分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目對(duì)電網(wǎng)的影響

摘 要：基于“碳中和、碳達(dá)峰”的發(fā)展需求，我國(guó)許多地區(qū)開始重視新能源技術(shù)的應(yīng)用，光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目的并網(wǎng)對(duì)大電網(wǎng)產(chǎn)生了一定的影響。通過分析分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目的特點(diǎn)，探討了分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目對(duì)電網(wǎng)的綜合影響，*后找到提升其項(xiàng)目質(zhì)量的有*對(duì)策，以更好地 提升我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)能源綠色發(fā)展。

關(guān)鍵詞：分布式光伏；儲(chǔ)能發(fā)電；碳中和；碳達(dá)峰

0  引  言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們對(duì)傳統(tǒng)能源消耗造成的環(huán)境破壞認(rèn)識(shí)越來越深刻，發(fā)展清潔成為戰(zhàn)略。清潔能源正逐漸走入人們的生產(chǎn)生活，用以解決當(dāng)前的環(huán)境污染問題。分布式光伏儲(chǔ)能作為一種新型的發(fā)電形式，它能夠帶來更好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)*益，符合我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，具有重要的安*和戰(zhàn)略意義[1]。本文通過分析分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，找到科學(xué)應(yīng)對(duì)策略，以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的應(yīng)用發(fā)展。

1  分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目及特點(diǎn)

分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電是指運(yùn)用光伏組件和分散的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備布置在電力用戶附近，將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能的一個(gè)小型的發(fā)電體系（具體見圖1），從而減少對(duì)傳統(tǒng)石油和化學(xué)能源的消耗。分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目是在盡可能利用光伏資源的同時(shí)，減少光伏電源并網(wǎng)對(duì)公用電網(wǎng)的不良影響，以提升不同分布式電力來源的互補(bǔ)性，實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。在建設(shè)分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目時(shí)，相關(guān)研究人員需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際狀況，調(diào)查不同用電時(shí)間段的負(fù)荷量以不同季節(jié)的光照時(shí)間及儲(chǔ)能裝置、電池裝置本身性能等，從而進(jìn)行具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目與傳統(tǒng)發(fā)電項(xiàng)目不同，它有著自身的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面。首先，該項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)就近發(fā)電、就近轉(zhuǎn)換以及就近使用，剩余電量可以實(shí)現(xiàn)共享，大大節(jié)省電能調(diào)節(jié)成本，實(shí)現(xiàn)就地消納，為電力行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。其次，該項(xiàng)目較為靈活，可以抵抗較大的災(zāi)害，一旦當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)出現(xiàn)大面積故障，分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電可以在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)。*后，該項(xiàng)目的儲(chǔ)能技術(shù)可以彌補(bǔ)光伏技術(shù)的一些缺陷，如單純的光伏發(fā)電只能白天發(fā)電，晚上不發(fā)電，而分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)晚上對(duì)用戶的供電，以達(dá)到削峰填谷的作用。

2  分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目對(duì)電網(wǎng)的影響

2.1  對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響

與傳統(tǒng)發(fā)電項(xiàng)目相比，分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目的接入點(diǎn)數(shù)量較多且較為分散。在并網(wǎng)過程中需要相關(guān)人員科學(xué)把握技術(shù)節(jié)點(diǎn)，以保障并網(wǎng)質(zhì)量。一方面，該項(xiàng)目會(huì)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響；另一方面，由于分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目與電網(wǎng)的連接復(fù)雜，需要加強(qiáng)對(duì)并網(wǎng)操作的管理與監(jiān)督，以確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。不同項(xiàng)目的并網(wǎng)方式不同，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生的影響也不同。一般情況下，分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目可以單獨(dú)離網(wǎng)，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)本身產(chǎn)生不良影響，但該項(xiàng)目一旦并網(wǎng)則會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)破壞電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置[2]。

2.2  對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響

電網(wǎng)電能質(zhì)量的高低將直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行*益，分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目一旦并網(wǎng)，會(huì)對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量產(chǎn)生影響。例如，該項(xiàng)目的并網(wǎng)容量和并網(wǎng)位置會(huì)影響整個(gè)電網(wǎng)的電壓分布，電壓過大會(huì)對(duì)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置造成破壞，進(jìn)而不利于電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目通常會(huì)設(shè)置逆變器來接入電網(wǎng)，但該裝置的關(guān)斷與開通狀態(tài)頻繁切換會(huì)產(chǎn)生諧波污染，使得整個(gè)線路的繼電保護(hù)性能下降，甚至影響其他并聯(lián)分支[3]。

