摘要：在“雙碳”目標(biāo)及電動(dòng)車迅猛發(fā)展的背景下，為解決電動(dòng)車充電問(wèn)題，同時(shí)進(jìn)行能源優(yōu)化，以太陽(yáng)能作為基礎(chǔ)能源，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新興技術(shù)，構(gòu)建分布式智慧光伏充電站。基于安科瑞公司分布式智慧光伏充電站物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，結(jié)合云服務(wù)和人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布式集成管理，平臺(tái)可實(shí)時(shí)采集各種數(shù)據(jù)，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)堯光伏發(fā)電預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)及用戶用電預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)層面的優(yōu)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)蓄電池的充放電智能動(dòng)態(tài)管理。分布式智慧光伏充電站可顯著提高系統(tǒng)的管理水平，充分利用光伏發(fā)電，降低運(yùn)行費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體節(jié)能降耗。

關(guān)鍵詞：新能源；光儲(chǔ)一體化充電站；雙碳；分布式光伏

1光儲(chǔ)一體化充電站發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

自2020年9月中國(guó)提出實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰堯碳中和的宏偉目標(biāo)以來(lái)，我國(guó)的能源發(fā)展重心已明確轉(zhuǎn)向構(gòu)建清潔低碳能源體系。與此同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供了強(qiáng)有力的支持。電動(dòng)車作為清潔能源交通的未來(lái)方向，其發(fā)展受到了廣泛的關(guān)注。然而，電動(dòng)車充電基礎(chǔ)設(shè)施的不足和充電基礎(chǔ)設(shè)施與新能源及物聯(lián)網(wǎng)等的融合不足，成為當(dāng)前電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)。

國(guó)內(nèi)研究已明確指出，電動(dòng)車充電基礎(chǔ)設(shè)施的不足已成為制約電動(dòng)車發(fā)展的一個(gè)重要因素。近年來(lái)，中國(guó)在光伏技術(shù)領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)步，已經(jīng)展開了光伏系統(tǒng)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用研究，但充電站的整合仍需進(jìn)一步探索。同時(shí)，國(guó)內(nèi)學(xué)者也開始研究如何將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于能源管理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)能源系統(tǒng)的智能監(jiān)測(cè)和控制。

1.2國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

在國(guó)際領(lǐng)域，一些光伏電動(dòng)車充電站項(xiàng)目已經(jīng)涌現(xiàn)。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用已取得了顯著成果，例如實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能源系統(tǒng)并進(jìn)行管理以提高效率堯增強(qiáng)安全性。

2系統(tǒng)框架

分布式智慧光伏充電站位于山東建筑大學(xué)校內(nèi)，包括分布式光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)和充電樁智能控制系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1分布式光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)

分布式光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)采用了36塊峰值輸出功率為430W的單晶硅PV光伏板堯3臺(tái)功率為4KW的儲(chǔ)能逆變器堯3塊48V100AH的磷酸鐵鋰蓄電池以及其它配件設(shè)備組成。在整個(gè)系統(tǒng)中，PV光伏板以兩兩串聯(lián)的方式，形成了18個(gè)并聯(lián)的PV光伏板單元，每6個(gè)單元淵12塊PV光伏板冤與一個(gè)儲(chǔ)能逆變器連接形成一個(gè)光伏板組，以分布式方式進(jìn)行布置。此外，系統(tǒng)中的蓄電池作為儲(chǔ)能單元被并聯(lián)到各儲(chǔ)能逆變器的后端。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)裝置選用的HFP48儲(chǔ)能逆變器的太陽(yáng)能光伏發(fā)電模塊，使用了新優(yōu)化的MPPT追蹤技術(shù)，能快速定位到光伏陣的大功率點(diǎn)，實(shí)時(shí)獲取PV光伏板的大能。

2.2充電樁智能控制系統(tǒng)

