淺談光儲(chǔ)充系統(tǒng)在停車(chē)場(chǎng)中的設(shè)計(jì)與運(yùn)用

安科瑞 陳聰

摘要：隨著電動(dòng)汽車(chē)保有量的增長(zhǎng)，停車(chē)場(chǎng)充電設(shè)施建設(shè)需求不斷擴(kuò)大，充電設(shè)施新增需求將對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)造成一定的用電壓力。光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)技術(shù)在停車(chē)場(chǎng)中的運(yùn)用，不僅通過(guò)光伏發(fā)電為充電設(shè)施提供清潔能源，而且通過(guò)儲(chǔ)能設(shè)備平抑光伏發(fā)電與用電負(fù)荷不匹配造成的沖擊，通過(guò)智能管理系統(tǒng)智能分配和調(diào)度能源，至優(yōu)化能源利用效率，提高光儲(chǔ)充一體化停車(chē)場(chǎng)收益，緩解電網(wǎng)壓力，對(duì)能源轉(zhuǎn)型、減少碳排放和可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)積極的影響。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē) 光儲(chǔ)充一體化 停車(chē)場(chǎng) 光伏發(fā)電

0引言

近年來(lái)，我國(guó)城市停車(chē)設(shè)施規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，停車(chē)秩序不斷改善，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展逐步深入，但仍存在供給能力短缺、治理水平不高、市場(chǎng)化進(jìn)程滯后等問(wèn)題[1]。為加快補(bǔ)齊城市停車(chē)供給短板，改善交通環(huán)境，推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展，停車(chē)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還將進(jìn)一步推動(dòng)。電動(dòng)汽車(chē)作為新能源汽車(chē)，具有清潔等特點(diǎn)，具有較大的實(shí)際發(fā)展意義和政策支持。中國(guó)在《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》提出，到2025年，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量占比要在新車(chē)銷(xiāo)售總量中達(dá)到20%[2]。隨著政策的引導(dǎo)、資金的支持和技術(shù)的革新，傳統(tǒng)高耗能、高污染的燃油汽車(chē)正在逐漸被低能耗、*排放的電動(dòng)汽車(chē)所替代[3]，電動(dòng)汽車(chē)保有量將呈指數(shù)式增長(zhǎng)，但電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施的建設(shè)遠(yuǎn)不及電動(dòng)汽車(chē)保有量上漲速度?！渡钲谑行履茉雌?chē)充換電設(shè)施管理辦法（征求意見(jiàn)稿）》擬規(guī)定：各類(lèi)建筑物配建停車(chē)場(chǎng)（庫(kù)）及社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)小汽車(chē)停車(chē)位的充電樁配置比例不應(yīng)低于30%，100%預(yù)留充電樁建設(shè)安裝條件[4]。停車(chē)充電樁將在未來(lái)一段時(shí)間迅速發(fā)展，但龐大的電動(dòng)車(chē)充電需求可能會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)越限，同時(shí)還可能引起系統(tǒng)峰值負(fù)荷超額等問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)輸電和發(fā)電能力造成很大壓力，需要新興的能源供給方式注入，幫助緩解電網(wǎng)壓力，提高停車(chē)場(chǎng)電動(dòng)汽車(chē)充電效率。光伏充電作為綠色能源之一，得到了國(guó)家政策的大力推動(dòng)，在緩解電網(wǎng)壓力上具有較好的發(fā)展前景，但根據(jù)《2022中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)充電行為白*書(shū)》指出，電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)單日充電高峰集中在三個(gè)時(shí)段，分別為：早上5：00-7：00，下午12：00-16：00，夜間23：00-1：00。對(duì)比上年同期，下午時(shí)段充電占比降低，夜間和早上的充電占比提高[5]。電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)具有較明顯的充電行為特征，需要具有儲(chǔ)能功能的新能源供電設(shè)備，傳統(tǒng)的并網(wǎng)光伏發(fā)電與停車(chē)場(chǎng)頂棚結(jié)合的光伏停車(chē)棚并不能很好的解決問(wèn)題，因此，《白*書(shū)》提出建議：充電場(chǎng)站推進(jìn)光儲(chǔ)充一體化，布局虛擬電廠業(yè)務(wù)。鼓勵(lì)充電運(yùn)營(yíng)商、負(fù)荷集成商等各類(lèi)第三方市場(chǎng)主體，通過(guò)商業(yè)模式創(chuàng)新聚合電動(dòng)汽車(chē)參與儲(chǔ)能服務(wù)，并在未來(lái)積極參與電力交易，響應(yīng)電網(wǎng)削峰填谷，充分利用清潔能源，助推能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型[5]?？梢?jiàn)，光儲(chǔ)充一體化在停車(chē)場(chǎng)的應(yīng)用中有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