此外，光伏接入對(duì)配網(wǎng)電壓的影響程度也受配網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)和負(fù)荷類型的影響，其他條件一致的情況下，負(fù)荷類型以工業(yè)負(fù)荷居多的配網(wǎng)對(duì)光伏的接納能力*強(qiáng)，而居民類型負(fù)荷居多的配網(wǎng)對(duì)光伏的接納能力較小。不同負(fù)荷類型日負(fù)荷曲線見圖。

2.3  對(duì)電網(wǎng)控制的影響

分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目對(duì)電網(wǎng)控制策略具有一定的影響，這是因?yàn)樵擁?xiàng)目的控制難度較大。由于項(xiàng)目所處區(qū)域、所處季節(jié)以及天氣的變化，每個(gè)項(xiàng)目的發(fā)電量和存儲(chǔ)量不同（具體見圖3），并網(wǎng)后相關(guān)人員無(wú)法及時(shí)掌握相關(guān)信息，使得發(fā)電計(jì)劃的制定和實(shí)施無(wú)法保證其科學(xué)性，一定程度上降低了管理人員對(duì)電網(wǎng)的控制能力，不利于電力行業(yè)的發(fā)展。

此外，分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目并網(wǎng)的電源點(diǎn)較為分散，一旦項(xiàng)目數(shù)量增加，其控制難度會(huì)成倍提升，從而對(duì)電力的調(diào)度和調(diào)節(jié)產(chǎn)生不良影響，同時(shí)還會(huì)擴(kuò)大電網(wǎng)的監(jiān)控范圍，提升監(jiān)控壓力。

2.4  對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的影響

分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目在并網(wǎng)后會(huì)對(duì)電網(wǎng)的規(guī)劃產(chǎn)生相應(yīng)的影響，這是因?yàn)樵擁?xiàng)目一旦并網(wǎng)就需要技術(shù)人員設(shè)計(jì)一種新的電力交換體系，能夠?qū)⒐夥茉吹氖占?、存?chǔ)、傳輸、控制、管理以及分配等融為一體，但也會(huì)增加整個(gè)并網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，改造規(guī)劃的難度也會(huì)隨之增加，對(duì)此需要技術(shù)及管理人員做好充分準(zhǔn)備[4]。

此外，由于分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目的特殊性，在并網(wǎng)完成后，該地區(qū)的電量負(fù)荷預(yù)測(cè)難度會(huì)提升，進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃產(chǎn)生影響，需要規(guī)劃者做好充足預(yù)案，*大限度保障母線電壓和供電的穩(wěn)定性，提高分布式光伏儲(chǔ)能發(fā)電項(xiàng)目的實(shí)用性，以推動(dòng)該項(xiàng)目的更好發(fā)展。

3解決方案

光伏運(yùn)維子站解決方案

安科瑞Acrel1000-DP分布式光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)為分布式光伏電站運(yùn)維子系統(tǒng)提供了解決方案，滿足GB/T 38946《分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)集中運(yùn)維技術(shù)規(guī)范》中對(duì)運(yùn)維子站的相關(guān)技術(shù)要求。

數(shù)據(jù)信號(hào)采集

（1）運(yùn)維子站采集的模擬量數(shù)據(jù)包括下列內(nèi)容:

a)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)每個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)有功功率?無(wú)功功率?電壓?電流?頻率?電 等數(shù)據(jù);

b)分布式光伏逆變器有功功率?無(wú)功功率?電壓?電流?功率?溫度等數(shù)據(jù);

c)匯流箱各路電流?匯總輸出電流?母線電壓量等數(shù)據(jù);

d)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)周圍環(huán)境包括環(huán)境溫度?輻照度?電池板溫度等數(shù)據(jù);

e)子站應(yīng)建立數(shù)據(jù)存儲(chǔ),存儲(chǔ)時(shí)間應(yīng)不少于7d?

