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淺談基于模型預測的微電網(wǎng)混合儲能能量管理系統(tǒng)

更新時間:2024-10-29點擊次數(shù):387次
淺談基于模型預測的微電網(wǎng)混合儲能能量管理系統(tǒng)

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘 要:針對由蓄電池和氫儲能裝置的混合儲能系統(tǒng),提出一種基于模型預測-動態(tài)規(guī)劃的混合儲能系統(tǒng)能量管理策略,協(xié)調(diào)能源并網(wǎng)對電網(wǎng)造成的沖擊、降低系統(tǒng)能量損耗和儲能運行成本建立混合儲能系統(tǒng)功率預測模型。構建懲罰函數(shù)將三個評價目標轉(zhuǎn)化為單一目標求解,約束儲能系統(tǒng)的容量、功率等指標,并采用動態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化蓄電池充、放電控制,算例結(jié)果表明,該控制策略協(xié)調(diào)了混合儲能的功率分配,具有更好的并網(wǎng)平波抵制效果,降低能耗效果,使微網(wǎng)運行具有良好的經(jīng)濟性。

關鍵詞:混合儲能、模型預測、動態(tài)規(guī)劃

0 引言

集成光伏發(fā)電、風力發(fā)電、蓄電池-氫儲能混合儲能系統(tǒng)的交流微網(wǎng)既可以平抑新能源輸出的功率波動,削減并網(wǎng)時對電網(wǎng)的沖擊影響。還可以克服單一蓄電池儲能功率受限的問題,提高能源利用率。并網(wǎng)系統(tǒng)要求微網(wǎng)具有不間斷運行的能力,如何平滑微網(wǎng)內(nèi)各儲能裝置的出力,使得能量輸出滿足并網(wǎng)標準,同時降低系統(tǒng)能量損耗是混合儲能系統(tǒng)的重要研究內(nèi)容。

本文以光/風/蓄電池-氫儲能構成的交流微網(wǎng)為對象,提出一種基于模型預測-動態(tài)規(guī)劃的能量調(diào)度策略,實現(xiàn)面向混合儲能出力的有xian時域優(yōu)化控制。充分結(jié)合蓄電池和氫燃料電池的儲能特性,設計滿足并網(wǎng)標準、降低儲能充放電成本和降低系統(tǒng)能量損失的三個目標函數(shù),結(jié)合約束條件,采用動態(tài)規(guī)劃算法構建控制方程得到混合儲能系統(tǒng)能量調(diào)度方案,實現(xiàn)微網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

1 交流微網(wǎng)混合儲能模型

交流微網(wǎng)混合儲能系統(tǒng)包含光伏發(fā)電、風力發(fā)電以及蓄電池-氫混合儲能系統(tǒng),微網(wǎng)通過交流母線與大電網(wǎng)連接,氫儲能裝置由電解水、燃料電池、儲氫裝置三個部分組成。電解水裝置消納光伏和風電制氫,產(chǎn)生的氫氣存儲在儲氫裝置中作為燃料電池的反應物,蓄電池-氫儲能混合儲能系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)速度快、穩(wěn)定性好等優(yōu)點,交流微網(wǎng)結(jié)構如圖1所示。

圖 1 交流微網(wǎng)結(jié)構

圖中PPV為光伏出力,單位為KWH。PW為風電出力,單位為KW。PB為蓄電池功率,單位為KW。充電時,PB<0,放電時PB>0,PH為氫儲能裝置的充放電功率,單位為KW。燃料電池發(fā)出功率時,PH>0電解槽吸收功率時,PH<0,PL為負載消耗功率,單位為KW。

  1. 蓄電池模型

式中:EB(t)為蓄電池剩余電量,EBmax為蓄電池額定容量,ηB為光伏/ 風電能量經(jīng)蓄電池存儲及放電并網(wǎng)過程中的轉(zhuǎn)換效率,ηBC為蓄電池充電效率,ηBD為蓄電池放電效率,SOC(State Of Charge)為蓄電池荷電狀態(tài),Δt為采樣時間。

  1. 氫儲能模型

式中:ηH 為氫儲能系統(tǒng)的充放電效率,ηHC為電解槽的電-氫轉(zhuǎn)換效率,ηHD為燃料電池放電效率。

2 混合儲能預測模型

模型預測是結(jié)合采樣時刻測量值和前瞻預測值,將模型輸出反饋作用于被控對象,對目標函數(shù)滾動優(yōu)化,修正預測模型,預測模型輸出控制量施加于混合儲能系統(tǒng),根據(jù)混合儲能系統(tǒng)中蓄電池和氫儲能裝置的剩余能量決定儲能裝置的出力,執(zhí)一個步長后,更新狀態(tài)變量值和光伏/風電功率預行測值,滾動優(yōu)化直至調(diào)度周期結(jié)束。

