控制。兩種控制方式原理基本類(lèi)似，根據不同線(xiàn)路特性和控制要求，選擇不同的控制方法即可。

3、安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統概述

3.1概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統，是我司根據新型電力系統下微電網(wǎng)監控系統與微電網(wǎng)能量管理系統的要求，總結國內外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗，專(zhuān)門(mén)研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統。本系統滿(mǎn)足光伏系統、風(fēng)力發(fā)電、儲能系統以及充電樁的接入，全天候進(jìn)行數據采集分析，直接監視光伏、風(fēng)能、儲能系統、充電樁運行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該系統在安全穩定的基礎上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標，促進(jìn)可再生能源應用，提高電網(wǎng)運行穩定性、補償負荷波動(dòng)；有效實(shí)現用戶(hù)側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、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)能量管理系統應采用分層分布式結構，整個(gè)能量管理系統在物理上分為三個(gè)層：設備層、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(xiàn)、屏蔽雙絞線(xiàn)等。系統支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

3.2技術(shù)標準

本方案遵循的標準有：

本技術(shù)規范書(shū)提供的設備應滿(mǎn)足以下規定、法規和行業(yè)標準：

GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計算機系統通用規范1部分：通用要求

GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計算機系統工業(yè)控制計算機基本平臺2部分：性能評定方法

GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計算機系統通用規范5部分：場(chǎng)地安全要求

GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計算機系統通用規范6部分：驗收大綱

GB/T2887-2011計算機場(chǎng)地通用規范

GB/T20270-2006信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò )基礎安全技術(shù)要求

GB50174-2018電子信息系統機房設計規范

DL/T634.5101遠動(dòng)設備及系統5-101部分:傳輸規約基本遠動(dòng)任務(wù)配套標準

DL/T634.5104遠動(dòng)設備及系統5-104部分:傳輸規約采用標準傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)101

GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統技術(shù)規定

GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統技術(shù)規范

GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設計標準

GB/T36270-2018微電網(wǎng)監控系統技術(shù)規范

DL/T1864-2018獨立型微電網(wǎng)監控系統技術(shù)規范

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調度運行規范

T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規范

T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運行與控制技術(shù)規范

T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應技術(shù)要求

T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負荷管理技術(shù)導則

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調度運行規范

T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設計規范

NB/T10148-2019微電網(wǎng)1部分：微電網(wǎng)規劃設計導則

NB/T10149-2019微電網(wǎng)2部分：微電網(wǎng)運行導則

3.3適用場(chǎng)合

系統可應用于城市、高速公路、工業(yè)園區、工商業(yè)區、居民區、智能建筑、海島、無(wú)電地區可再生能源系統監控和能量管理需求。

3.4型號說(shuō)明

3.5系統配置

3.5.1系統架構

本平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計，即站控層、網(wǎng)絡(luò )層和設備層，詳細拓撲結構如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統組網(wǎng)方式

3.6系統功能

3.6.1實(shí)時(shí)監測

微電網(wǎng)能量管理系統人機界面友好，應能夠以系統一次電氣圖的形式直觀(guān)顯示各電氣回路的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動(dòng)態(tài)監視各回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號。其中，各子系統回路電參量主要有：三相電流、三相電壓、總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值；狀態(tài)參數主要有：開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統應可以對分布式電源、儲能系統進(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行功率設置等。

系統應可以對儲能系統進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據儲能系統的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警，并支持定期的電池維護。

微電網(wǎng)能量管理系統的監控系統界面包括系統主界面，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、節能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求，也可將充電，儲能及光伏系統信息進(jìn)行顯示。

圖2系統主界面

子界面主要包括系統主接線(xiàn)圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統計列表等。

3.6.1.2光伏界面

圖3光伏系統界面

本界面用來(lái)展示對光伏系統信息，主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統計及分析、并網(wǎng)柜電力監測及發(fā)電量統計、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數統計、發(fā)電收益統計、碳減排統計、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運行數據進(jìn)行展示。3.6.1.2儲能界面