圖2 分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示

（2）運(yùn)維子站采集的狀態(tài)信號(hào)包括下列內(nèi)容:

a)分布式光伏發(fā)電公共連接點(diǎn)斷路器?隔離刀閘和接地刀閘位置?保護(hù)硬接點(diǎn)狀態(tài)以及遠(yuǎn)方/就地控制等各種開關(guān)量信號(hào);

b)分布式光伏發(fā)電每個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)斷路器和隔離開關(guān)的位置信號(hào)?重合閘位置?保護(hù)動(dòng)作及告警信號(hào);

c)光伏逆變器運(yùn)行狀態(tài)及告警信號(hào);

d)分布式光伏發(fā)電主升壓變壓器分接頭擋位(當(dāng)采用有載調(diào)壓變壓器);

e)光伏匯流箱保護(hù)動(dòng)作及告警信號(hào);

f)分布式光伏發(fā)電保護(hù)?安*自動(dòng)裝置等設(shè)備狀態(tài),保護(hù)動(dòng)作及告警信號(hào),運(yùn)行人員操作順序記錄信息?

圖3 分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)顯示

數(shù)據(jù)信息處理

子站宜對(duì)所采集的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行數(shù)字濾波?有*性檢查?工程值轉(zhuǎn)換?信號(hào)接點(diǎn)抖動(dòng) ?刻度計(jì)算等加工?數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)可進(jìn)行數(shù)據(jù)合理性檢查?異常數(shù)據(jù)分析?事件分類等處理,并支持常用的計(jì)算功能,支持對(duì)采集的各類原始數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)分類存儲(chǔ)和管理?

圖4 分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)展示

光伏運(yùn)維主站解決方案

安科瑞AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能*管理平臺(tái)適用于分布式光伏電站的運(yùn)維管理。GB/T 38946《分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)集中運(yùn)維技術(shù)規(guī)范》中對(duì)集中運(yùn)維主站的相關(guān)技術(shù)要求如下：

集中運(yùn)行監(jiān)視宜具備以下功能:

a)基礎(chǔ)信息展示:基礎(chǔ)信息包括場(chǎng)站名稱?場(chǎng)站地理位置?場(chǎng)站容量?場(chǎng)站組件面積等;

b)電站實(shí)時(shí)監(jiān)視:具備主要測(cè)點(diǎn)的分時(shí)?分日?分月以及分年的數(shù)值展示圖表;

圖5 分布式光伏電站場(chǎng)站管理及發(fā)電功率實(shí)時(shí)監(jiān)控

c)電站統(tǒng)計(jì)分析:具備主要性能參數(shù)的分時(shí)?分日?分月以及分年的數(shù)值展示圖表,主要性能指標(biāo)包括系統(tǒng)PR?等*利用小時(shí)數(shù)等;

d)歷史信息查詢:逆變器?匯流箱?電度表?環(huán)境監(jiān)測(cè)儀?并網(wǎng)點(diǎn)?變壓器等設(shè)備監(jiān)測(cè)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)查詢與導(dǎo)出;

e)單電站數(shù)據(jù)展示:直觀展示電站全年?各月的計(jì)劃完成情況?上網(wǎng)電量?綜合*率等統(tǒng)計(jì)指標(biāo);

f)多場(chǎng)站數(shù)據(jù)展示:對(duì)集團(tuán)級(jí)的多電站計(jì)劃完成率?上網(wǎng)電量?綜合*率和資源分布等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行多角度?多維度的分析;

g)報(bào)表管理:根據(jù)需求選擇歷史數(shù)據(jù),生成不同格式和類型的報(bào)表;報(bào)表應(yīng)支持文件導(dǎo)出和打印等功能?

圖6 日月年發(fā)電數(shù)據(jù)報(bào)表及逆變器發(fā)電曲線分析

操作與控制宜具備以下功能:

a)支持對(duì)電站設(shè)備的操作與控制,包括遙控?遙調(diào)?人工置數(shù)?標(biāo)識(shí)牌操作?閉鎖和解鎖等操作;

b)防誤閉鎖:支持多種類型自動(dòng)防誤閉鎖功能,包括基于預(yù)定義規(guī)則的常規(guī)防誤閉鎖和基于拓?fù)浞治龅姆勒`閉鎖功能;操作指令宜經(jīng)過防誤驗(yàn)證,并有出錯(cuò)告警功能;

c)順序控制:能夠按照預(yù)先設(shè)定的順序和流程控制電站設(shè)備動(dòng)作;

d)支持操作與控制可視化;

e)操作與控制宜有記錄,包括操作人,操作對(duì)象?操作內(nèi)容?操作時(shí)間?操作結(jié)果等,可供調(diào)閱和打印?