2.1 預測模型

采用灰色模型GM(1.N)與BP 神經(jīng)網(wǎng)絡組合預測方法,得到前瞻預測周期內(nèi)光伏和風電功率預測值。預測周期 Ts內(nèi),預測模型接收光伏、風電功率預測值,預測周期內(nèi)有N次滾動優(yōu)化,t+ kΔt對應k個采樣點。

通過對混合儲能出力控制,實現(xiàn)儲能設備在良好狀態(tài)下運行。在采樣時刻k,取控制變量為:

2.2 目標函數(shù)

對于混合儲能的交流微網(wǎng),既要考慮輸出電能符合并網(wǎng)標準,還要考慮系統(tǒng)運行經(jīng)濟性成本,同時保障系統(tǒng)能量效率,減少損失。

(1)并網(wǎng)功率波動: 為體現(xiàn)儲能系統(tǒng)平抑波動的能力,以微網(wǎng)中光伏和風電的并網(wǎng)功率波動小為控制目標,并網(wǎng)波動越限幅值ΔPG、越限shi間占比 ΔPT 表示為:

式中:PPVmax、PWmax分別為光伏發(fā)電和風力發(fā)電的日前預測值,Det為大電網(wǎng)允許功率波動下限。

(2)儲能充放電成本, 為合理利用儲能系統(tǒng),提高經(jīng)濟性,儲能充放電成本小為目標。燃料電池充放電成本很低,忽略不計,因此只計及蓄電池充放電成本。

式中:γB 為蓄電池充放電成本系數(shù),PBC、PBD分別為充放電功率。

(3)系統(tǒng)能量損耗,微網(wǎng)系統(tǒng)能量損耗包括受并網(wǎng)功率影響導致的能量損失、蓄電池-氫混合儲能系統(tǒng)在能量轉(zhuǎn)換損耗,微網(wǎng)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換損耗為:

式中:ΔEPW(t)為并網(wǎng)能量損耗,ΔEB(t)為蓄電池能量轉(zhuǎn)換損耗,ΔEH(t)為氫儲能系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換損耗。

(4)懲罰函數(shù)

利用懲罰函數(shù)對以上三個評價目標轉(zhuǎn)化為單一目標求解,在保證儲能運行成本小、降低系統(tǒng)能量損耗前提下,將并網(wǎng)功率波動約束在一定范圍內(nèi)。提高并網(wǎng)穩(wěn)定性,構建懲罰函數(shù)如下:

3動態(tài)規(guī)劃能量管理策略

對于多階段函數(shù)控制模型,采用動態(tài)規(guī)劃算法將預測模型中多時間階段多目標求解轉(zhuǎn)化為多個單一時間階段求解,實現(xiàn)不同時間段混合儲能功率分配優(yōu)化控制。

與蓄電池相比,氫-電轉(zhuǎn)換效率相對較低,氫儲能僅作為儲能的輔助手段,動態(tài)規(guī)劃時不考慮氫儲能變化。為保證蓄電池平緩出力,將不同階段儲能能量管理優(yōu)化問題看作蓄電池SOC的變化過程,采用動態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化多時間段蓄電池充放電過程的步驟:

步驟1 設定狀態(tài)變量

以儲能裝置當前荷電狀態(tài)S0為初始規(guī)劃狀態(tài),相鄰采樣時刻間荷電狀態(tài)值為 ΔS

步驟2 列些k時刻的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程

式中:l為 k-1 時刻的狀態(tài)值。

狀態(tài)轉(zhuǎn)移中需滿足功率約束和混合儲能的容量約束,每個采樣周期獲得目標函數(shù)小的控制變量,繼續(xù)下一次滾動優(yōu)化,直至k=Ts時結(jié)束。

4安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)解決方案

4.1概述

安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲能監(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲能系統(tǒng)設備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細信息,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)計報表等功能。在應用上支持能量調(diào)度,具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對電池組性能進行實時監(jiān)測及歷史數(shù)據(jù)分析、根據(jù)分析結(jié)果采用智能化的分配策略對電池組進行充放電控制,優(yōu)化了電池性能,提高電池壽命。系統(tǒng)支持Windows操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫采用SQLServer。本系統(tǒng)既可以用于儲能一體柜,也可以用于儲能集裝箱,是專門用于儲能設備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺。