圖4儲能系統界面

本界面主要用來(lái)展示本系統的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線(xiàn)以及電量變化曲線(xiàn)。

圖5儲能系統PCS參數設置界面

本界面主要用來(lái)展示對PCS的參數進(jìn)行設置，包括開(kāi)關(guān)機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

圖6儲能系統BMS參數設置界面

本界面用來(lái)展示對BMS的參數進(jìn)行設置，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PCS電網(wǎng)側數據界面

本界面用來(lái)展示對PCS電網(wǎng)側數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數等。

圖8儲能系統PCS交流側數據界面

本界面用來(lái)展示對PCS交流側數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數、溫度值等。同時(shí)針對交流側的異常信息進(jìn)行告警。

圖9儲能系統PCS直流側數據界面

本界面用來(lái)展示對PCS直流側數據，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對直流側的異常信息進(jìn)行告警。

圖10儲能系統PCS狀態(tài)界面

本界面用來(lái)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(lái)展示對BMS狀態(tài)信息，主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統信息、數據信息以及告警信息等，同時(shí)展示當前儲能電池的SOC信息。

圖12儲能電池簇運行數據界面

本界面用來(lái)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，并展示當前電芯的*大、*小電壓、溫度值及所對應的位置。

3.6.1.3風(fēng)電界面

圖13風(fēng)電系統界面

本界面用來(lái)展示對風(fēng)電系統信息，主要包括逆變控制一體機直流側、交流側運行狀態(tài)監測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數統計、發(fā)電收益統計、碳減排統計、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運行數據進(jìn)行展示。

3.6.1.4充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來(lái)展示對充電樁系統信息，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(xiàn)、各個(gè)充電樁的運行數據等。

3.6.1.5視頻監控界面

圖15微電網(wǎng)視頻監控界面

本界面主要展示系統所接入的視頻畫(huà)面，且通過(guò)不同的配置，實(shí)現預覽、回放、管理與控制等。

3.6.2發(fā)電預測

系統應可以通過(guò)歷史發(fā)電數據、實(shí)測數據、未來(lái)天氣預測數據，對分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預測，并展示合格率及誤差分析。根據功率預測可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計劃，便于用戶(hù)對該系統新能源發(fā)電的集中管控。

圖16光伏預測界面

3.6.3策略配置

系統應可以根據發(fā)電數據、儲能系統容量、負荷需求及分時(shí)電價(jià)信息，進(jìn)行系統運行模式的設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(dòng)態(tài)擴容等。

圖17策略配置界面

3.6.4運行報表

應能查詢(xún)各子系統、回路或設備時(shí)間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無(wú)功功率、正向有功電能等。

圖18運行報表

3.6.5實(shí)時(shí)報警

應具有實(shí)時(shí)報警功能，系統能夠對各子系統中的逆變器、雙向變流器的啟動(dòng)和關(guān)閉等遙信變位，及設備內部的保護動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應能發(fā)出告警，應能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件，包括保護事件名稱(chēng)、保護動(dòng)作時(shí)刻；并應能以彈窗、聲音、短信和電話(huà)等形式通知相關(guān)人員。

圖19實(shí)時(shí)告警

3.6.6歷史事件查詢(xún)

應能夠對遙信變位，保護動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數、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(hù)對系統事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統計、事故分析。

圖20歷史事件查詢(xún)

3.6.7電能質(zhì)量監測

應可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統的電能質(zhì)量包括穩態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續監測，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統電能質(zhì)量情況，以便及時(shí)發(fā)現和消除供電不穩定因素。

1）在供電系統主界面上應能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監測點(diǎn)的監測裝置通信狀態(tài)、各監測點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度和正序/負序/零序電流值；

2）諧波分析功能：系統應能實(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：系統應能顯示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(cháng)閃變值；應能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線(xiàn)、短閃變曲線(xiàn)和長(cháng)閃變曲線(xiàn)；應能顯示電壓偏差與頻率偏差；