圖7 遙控操作驗(yàn)證及操作記錄

故障告警管理宜具備以下功能:

a)能夠?qū)⒎植际焦夥l(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)所采集到的各設(shè)備故障類遙信信號(hào)上報(bào)至集中運(yùn)維系統(tǒng)進(jìn)行展示;

b)能夠記錄故障告警的發(fā)生時(shí)間?設(shè)備位置?*近操作記錄?故障狀態(tài)等信息;

c)能夠?qū)υ诩羞\(yùn)維系統(tǒng)中展示出來的故障類遙信信號(hào)的信息進(jìn)行基本操作,如刪除?信息修改?查詢;

d)能夠?qū)收闲畔⑴挪榻鉀Q完畢后對(duì)故障造成的損失進(jìn)行評(píng)估;

e)能夠?qū)τ晒收细婢疤幹眠^程形成的故障案例進(jìn)行分類管理,具備快速訪問和查詢的功能?

圖8 告警分級(jí)和異常分析

集中運(yùn)營(yíng)管理宜具備以下功能:

a)運(yùn)行值班管理對(duì)將電站生產(chǎn)運(yùn)行值班過程中的主要事件進(jìn)行記錄;

b)巡點(diǎn)檢管理:制定巡點(diǎn)檢的操作方案,包含巡點(diǎn)檢設(shè)備?巡點(diǎn)檢路線?巡點(diǎn)檢任務(wù)以及異常數(shù)據(jù)反饋等功能,異常數(shù)據(jù)可以自動(dòng)觸發(fā)故障單;

c)報(bào)告報(bào)表功能:能夠按照既定要求形成相應(yīng)的報(bào)告和報(bào)表功能,并支持文件導(dǎo)出要求;

d)資料管理功能:具備對(duì)系統(tǒng)相關(guān)資料進(jìn)行分類管理的功能,并支持快速訪問和查閱?

圖9 巡檢管理及用戶報(bào)告

設(shè)備?工器具及備品備件管理宜具備以下功能:

a)物資編碼管理:系統(tǒng)宜支持按照GB/T50549要求進(jìn)行編碼設(shè)定的功能;

b)物資臺(tái)賬管理:系統(tǒng)宜支持對(duì)設(shè)備和部件?備品備件?工器具等物資信息和資料進(jìn)行分類錄入?刪除?修改和查詢的功能;

c)工器具管理:集中運(yùn)維系統(tǒng)宜具備對(duì)場(chǎng)站配備的工器具的種類和數(shù)量統(tǒng)計(jì)功能,同時(shí)宜具備對(duì)工器具校驗(yàn)周期提醒的功能;

d)備品備件管理:集中運(yùn)維系統(tǒng)宜具備場(chǎng)站配備的備品備件的種類和數(shù)量統(tǒng)計(jì)功能,同時(shí)宜具備對(duì)備品備件安*庫(kù)存的定義和缺庫(kù)提醒的功能?

圖10 設(shè)備檔案和設(shè)備保養(yǎng)管理

安*管理宜具備以下功能:

a)安*組織管理:實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司?電站區(qū)域公司安*組織架構(gòu)設(shè)定功能;

b)安*綜合管理:各種安*相關(guān)的制度?培訓(xùn)?考核?應(yīng)急等的文檔管理功能;

c)安*檢查管理:實(shí)現(xiàn)安*檢查計(jì)劃?任務(wù)?結(jié)果的管理功能;

d)安*事故管理:實(shí)現(xiàn)安*事故登記與處理閉環(huán)管理功能?

檢修維修管理宜具備以下功能:

a)檢修維修單管理:實(shí)現(xiàn)各種故障檢修維修工作的單據(jù)登記?檢修

維修過程的資料?檢修維修結(jié)果的信息管理功能;

b)檢修計(jì)劃管理:實(shí)現(xiàn)檢修計(jì)劃信息的登記管理功能,信息內(nèi)容包括基本的季度?月度檢查計(jì)劃等;

c)缺陷管理:實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備?各來源的缺陷信息登記?缺陷處理及處理結(jié)果信息登記功能;

d)隱患管理:實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備?各來源的隱患信息登記?隱患治理及治理的記過信息登記功能;

e)預(yù)防性維護(hù)管理:實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃,維護(hù)工作的內(nèi)容登記維護(hù)管理;包括預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃?定期預(yù)防性維護(hù)檢驗(yàn)等維護(hù)保養(yǎng)信息內(nèi)容管理功能?