4.2適用場合

4.2.1系統(tǒng)可應用于城市、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、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

4.2.2工商業(yè)儲能四大應用場景

1)工廠與商場:工廠與商場用電習慣明顯,安裝儲能以進行削峰填谷、需量管理,能夠降低用電成本,并充當后備電源應急;

2)光儲充電站:光伏自發(fā)自用、供給電動車充電站能源,儲能平抑大功率充電站對于電網(wǎng)的沖擊;

3)微電網(wǎng):微電網(wǎng)具備可并網(wǎng)或離網(wǎng)運行的靈活性,以工業(yè)園區(qū)微網(wǎng)、海島微網(wǎng)、偏遠地區(qū)微網(wǎng)為主,儲能起到平衡發(fā)電供應與用電負荷的作用;

4)新型應用場景:工商業(yè)儲能探索融合發(fā)展新場景,已出現(xiàn)在5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應用場景。

4.3系統(tǒng)結(jié)構

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1實時監(jiān)測

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好,應能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài),實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。其中,各子系統(tǒng)回路電參量主要有:三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、頻率和正向有功電能累計值;狀態(tài)參數(shù)主要有:開關狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理,使管理人員實時掌握發(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(tǒng)應可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理,能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警,并支持定期的電池維護。

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(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)信息進行顯示。

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圖2系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。

光伏界面

圖3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)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

儲能界面

圖4儲能系統(tǒng)界面

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

圖5儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進行設置,包括開關機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

圖6儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設置界面

本界面用來展示對BMS的參數(shù)進行設置,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(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8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。同時針對交流側(cè)的異常信息進行告警。

圖9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。同時針對直流側(cè)的異常信息進行告警。

圖10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(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等,同時展示當前儲能電池的SOC信息。

圖12儲能電池簇運行數(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,并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應的位置。

風電界面

圖13風電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對風電系統(tǒng)信息,主要包括逆變控制一體機直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、風速/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來展示對充電樁系統(tǒng)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、各個充電樁的運行數(shù)據(jù)等。

視頻監(jiān)控界面

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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,且通過不同的配置,實現(xiàn)預覽、回放、管理與控制等。

4.4.2 發(fā)電預測

系統(tǒng)應可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預測數(shù)據(jù),對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預測,并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預測可進行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃,便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖16光伏預測界面

4.4.3策略配置

系統(tǒng)應可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息,進行系統(tǒng)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、動態(tài)擴容等。

基礎參數(shù)計劃曲線-一充一放

圖17策略配置界面

4.4.4運行報表

應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設備規(guī)定時間的運行參數(shù),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(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。

圖18運行報表

4.4.5 實時報警

應具有實時報警功能,系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關閉等遙信變位,及設備內(nèi)部的保護動作或事故跳閘時應能發(fā)出告警,應能實時顯示告警事件或跳閘事件,包括保護事件名稱、保護動作時刻;并應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關人員。

圖19實時告警

4.4.6歷史事件查詢

應能夠?qū)b信變位,保護動作、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、風速、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。

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圖20歷史事件查詢

4.4.7電能質(zhì)量監(jiān)測

應可以對整個微電網(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)進行持續(xù)監(jiān)測,使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況,以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。

1)在供電系統(tǒng)主界面上應能實時顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點的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(tǒng)應能實時顯示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)電壓波動與閃變:系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相電壓波動值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長閃變值;應能提供A/B/C三相電壓波動曲線、短閃變曲線和長閃變曲線;應能顯示電壓偏差與頻率偏差;

4)功率與電能計量:系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率;應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;應能提供有功負荷曲線,包括日有功負荷曲線(折線型)和年有功負荷曲線(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、短時中斷發(fā)生時,系統(tǒng)應能產(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人員;系統(tǒng)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(shù)據(jù)統(tǒng)計:系統(tǒng)應能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù),包括均值、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、狀態(tài)(動作或返回)、波形號、越限值、故障持續(xù)時間、事件發(fā)生的時間。

圖21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

4.4.8遙控功能

應可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備進行遠程遙控操作。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作,并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序,可以及時執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應的操作命令。

