微网综合管理与控制系统—光储充微电网解决方案

光储充微电网解决方案是一种综合性的能源管理系统,它将分布式光伏发电、储能系统和充电设施有机整合,通过智能化的手段实现三者之间的协同运作。

     光储充微电网智能监控软件平台集数据采集与分析、在线故障诊断与故障定位、智慧运维与管理、智能分析与控制功能为一体,可以实现对微网系统的全面感知、在线诊断、精准调控和智慧管理。

一、全局总览功能

     光伏的实时发电功率及组串的实时运行参数、累计发电量及收益、光伏发电趋势曲线、并网点电压、累计社会效益等
     储能的实时充放电功率、累计收益、储能电池的充放电趋势曲线等;
     负荷的实时用电功率、负荷的实时趋势曲线等。

二、光伏监视与管理功能

(一)光伏总览

     结合数字孪生和3D可视化技术,对新能源发电系统实时运行状态、各发电设备及保护测控设备运行参数、各负荷实时运行数据等信息进行实时采集、分析与展示。可以在首页直观地看到光伏发电系统当前的实时发电数据、发电量统计数据、各逆变器及二次保护测控装置的运行数据和运行状态、光伏发电的收益等信息。

(二)逆变器发电监测

     支持对各光伏厂站的逆变器的实时运行数据进行监视及数据展示,对逆变器的实时发电功率、发电效率、交直流侧实时电量数据及实时运行状态进行监视;同时可对逆变器的日、月、年及累计发电量及收益数据进行统计并以曲线形式进行展示。

(三)光伏发电在线诊断

     支持对各并联的光伏组串之间的电流离散率、各光伏组串之间的电流极差值、各逆变器交流侧输出功率离散率、各逆变器交流侧输出功率极差值等数据指标的动态分析。

                             

三、储能监视、管理与控制功能

      对单体电池电压、电池模块温度、串联回路电流、电池荷电状态及绝缘阻抗等参数信息进行实时监视及故障报警通知;对储能双向变流器出口实时电压电流、实时充放电功率等运行参数进行实时监视及故障报警通知。

     

      结合光伏发电情况与负荷用电情况等因素考虑,给出适合的储能充放电控制策略;同时支持控制策略筛选查询、手动定制以及增加、修改或删除控制策略;

                                

储能电池寿命管理:统计电池充放电次数以及还可用次数,还可用次数占总寿命的比值等,结合电池容量状态、电池温度向用户预警电池失效风险,动态反应电池的健康状态;
 储能充放电分析:可监控电池的充放电过程,并在系统展示充放电开始/结束时间、电压/电流/容量随时间的变化关系。

四、充电桩监视功能

对当前时间微电网运行累计的负载用能情况进行监视
充电桩管理。通过对充电桩实时运行参数和报警信息的统一监控,实时展示充电桩的充电状态。

五、光储充微电网智能策略控制

     系统可结合光伏历史功率及其影响因子、光伏逆变器实时运行状态、储能系统历史运行情况、各个充电桩实时充电情况、当日上网电价、用户负荷实时用电情况以及并网点实时参数等情况,自动给出最合适的控制策略,在保证整个微电网系统安全稳定运行的前提下,使微电网运行更加经济与高效。

系统支持的典型控制策略包括:

1)微电网计划性并离网控制;
2)微电网非计划性离网控制;
3)峰谷电价控制;
4)光伏防逆流控制;
5)无功/电压快速调节控制;
6)需求响应控制。

六、集成扩展

     强大的通信集成能力,支持国内外标准通信规约智能设备接入,如 IEC 61850 、Modbus RTU/TCP 、IEC 101/103/104 、DL/T 645 、CDT 、DNP 等。