圖11 工單管理和缺陷記錄

系統(tǒng)管理宜具備以下功能:

a)權(quán)限設(shè)置:登錄權(quán)限?場(chǎng)站權(quán)限?功能權(quán)限?數(shù)據(jù)權(quán)限;

b)在線用戶管理:用戶登錄?操作記錄;

c)時(shí)間同步:宜采用簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(SNTP)對(duì)時(shí)方式,并以此同步各子站;

d)Web功能:主站宜具備相關(guān)數(shù)據(jù)的信息發(fā)布?瀏覽和下載等Web功能?

圖12 用戶權(quán)限配置及用戶狀態(tài)監(jiān)測(cè)

光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)

運(yùn)維主站可根據(jù)當(dāng)日光照和溫濕度數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)光伏電站發(fā)電功率數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照，用于驗(yàn)證光伏電站發(fā)電*率。

 圖13 光伏運(yùn)維主站、子站發(fā)電功率預(yù)測(cè)功能

箱變測(cè)控管理

箱式變電站由于其占地面積小，性價(jià)比高，在分布式光伏電站中大量應(yīng)用。箱變是光伏電站升壓并網(wǎng)的主要電氣設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)的好壞，直接影響整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性。因此需要對(duì)箱變進(jìn)行電氣參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、繞組溫度等進(jìn)行全*的監(jiān)測(cè)和預(yù)警。

提供過電流保護(hù)、溫度保護(hù)、過/欠電壓保護(hù)、零序過流保護(hù)等功能；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器高、低壓側(cè)的電壓、電流、有功及無(wú)功等參數(shù)；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)低壓室柜門開關(guān)狀態(tài)及箱變內(nèi)溫濕度、浸水、煙霧；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器運(yùn)行繞組溫度；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)柜內(nèi)母排、線纜接頭處溫度；

互聯(lián)互通，支持 有線或無(wú)線通訊，可將數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)。

圖14 箱變測(cè)控系統(tǒng)圖

通過AcrelEMS可實(shí)時(shí)監(jiān)控箱變變壓器和高低壓柜電氣參數(shù)、溫度、箱變內(nèi)濕度等數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)超過正常閾值或發(fā)生異常變位時(shí)可及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。

圖15 變壓器及箱變環(huán)境監(jiān)測(cè)

光伏運(yùn)維相關(guān)二次設(shè)備選型

安科瑞提供光伏運(yùn)維子站、運(yùn)維主站監(jiān)測(cè)軟件、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)和保護(hù)測(cè)控單元、交直流監(jiān)測(cè)多功能儀表及相關(guān)傳感器，具備電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和治理裝置，保障光伏電站高*運(yùn)行。

電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控及集中運(yùn)維管理

近年來在新型電力系統(tǒng)安*穩(wěn)定需求下，電化學(xué)儲(chǔ)能電站快速發(fā)展，但是儲(chǔ)能電站安*運(yùn)維管理尤為重要，電池?zé)崾Э匾l(fā)的事故也時(shí)有發(fā)生。儲(chǔ)能電站的運(yùn)維不僅僅是基本的巡檢，值守，保養(yǎng)，更要不斷積累運(yùn)行的數(shù)據(jù)，并對(duì)當(dāng)前電池的容量，健康指標(biāo)都進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，進(jìn)而不斷調(diào)整控制策略等等。因此運(yùn)維人員需具備較高的專*水平和豐富的實(shí)操經(jīng)驗(yàn)，配合儲(chǔ)能運(yùn)維管理系統(tǒng)和健全的安*管理規(guī)程，才能高水平地運(yùn)維，提升電站的盈利。

儲(chǔ)能電站的運(yùn)維管理主要包括電池及電池管理系統(tǒng)(BMS)、儲(chǔ)能變流器(PCS)、 管理系統(tǒng)(EMS)配套的電氣系統(tǒng)(升壓變壓器、并網(wǎng)開關(guān)柜)、消防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、站用電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和運(yùn)維。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