1光儲(chǔ)充一體化技術(shù)

1.1光儲(chǔ)充一體化技術(shù)概述

光儲(chǔ)充一體化技術(shù)是將光伏發(fā)電、儲(chǔ)能和充電設(shè)施集成在一起，形成一個(gè)整體系統(tǒng)以滿足能源供應(yīng)和能源消費(fèi)的需求。

光伏發(fā)電，依靠“光生伏打效應(yīng)”將光伏板吸收的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，輸出直流電通過(guò)逆變器輸送給電網(wǎng)。光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，具有無(wú)排放、可再生、模塊化布局和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)

儲(chǔ)能技術(shù)是將電能在光伏發(fā)電時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)，以便在需要時(shí)供應(yīng)給充電設(shè)施或其他電力需求。由于電動(dòng)汽車(chē)具有較明顯的充電行為特征，會(huì)導(dǎo)致光伏發(fā)電與用電負(fù)荷不匹配，對(duì)整體微電網(wǎng)造成一定的沖擊。儲(chǔ)能技術(shù)可以平抑光伏發(fā)電與用電負(fù)荷不匹配造成的沖擊，保證智能微網(wǎng)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行[6]，利用太陽(yáng)能，提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)性。充電設(shè)施是將儲(chǔ)存的電能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)車(chē)輛的充電能力。

1.2光儲(chǔ)充一體化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

光儲(chǔ)充一體技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在各個(gè)領(lǐng)域得到了證實(shí)，在停車(chē)場(chǎng)的應(yīng)用中，具有可持續(xù)性、獨(dú)立與可靠性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)。

1）可持續(xù)性。光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)使用光伏發(fā)電，利用太陽(yáng)能作為可再生能源，實(shí)現(xiàn)*排放的電力供應(yīng)。儲(chǔ)能系統(tǒng)將電能儲(chǔ)存起來(lái)供后續(xù)使用，使得系統(tǒng)能夠在無(wú)光照或低光照條件下繼續(xù)供電，提高能源利用效率。通過(guò)推廣光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)的應(yīng)用，可以為改善環(huán)境質(zhì)量、減少碳排放做出積極貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

2）獨(dú)立與可靠性。光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)通過(guò)儲(chǔ)能設(shè)備的引入，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的能源存儲(chǔ)和調(diào)度，解決了太陽(yáng)能發(fā)電的間歇性和不可控性的問(wèn)題。儲(chǔ)能設(shè)備可以在光伏發(fā)電過(guò)剩時(shí)儲(chǔ)存電能，在需求高峰時(shí)釋放電能，實(shí)現(xiàn)能源供需平衡，使得光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)具有獨(dú)立性。因其具有獨(dú)立性的特點(diǎn)，降低了對(duì)傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)的依賴(lài)，減輕電網(wǎng)負(fù)荷壓力和線路損耗，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。另外，在災(zāi)害或緊急情況下，系統(tǒng)可以提供可靠的電力供應(yīng)，解決臨時(shí)緊急照明和通信等基本需求。