在分布式智慧光伏充電站的架構(gòu)中，充電樁智能控制系統(tǒng)扮演了一個(gè)不可或缺的角色，其主要職責(zé)包括整合堯管理及指導(dǎo)充電系統(tǒng)的運(yùn)作。旨在確保系統(tǒng)能夠適應(yīng)多變的環(huán)境條件與不同的用戶需求。結(jié)合系統(tǒng)設(shè)定，每組儲(chǔ)能逆變器淵容量為4KW冤連接12塊峰值輸出功率為430W的單晶硅PV光伏板。鑒于電動(dòng)自行車充電器的功率大致在300W左右，每組儲(chǔ)能逆變器配備7個(gè)充電終端節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置2個(gè)充電插頭，以確保充足的充電能力。采納將7個(gè)充電終端設(shè)備分為一組的策略，不僅增強(qiáng)了系統(tǒng)的模塊化和靈活性，同時(shí)也為系統(tǒng)未來(lái)的擴(kuò)展或維護(hù)提供了便利。這些充電終端通過(guò)RS484接口相互連接，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚倥c穩(wěn)定。同時(shí)，每個(gè)充電終端都裝備了高精度的傳感器，它們可以對(duì)充電過(guò)程中的各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如充電樁的溫度堯電壓堯電流以及充電狀態(tài)等。這些關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)不僅對(duì)于確保充電效率至關(guān)重要，還有助于預(yù)防和及時(shí)處理可能出現(xiàn)的異常情況。

3物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)作為一種物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)形式，擁有全面感知堯可靠傳遞和智能處理等顯著特征，能夠?qū)?a target="_blank">傳感技術(shù)與智能技術(shù)相互融合，同時(shí)充分利用云計(jì)算堯數(shù)據(jù)挖掘堯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能技術(shù)，滿足多樣化的用戶需求。本文研究搭建的分布式智慧光伏充電站系統(tǒng)，是一個(gè)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的3層結(jié)構(gòu)智能網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2

在該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，主要用到Modbus有線通信技術(shù),MQTT云通信技術(shù)和數(shù)據(jù)透?jìng)骷夹g(shù)。

3.1Modbus有線通信

在感知層的構(gòu)建中，系統(tǒng)采用了Modbus協(xié)議配合RS484接口來(lái)實(shí)現(xiàn)各傳感器和設(shè)備間的有線通信。Modbus協(xié)議因其穩(wěn)定性和高度的兼容性，在工業(yè)通訊領(lǐng)域被廣泛認(rèn)可。通過(guò)這種方式,確保了包括儲(chǔ)能逆變器、蓄電池組、火災(zāi)報(bào)警器、智能充電樁等在內(nèi)的多種設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)安全、準(zhǔn)確的信息交換。

3.2MQTT云通信及數(shù)據(jù)透?jìng)?/p>

由于管理平臺(tái)距離充電樁較遠(yuǎn)，因此系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層采用了MQTT協(xié)議以及4G數(shù)據(jù)幀透?jìng)鳌QTT是一種輕量級(jí)的消息傳輸協(xié)議，適用于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中帶寬有限的設(shè)備。在本系統(tǒng)中，MQTT用于將儲(chǔ)能逆變器和小型氣象站收集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)終端上傳至平臺(tái)，這些數(shù)據(jù)包括光伏發(fā)電量、能源存儲(chǔ)水平、溫度等。此外，智能充電樁的數(shù)據(jù)使用RS484總線進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，終通過(guò)遠(yuǎn)程終端單元進(jìn)行數(shù)據(jù)幀透?jìng)髦疗脚_(tái)，以支持實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。

4 Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

4.1平臺(tái)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(chǔ)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(chǔ)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、IEC60870-4-101、IEC60870-4-103、IEC60870-4-104、MQTT等通信規(guī)約。

4.2平臺(tái)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(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(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。

5.1.2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)前電芯的電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。

5.1.3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。

5.1.4充電站界面

圖14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。

5.1.6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

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(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、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(chǔ)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17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(wú)功功率、正向有功電能、尖峰平谷時(shí)段電量等。

圖18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。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)ΑＰ抛兾唬Ｗo(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19歷史事件查詢

5.1.11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、0.4～63.4次間諧波電壓含有率、0.4～63.4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）；

4）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、*值、*值、94%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(hào)、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

5.1.12監(jiān)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。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。控操作，并遵循。控預(yù)置、。控返校、。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監(jiān)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(wú)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(lái)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(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?/p>

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。

5.1.16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、IEC60870-4-101、IEC60870-4-103、IEC60870-4-104、MQTT等通信規(guī)約。

圖24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(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如。控操作，運(yùn)行參數(shù)修改等）。可以定義不同級(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(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)、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)事故前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。