《電化學(xué)儲(chǔ)能電站安*規(guī)程》GB/T 42288

《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》GB/T 36547

《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 51048

《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》

《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能變流器技術(shù)規(guī)范》GB/T 34120

《電力儲(chǔ)能用鋰離子電池》GB/T 36276

《電化學(xué)儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》NB/T 42090

《電化學(xué)儲(chǔ)能電站用鋰離子電池技術(shù)規(guī)范》NB/T 42091

《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50058

《儲(chǔ)能電站用鋰離子電池管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB/T 34131

《電力系統(tǒng)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)通用技術(shù)條件》 GB/T 36558

系統(tǒng)構(gòu)成

根據(jù)NB/T 42091《電化學(xué)儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)宜采用星型網(wǎng)絡(luò)，功率小于1MW且容量小于1MWh的電化學(xué)儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)宜采用單網(wǎng)配置，如圖16。

圖16 電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)單網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

功率為1MW及以上且容量為1MWh及以上的電化學(xué)儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)宜采用雙網(wǎng)配冗余置，如圖17。

圖17 電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)雙網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

監(jiān)測(cè)設(shè)備包括BMS、PCS、保護(hù)測(cè)控設(shè)備、其他設(shè)備(電能計(jì)量、絕緣監(jiān)測(cè)、消防、空調(diào)、站用直流屏等)。

電化學(xué)儲(chǔ)能電站監(jiān)控運(yùn)維管理系統(tǒng)

Acrel-2000MG儲(chǔ)能系統(tǒng) 管理系統(tǒng)和AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能*管理平臺(tái)能夠?qū)ζ髽I(yè)微電網(wǎng)的源（市電、分布式光伏、微型風(fēng)機(jī)）、網(wǎng)（企業(yè)內(nèi)部配電網(wǎng)）、荷（固定負(fù)荷和可調(diào)負(fù)荷）、儲(chǔ)能系統(tǒng)、新能源汽車充電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化控制，保護(hù)微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行安*，實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)下源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源之間的靈活互動(dòng)，增加多策略控制下系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí) 提升新能源消納、合理削峰填谷，減少電網(wǎng)建設(shè)投資，提升微電網(wǎng)運(yùn)行安*，降低運(yùn)行成本。Acrel-2000MG儲(chǔ)能系統(tǒng) 管理系統(tǒng)適合部署在本地，作為實(shí)時(shí)監(jiān)控、異常告警和策略管理；AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能*管理平臺(tái)適用于企業(yè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)充運(yùn)維的一*化管理平臺(tái)，并提供移動(dòng)端數(shù)據(jù)服務(wù)和異常告警。

數(shù)據(jù)采集和處理

監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能通過測(cè)控單元及功率變換系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)信息的采集和處理。監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置通信接口與電池管理系統(tǒng)連接，接收和處理的信息宜包括但不限于：

a）電池模塊的電壓、溫度、電池 ；

b）電池簇的電流、電壓、功率、電池 、可充可放電量、累積充放電電量，以及*高、*低

單體電壓及其電池編號(hào)：

c）電池堆可充可放電量、累積充放電電量；

d）各種故障告警和保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；

圖18 Acrel-2000MG和AcrelEMS電池?cái)?shù)據(jù)采集

功率變換系統(tǒng)(PCS)上送信息宜包括但不限于：

a）開關(guān)量信息：直流側(cè)與交流側(cè)接觸器、斷路器的狀態(tài)；運(yùn)行模式（并網(wǎng)、離網(wǎng)）、運(yùn)行狀態(tài)

（充電、放電、待機(jī)等）、就地操作把手的狀態(tài)等：

b）模擬量信息：直流側(cè)電壓、電流、功率，交流側(cè)三相電壓、電流、有功、無(wú)功；

c）非電量信息：IGBT模塊溫度、電抗器溫度、隔離變溫度等；

d）運(yùn)行信息：功率變換系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、事故告警信號(hào)等。

圖18 Acrel-2000MG和AcrelEMS 功率變換系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

監(jiān)視和報(bào)警

監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)視功能應(yīng)符合但不限于下列要求：

a）應(yīng)能通過顯示器對(duì)主要電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視；

b）應(yīng)能監(jiān)視并實(shí)時(shí)顯示各設(shè)備的通信狀態(tài)和通信報(bào)文；

c）電池管理系統(tǒng)、功率變換系統(tǒng)上傳監(jiān)控系統(tǒng)的遙測(cè)量和告警量須有專門的界面顯示和告警

圖19 Acrel-2000MG和AcrelEMS 監(jiān)視和報(bào)警分級(jí)