4）功率與電能計量：系統應能顯示A/B/C三相有功功率、無(wú)功功率和視在功率；應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；應能提供有功負荷曲線(xiàn)，包括日有功負荷曲線(xiàn)（折線(xiàn)型）和年有功負荷曲線(xiàn)（折線(xiàn)型）；

5）電壓暫態(tài)監測：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)，系統應能產(chǎn)生告警，事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話(huà)等形式通知相關(guān)人員；系統應能查看相應暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。

6）電能質(zhì)量數據統計：系統應能顯示1min統計整2h存儲的統計數據，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：事件記錄應包含事件名稱(chēng)、狀態(tài)（動(dòng)作或返回）、波形號、越限值、故障持續時(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)間。

圖21微電網(wǎng)系統電能質(zhì)量界面

3.6.8遙控功能

應可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。系統維護人員可以通過(guò)管理系統的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執行的操作順序，可以及時(shí)執行調度系統或站內相應的操作命令。

圖22遙控功能

3.6.9曲線(xiàn)查詢(xún)

應可在曲線(xiàn)查詢(xún)界面，可以直接查看各電參量曲線(xiàn)，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、SOC、SOH、充放電量變化等曲線(xiàn)。

3.6.10統計報表

具備定時(shí)抄表匯總統計功能，用戶(hù)可以自由查詢(xún)自系統正常運行以來(lái)任意時(shí)間段內各配電節點(diǎn)的用電情況，即該節點(diǎn)進(jìn)線(xiàn)用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統間電能量交換進(jìn)行統計分析；對系統運行的節能、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24統計報表

3.6.11網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

系統支持實(shí)時(shí)監視接入系統的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構；可在線(xiàn)診斷設備通信狀態(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備或元件及其故障部位。

圖25微電網(wǎng)系統拓撲界面

本界面主要展示微電網(wǎng)系統拓撲，包括系統的組成內容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。

3.6.12通信管理

可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統范圍內的設備通信情況進(jìn)行管理、控制、數據的實(shí)時(shí)監測。系統維護人員可以通過(guò)管理系統的主程序右鍵打開(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，快速查看某設備的通信和數據情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

3.6.13用戶(hù)權限管理

應具備設置用戶(hù)權限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如遙控操作，運行參數修改等）?？梢远x不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

3.6.14故障錄波

應可以在系統發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準確地記錄故障前、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(dòng)作、提高電力系統安全運行水平有著(zhù)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。

3.6.15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)掃描數據，包括開(kāi)關(guān)位置、保護動(dòng)作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數據基礎。

用戶(hù)可自定義事故追憶的啟動(dòng)事件，當每個(gè)事件發(fā)生時(shí)，存儲事故掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數據。啟動(dòng)事件和監視的數據點(diǎn)可由用戶(hù)隨意修改。

圖29事故追憶

4、結語(yǔ)

微網(wǎng)運行方式靈活，不僅解決了分布式電源接入電網(wǎng)對電網(wǎng)造成的影響，發(fā)揮了分布式電源的各項優(yōu)勢，而且實(shí)現了能源的高效、清潔利用，大大提高了電力系統的靈活性和安全可靠性。

微網(wǎng)能量?jì)?yōu)化作為微電網(wǎng)研究的重要組成部分，是發(fā)揮微電網(wǎng)良好經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的關(guān)鍵技術(shù)。目前對微電網(wǎng)能量?jì)?yōu)化的研究已較為深入，但實(shí)際的工程應用還較少，后期可根據實(shí)際工程開(kāi)發(fā)微網(wǎng)能量管理系統，將研究成果轉化為工程應用。也可隨著(zhù)電網(wǎng)的不斷發(fā)展建設和微電網(wǎng)項目數量不斷增多，將若干微電網(wǎng)通過(guò)特定方式組合在一起可構成微網(wǎng)群，因此需要研究各自微網(wǎng)之間能量互濟以及協(xié)調優(yōu)化。

參考文獻

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