6硬件及其配套產(chǎn)品

序號(hào)	設(shè)備	型號(hào)	圖片	說(shuō)明
1	能量管理系統(tǒng)	Acrel-2000MG		內(nèi)部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，由通信管理機(jī)、工業(yè)平板電腦、串口服務(wù)器、遙信模塊及相關(guān)通信輔件組成。 數(shù)據(jù)采集、上傳及轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器及協(xié)同控制裝置 策略控制:計(jì)劃曲線、需量控制、削峰填谷、備用電源等
2	顯示器	25.1英寸液晶顯示器		系統(tǒng)軟件顯示載體
3	UPS電源	UPS2000-A-2-KTTS		為監(jiān)控主機(jī)提供后備電源
4	打印機(jī)	HP108AA4		用以打印操作記錄，參數(shù)修改記錄、參數(shù)越限、復(fù)限，系統(tǒng)事故，設(shè)備故障，保護(hù)運(yùn)行等記錄，以召喚打印為主要方式
5	音箱	R19U		播放報(bào)警事件信息
6	工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)	D-LINKDES-1016A16		提供 16 口百兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)解決了通信實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)安全性、本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù)等技術(shù)問(wèn)題
7	GPS時(shí)鐘	ATS1200GB		利用 gps 同步衛(wèi)星信號(hào)，接收 1pps 和串口時(shí)間信息，將本地的時(shí)鐘和 gps 衛(wèi)星上面的時(shí)間進(jìn)行同步
8	交流計(jì)量電表	AMC96L-E4/KC		電力參數(shù)測(cè)量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、視在功率,頻率、功率因數(shù)等)、復(fù)費(fèi)率電能計(jì)量、 四象限電能計(jì)量、諧波分析以及電能監(jiān)測(cè)和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU 協(xié)議:帶開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現(xiàn)斷路器開關(guān)的"遜信“和“遙控”的功能
9	直流計(jì)量電表	PZ96L-DE		可測(cè)量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能。可帶 RS485 通訊接口、模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、開關(guān)量輸入/輸出等功能
10	電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)	APView500		實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)和閃變、諾波等電能質(zhì)量，記錄各類電能質(zhì)量事件,定位擾動(dòng)源。
11	防孤島裝置	AM5SE-IS		防孤島保護(hù)裝置，當(dāng)外部電網(wǎng)停電后斷開和電網(wǎng)連接
12	箱變測(cè)控裝置	AM6-PWC		置針對(duì)光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能升壓變不同要求研發(fā)的集保護(hù)，測(cè)控，通訊一體化裝置，具備保護(hù)、通信管理機(jī)功能、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)功能的測(cè)控裝置
13	通信管理機(jī)	ANet-2E851		能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)果集匯總: 提供規(guī)約轉(zhuǎn)換、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣計(jì)算等多項(xiàng)功能:實(shí)時(shí)多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可多鏈路上送平臺(tái)據(jù):
14	串口服務(wù)器	Aport		功能:轉(zhuǎn)換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù)，反饋到能量管理系統(tǒng)中。 1)空調(diào)的開關(guān)，調(diào)溫，及完全斷電(二次開關(guān)實(shí)現(xiàn)) 2)上傳配電柜各個(gè)空開信號(hào) 3)上傳 UPS 內(nèi)部電量信息等 4)接入電表、BSMU 等設(shè)備
15	遙信模塊	ARTU-K16		1)反饋各個(gè)設(shè)備狀態(tài)，將相關(guān)數(shù)據(jù)到串口服務(wù)器: 讀消防 VO信號(hào)，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機(jī)、事件上報(bào)等) 2)采集水浸傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā)3)給到上層(水浸信號(hào)事件上報(bào)) 4)讀取門禁程傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā)

7結(jié)束語(yǔ)

本研究構(gòu)建了一個(gè)分布式智慧光伏充電站，括分布式光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)和充電樁智能控制

系統(tǒng)，以太陽(yáng)能作為基礎(chǔ)能源，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新興技術(shù)，構(gòu)建分布式智慧光伏充電站。

【參考文獻(xiàn)】

【1】趙世佳，趙福全，郝瀚，等.中國(guó)新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)對(duì)策略[J].

【2】朱偉鋼，林燕梅，周蕾.太陽(yáng)能光伏發(fā)電在中國(guó)的應(yīng)用[J].

【3】高祥宇,李慧,孫銀兵.基于Niagara的分布式智慧光伏充電站

【4】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.4版.

【5】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.04版.

作者簡(jiǎn)介：聞什益 手機(jī)：18702111878（同微信號(hào)）

審核編輯 黃宇