3）經(jīng)濟(jì)性。光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)通過(guò)光伏發(fā)電與能源儲(chǔ)存調(diào)度，減少傳統(tǒng)電力供應(yīng)的需求，降低能源采購(gòu)成本和電費(fèi)支出，為停車(chē)場(chǎng)提供經(jīng)濟(jì)效益。甚至在光伏發(fā)電充足的情況下，可以將多余電量并入電網(wǎng)，獲得一定收益。

光儲(chǔ)充一體化技術(shù)的發(fā)展前景廣闊，該項(xiàng)技術(shù)的推廣和發(fā)展將對(duì)能源轉(zhuǎn)型、碳排放減少和可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生積極影響。

2停車(chē)場(chǎng)光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

停車(chē)場(chǎng)光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)包含光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電系統(tǒng)與智能管理系統(tǒng)，且并入大電網(wǎng)中。在系統(tǒng)微電網(wǎng)中，包含直流母線與交流母線，通過(guò)DC/AC逆變器相聯(lián)通。

圖1停車(chē)場(chǎng)光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)示意圖

2.1光伏系統(tǒng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)分為集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)與分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，在停車(chē)場(chǎng)中，應(yīng)運(yùn)用倡導(dǎo)就近發(fā)電，就近并網(wǎng)，就近轉(zhuǎn)換，就近使用的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”的方式將光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電量?jī)?yōu)先進(jìn)行就地消納，剩余電量進(jìn)行上網(wǎng)消納。

2.1.1光伏系統(tǒng)組成

光伏發(fā)電系統(tǒng)主要有光伏陣列與MPPT兩個(gè)部分構(gòu)成。

1)光伏陣列

光伏陣列由光伏組件串并聯(lián)組成，光伏組件有單晶硅、多晶硅、碲化鎘、銅銦鎵硒等類(lèi)型，其中單晶硅組件因技術(shù)成熟、效率高、使用壽命長(zhǎng)而被廣泛應(yīng)用于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏組件運(yùn)用半導(dǎo)體的“光生伏特”效應(yīng)，當(dāng)光伏組件受到光照，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流，輸出直流電，作為光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)的能源供給部分。

2)MPPT

MPPT控制器的全稱(chēng)“至大功率點(diǎn)跟蹤”（MaximumPowerPointTracking）太陽(yáng)能控制器，是傳統(tǒng)太陽(yáng)能充放電控制器的升級(jí)換代產(chǎn)品。MPPT控制器能夠?qū)崟r(shí)偵測(cè)太陽(yáng)能板的發(fā)電電壓，并追蹤高電壓電流值，使系統(tǒng)以至大功率輸出對(duì)蓄電池充電。應(yīng)用于太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)太陽(yáng)能電池板、蓄電池、負(fù)載的工作，是光伏系統(tǒng)的大腦。

圖2光伏系統(tǒng)示意圖

2.1.2光伏系統(tǒng)與停車(chē)場(chǎng)的結(jié)合

停車(chē)場(chǎng)與光伏系統(tǒng)具有較好的相容性，特別在停車(chē)樓屋頂與露天停車(chē)場(chǎng)，可以較好的運(yùn)用。停車(chē)樓屋頂與普通屋頂一樣，擁有較大面積共光伏設(shè)備的建設(shè)。露天停車(chē)場(chǎng)由于受到陽(yáng)光直曬，雨雪天氣等自然因素影響，安全性不如其他停車(chē)場(chǎng)。光伏系統(tǒng)可以和停車(chē)棚相結(jié)合，為露天停車(chē)場(chǎng)建造光伏車(chē)棚，有雙車(chē)位車(chē)棚與多車(chē)位車(chē)棚兩種類(lèi)型，具有較強(qiáng)的靈活性，為停車(chē)場(chǎng)提供更好地安全性。