圖22遙控功能

4.4.9曲線查詢

應可在曲線查詢界面,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23曲線查詢

4.4.10統(tǒng)計報表

具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況,即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進行統(tǒng)計分析;對系統(tǒng)運行的節(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)點進行電能質(zhì)量分析。

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圖24統(tǒng)計報表

4.4.11網(wǎng)絡拓撲圖

系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構;可在線診斷設備通信狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動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(tǒng)拓撲界面

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

4.4.12通信管理

可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護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所有端口或某個端口,快速查看某設備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

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圖26通信管理

4.4.13用戶權限管理

應具備設置用戶權限管理功能。通過用戶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(shù)修改等)。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限,為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

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圖27用戶權限

4.4.14故障錄波

應可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時,自動準確地記錄故障前、后過程的各相關電氣量的變化情況,通過對這些電氣量的分析、比較,對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運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個周波、故障后4個周波波形,總錄波時間共計46s。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關量波形。

圖28故障錄波

4.4.15事故追憶

可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據(jù),包括開關位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等,形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎。

用戶可自定義事故追憶的啟動事件,當每個事件發(fā)生時,存儲事故qian10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶規(guī)定和隨意修改。

圖29事故追憶

4.5系統(tǒng)硬件配置清單

序號

設備

型號

圖片

說明

1

能量管理系統(tǒng)

Acre1-2000ES

內(nèi)部設備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控,由通信管理機、工業(yè)平板電腦、串口服務器、遙信模塊及相關通信輔件組成。

數(shù)據(jù)采集、上傳及轉(zhuǎn)發(fā)至服

務器及協(xié)同控制裝置。

策略控制:計劃曲線、需量控制、削峰填谷、備用電源等。

2

工業(yè)平板電腦

PPX133L

  1. 承接系統(tǒng)軟件

2)可視化展示:顯示系統(tǒng)運行信息

3

交流計量電表

DTSD1352

集成電力參數(shù)測量及電能計量及考核管理,提供上48月的各類電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計:具有 2~31 次分次諧波與總諧波含量檢測,帶有開關量輸入和開關量輸出可實現(xiàn)“遜信"和“遙控"功能, 并具備報警輸出。帶有 RS485 通信接口,可選用MODBUS-RTU或 DL/T645 協(xié)議。

4

直流計量電表

DJSF1352

表可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率以及正反向電能等;

具有紅外通訊接口和 RS-485 通訊接口,同時支持 Modbus-RTU 協(xié)議和 DLT645 協(xié)議:可帶維電器報警輸出和開關量輸入功能;

5

通信管理機

ANet-2E8S1

能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數(shù)據(jù)采集匯總;

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、邊緣計算等多項功能;

實時多任務并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),可多鏈路上送平臺據(jù);

6

串口服務器

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,調(diào)溫,及完quan斷電(二次開關實現(xiàn))

2)上傳配電柜各個空開信號

3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等

4)接入電表、BSMU等設備

7

遙信模塊

ARTU-K16

  1. 反饋各個設備狀態(tài),將相關數(shù)據(jù)到串口服務器;

  2. 讀消防 I/0 信號,并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關機、事件上報等)

  3. 采集水浸傳感器信息,并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(水浸信號事件上報)

4)讀取門禁程傳感器信息,并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(門禁事件上報)

5 結(jié) 論

針對光伏/風電/蓄電池-氫混合儲能微網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度運行問題,本文提出基于模型預測-動態(tài)規(guī)劃的能量管理策略,該策略可以協(xié)調(diào)蓄電池和燃料電池的功率分配,具有并網(wǎng)平波抵制功能且具有良好的經(jīng)濟性,算例分析表明,優(yōu)化后的儲能系統(tǒng)可有效提升電源能量管理的經(jīng)濟性和可靠性水平,為新能源高滲透率下的電網(wǎng)靈活調(diào)控提供有力支撐。未來還需要進一步開展儲能健康管理、多時間尺度協(xié)調(diào)優(yōu)化等方面的深入研究,促進儲能技術與電源能量管理的深度融合。

參考文獻

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[2]杜祥偉,沈艷霞,李靜. 基于模型預測控制的直流微網(wǎng)混合儲能能量管理策略[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制,2020,48(16):69-75.

[3]孫近文.大中型風電場混合儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置及控制策略研究[D].武漢:華中科技大學,2017.

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[6]劉曉艷.基于模型預測-動態(tài)規(guī)劃的微網(wǎng)混合儲能能量管理.

[7]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022年05版.

作者介紹:
任運業(yè),男,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。


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