控制與調(diào)節(jié)

控制范圍：站內(nèi)交流回路斷路器、功率變換系統(tǒng)及其他相關(guān)重要設(shè)備，包括功率變換系統(tǒng)啟/停、運(yùn)行/檢修狀態(tài)切換、并網(wǎng)充/放電、離網(wǎng)放電、保護(hù)軟壓板投切等。監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)功能定位支持下列應(yīng)用模式：削峰填谷、孤網(wǎng)運(yùn)行、系統(tǒng)調(diào)頻、電壓支撐、電能質(zhì)量治理、平滑功率輸出、跟蹤計(jì)劃出力。

圖19 Acrel-2000MG和AcrelEMS 儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)交流回路的電壓波動(dòng)與閃變、三相電壓不平衡、電壓暫升/暫降、短時(shí)中斷、諧波畸變等工況，實(shí)時(shí)記錄事件并故障錄波，為電能質(zhì)量分析與治理提供數(shù)據(jù)來源。

圖20 Acrel-2000MG和AcrelEMS 電能質(zhì)量分析

企業(yè)微電網(wǎng)能*管理

AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能*管理平臺(tái)除了對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)提供監(jiān)控報(bào)警之外，還適用于企業(yè)內(nèi)部的源網(wǎng)荷儲(chǔ)充運(yùn)維的一*化管理平臺(tái)，為企業(yè)微電網(wǎng)能*管理提供多角度的監(jiān)測(cè)、優(yōu)化控制、設(shè)備管理、運(yùn)維管理、分析報(bào)告等，并提供基于WEB和APP的數(shù)據(jù)服務(wù)和異常告警。

平臺(tái)可根據(jù)企業(yè)光伏發(fā)電數(shù)據(jù)、儲(chǔ)能控制策略以及負(fù)荷波動(dòng)情況為企業(yè)提供微電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，制定用電優(yōu)化方案，在提高企業(yè)微電網(wǎng)運(yùn)行安*的前提下幫助企業(yè)降低用電成本， 提升清潔能源消納。

圖21 AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能*管理平臺(tái)

電化學(xué)儲(chǔ)能電站監(jiān)控運(yùn)維管理系統(tǒng)二次設(shè)備選型

安科瑞提供電化學(xué)儲(chǔ)能電站監(jiān)控運(yùn)維管理軟件、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)和保護(hù)測(cè)控單元、多功能儀表及相關(guān)傳感器，具備電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和治理裝置，保障儲(chǔ)能電站及企業(yè)微電網(wǎng)高*運(yùn)行。

表3 儲(chǔ)能電站監(jiān)控運(yùn)維管理系統(tǒng)選型方案

5 結(jié)束語(yǔ)

   在雙碳目標(biāo)以及電網(wǎng)運(yùn)行安全要求驅(qū)動(dòng)下，光伏發(fā)電以及配套儲(chǔ)能系統(tǒng)未來將會(huì)得到越來越多的政策支持，可以想象未來也會(huì)有越來越多的資本投入促使行業(yè)迅速發(fā)展，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行安全，提升電能使用效率。但是微電網(wǎng)系統(tǒng)，特別是光伏電站和儲(chǔ)能電站的運(yùn)行安全不容忽視，需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)，建立光伏和儲(chǔ)能監(jiān)測(cè)運(yùn)維管理系統(tǒng)對(duì)光伏電站和儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、預(yù)警、控制和運(yùn)維管理，保障安全生產(chǎn)。

   未來新型電力系統(tǒng)中，企業(yè)光儲(chǔ)充微電網(wǎng)內(nèi)部以及企業(yè)微電網(wǎng)和大電網(wǎng)的互動(dòng)也會(huì)越來越頻繁，這需要一套統(tǒng)一平臺(tái)來對(duì)企業(yè)的“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-充”及運(yùn)維進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測(cè)和管理，這樣才能保障企業(yè)微電網(wǎng)高效運(yùn)行，從而促進(jìn)新型電力系統(tǒng)邁向穩(wěn)定、可靠、低碳的良性循環(huán)。