光伏功率主要由光伏板表面溫度、光照強(qiáng)度以及光伏板面積所影響，因此，在光伏設(shè)備的建設(shè)中，應(yīng)充分考慮傾角與方位角，光伏組件傾角和朝向?qū)ο到y(tǒng)發(fā)電量影響頗大。通常情況下，排除氣候條件，朝向正南方向、與地平表面形成傾角的平面與當(dāng)?shù)氐木暥戎迪嗤?，年平均接收到的太?yáng)輻射能至多。

2.2儲(chǔ)能系統(tǒng)

儲(chǔ)能系統(tǒng)作為微電網(wǎng)中必不能少的一部分，具有提高可再生能源利用率、緩解可再生能源出力波動(dòng)、降低對(duì)微電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的沖擊和對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷“削峰填谷”的作用。儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由儲(chǔ)能變流器與儲(chǔ)能電池構(gòu)成。

儲(chǔ)能變流器（PCS）是儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)連接的功率接口設(shè)備，承擔(dān)控制電網(wǎng)與儲(chǔ)能單元間能量雙向流動(dòng)的功能。

儲(chǔ)能電池作為存儲(chǔ)電能的單元，是儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要構(gòu)成。充電狀態(tài)下，蓄電池可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)在電池中，放電狀態(tài)下又可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能釋放出。在光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)中，儲(chǔ)能電池可選用磷酸鐵鋰電池，該電池循環(huán)壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性和耐久性?xún)?yōu)良、能量密度高、安全性更高、更耐高溫，在對(duì)電池安全可靠性要求較高的電力行業(yè)有著不可替代的優(yōu)勢(shì)。

2.3充電系統(tǒng)

充電系統(tǒng)是光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)中的輸出部分。電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)根據(jù)其需求，對(duì)充電設(shè)備有快充與慢充兩種需求，因此充電設(shè)備也應(yīng)根據(jù)其需求分為直流充電樁與交流充電樁。

直流充電樁運(yùn)用光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電，直接作為充電樁電源，為電動(dòng)汽車(chē)充電，可快速完成充電，滿足電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)快充需求。交流充電樁運(yùn)用電網(wǎng)或逆變器產(chǎn)生的交流電為電動(dòng)汽車(chē)充電，低功率的交流電充電對(duì)電網(wǎng)沖擊較小，但充電時(shí)間較長(zhǎng)，可滿足電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)慢充需要。

2.4智能管理系統(tǒng)

智能管理系統(tǒng)是光儲(chǔ)充一體化停車(chē)場(chǎng)的調(diào)度與數(shù)據(jù)中心，是整個(gè)一體化系統(tǒng)的大腦。智能管理系統(tǒng)主要有充電控制功能，能源調(diào)度功能，數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能。

充電控制功能由智能管理系統(tǒng)接受到用戶(hù)充電需求申請(qǐng)，根據(jù)其快充慢充需求，調(diào)動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)提供直流電滿足快充需求，使用DC/AC逆變器將儲(chǔ)能系統(tǒng)放出電流轉(zhuǎn)換為交流電或采用大電網(wǎng)供電滿足慢充需求。

能源調(diào)度功能由智能管理系統(tǒng)根據(jù)合適的調(diào)度策略，進(jìn)行能源的調(diào)度，達(dá)到效益的優(yōu)化。在光伏發(fā)電量充足，充電需求不高時(shí)，將部分電能儲(chǔ)存到儲(chǔ)能系統(tǒng)，部分并入大電網(wǎng)獲得一定收益。在光伏發(fā)電量不足，充電需求較高時(shí)，采購(gòu)大電網(wǎng)供電，對(duì)充電系統(tǒng)進(jìn)行支持。另外，智能管理系統(tǒng)可根據(jù)當(dāng)?shù)胤謺r(shí)電價(jià)，在電價(jià)高峰期放電，在電價(jià)低谷期充電，獲得受益，實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)充一體化停車(chē)場(chǎng)受益至大化。

數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、微電網(wǎng)狀態(tài)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)回輸至智能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控與共享，保證各系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。另外，系統(tǒng)將收集大量充電行為與系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，可為調(diào)度策略深入研究提供數(shù)據(jù)支撐。

圖3智能管理系統(tǒng)示意圖

3發(fā)展與挑戰(zhàn)

3.1挑戰(zhàn)

光儲(chǔ)充一體化停車(chē)場(chǎng)仍然處于發(fā)展階段，需要進(jìn)一步完善和發(fā)展，在未來(lái)還將面臨不少挑戰(zhàn)。

首先，停車(chē)場(chǎng)可用空間通常有限，如何合理利用有限的空間，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電設(shè)施、儲(chǔ)能設(shè)施、充電設(shè)施的集成布置，是一個(gè)挑戰(zhàn)。不同時(shí)間、不同天氣、不同季節(jié)對(duì)光伏發(fā)電的功率輸出有較大影響，如何根據(jù)光照條件的變化，以及分時(shí)電價(jià)政策，以至大經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，通過(guò)智能管理系統(tǒng)和算法實(shí)時(shí)調(diào)整能量流分配與儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略，是一個(gè)挑戰(zhàn)。隨著電動(dòng)汽車(chē)的增加，停車(chē)場(chǎng)的充電需求也會(huì)相應(yīng)增加，如何較為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)充電需求，合理合理規(guī)劃充電設(shè)施的布置和功率規(guī)模是一個(gè)挑戰(zhàn)。另外，光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本是一個(gè)考慮因素，如何綜合考慮系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)維和能源成本，實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)在停車(chē)場(chǎng)的運(yùn)用成本至低化，是一個(gè)挑戰(zhàn)。

3.2發(fā)展方向

未來(lái)，要持續(xù)推進(jìn)光伏發(fā)電、儲(chǔ)能和充電設(shè)施技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新，提高系統(tǒng)效率、可靠性和智能化水平。通過(guò)技術(shù)進(jìn)步，形成光儲(chǔ)充一體化停車(chē)場(chǎng)體系，優(yōu)化運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理制度，提出更經(jīng)濟(jì)性的能源調(diào)度策略，降低光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)成本，提高經(jīng)濟(jì)可行性。另外，要加強(qiáng)光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)與電力市場(chǎng)的互動(dòng)，探索參與電力市場(chǎng)交易和能源管理的機(jī)制，推動(dòng)建立支持政策和市場(chǎng)機(jī)制，促進(jìn)光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)的發(fā)展與推廣。

隨著技術(shù)進(jìn)步，成本降低和政策支持的推動(dòng)，光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)在停車(chē)場(chǎng)應(yīng)用中將迎來(lái)更廣闊的發(fā)展前景。

4安科瑞微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)概述

4.1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，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，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)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(hù)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)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。

4.2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。

4.3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3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)主要功能

5.1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)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)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(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：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無(wú)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(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(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。

圖4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5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。

5.1.2儲(chǔ)能界面

圖6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7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8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10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9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11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12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14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13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)前電芯的電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。

5.1.3風(fēng)電界面

圖15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。

5.1.4充電站界面

圖16充電站界面

本界面用來(lái)展示對(duì)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(hù)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(hù)隨意修改。

5.2典型硬件及其配套產(chǎn)品

6總結(jié)

光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)具有可持續(xù)性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)，可以為改善環(huán)境質(zhì)量、減少碳排放做出積極貢獻(xiàn)。通過(guò)智能化能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效益至優(yōu)化，在政策推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)迅猛發(fā)展的現(xiàn)狀下，為充電需求市場(chǎng)注入新的能源供給，緩解電網(wǎng)壓力，為停車(chē)場(chǎng)提供更高的受益。光儲(chǔ)充一體化停車(chē)場(chǎng)具有廣闊的發(fā)展前景，光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)技術(shù)在停車(chē)場(chǎng)中的運(yùn)用將成為今后一個(gè)重要的研究方向。

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