     支持多种规约格式的数据上传,根据住建部、能源局或国家电网规定上传电站运行数据、气象数据。提供第三方系统数据转发接口,实现本地系统与第三方系统的数据无缝对接。

### 关于交直流混合系统的设计方案 #### 架构概述 交直流混合是一种集成了交流和直流两种电力传输模式的先进配电络。这种架构能够充分利用两者的优势,提升整体性能。具体来说,该类系统通常包含以下几个层次: - **一次侧设备层**:包括各种类型的分布式电源(如伏板、风机)、储能装置和其他负荷; - **变换器接口层**:负责将不同类型的能量源转换成统一标准的形式供后续处理; - **二次配电层**:分为AC子和DC子两部分,各自承担相应的电能分配任务; - **控制系统层**:用于协调整个系统的运作流程,确保其安全可靠地运行。 上述描述适用于多种应用场景下的交直流混合配置[^1]。 #### 主要组件及其功能 ##### 分布式能源资源 (DERs) 这些是产生清洁能源的主要设施,比如太阳能电池阵列和小型风力涡轮机等。它们不仅为本地负载提供必要的功率支持,还可以向公共电出售多余的电量。对于光储充微电网而言,特别强调了伏发电的重要性,并将其作为核心组成部分之一来考虑。 ##### 储能单元 为了应对间歇性的可再生能源供应波动问题,配备高效的储能解决方案变得至关重要。常见的选项有锂电池组或其他形式的大容量蓄电器件。这类装备可以在用电低谷期储存多余的能量,在高峰时段释放出来平衡供需关系,从而增强系统的灵活性稳定性。 ##### 功率电子变流器 这是连接不同电压等级之间桥梁的关键部件,主要包括但不限于双向DC/DC变换器、单相或多相整流器/逆变器等。通过精确调节输入输出参数,使得各类电气元件能够在最佳状态下协同作业。特别是在涉及风互补型项目时,更需要依赖先进的控制算法来优化操作过程中的动态响应特性[^2]。 ##### 并接口电路 当采用间接联的方式时,则需设置专门的并逆变器以完成从低压直流到高压交流之间的转变。此环节不仅要满足国家规定的各项技术指标要求,还应该具备良好的抗干扰能力和自我保护机制以防止单点故障引发连锁反应。此外,针对特定场合下可能出现的独特挑战也要有所准备,例如孤岛检测等功能模块就显得尤为重要。 #### 实现方法和技术要点 在规划具体的实施方案之前,应当充分调研目标区域的实际状况,综合考量地理环境特征、气候条件变化等因素对最终效果产生的影响。在此基础上制定详尽的工作计划书,明确各个阶段的任务分工及时间节点安排。以下是几个值得注意的技术细节: - 对于新建工程建议优先选用标准化预制构件组装而成的整体框架结构,这样既能加快施工进度又能降低后期维护成本。 - 鉴于未来扩展升级的可能性较大,预留足够的空间给新增加的功能区是非常明智的选择。 - 加强其他利益相关方的合作沟通力度,共同推动技术创新成果的应用转化速度。 - 定期开展培训教育活动,帮助一线工作人员掌握最新的专业知识技能,以便更好地服务于日常运维管理工作之中。 ```python # Python伪代码示例展示如何模拟简单的交直流混合调度逻辑 def hybrid_microgrid_scheduler(load_demand, pv_output, wind_power, battery_soc): """ :param load_demand: 当前时刻总负荷需求量 :param pv_output: 伏发电实时产量 :param wind_power: 风力发电机当前产电量 :param battery_soc: 蓄电池剩余荷电状态百分比 返回值是一个字典对象,包含了本次决策周期内各部分的具体动作指令。 """ action_plan = {} # 判断是否有充足日照或风速可用作即时供电来源... if pv_output >= load_demand or wind_power >= load_demand: action_plan['source'] = 'renewable' excess_energy = max(pv_output - load_demand, wind_power - load_demand) if battery_soc < 80 and excess_energy > 0: charge_battery(excess_energy) elif battery_soc > 20: discharge_to_cover_shortfall() action_plan['source'] = 'battery' else: connect_to_grid_for_supply() action_plan['source'] = 'utility grid' return action_plan def main(): while True: current_load = get_current_load() # 获取最新一轮测量得到的数据记录 solar_gen = read_pv_metering_data() # 查询伏电站监控平台获取实测数据 turbine_gen = fetch_wind_turbine_stats()# 同样来自风电场SCADA系统API调用返回的结果 soc_level = check_batteries_status() dispatch_result = hybrid_microgrid_scheduler(current_load, solar_gen, turbine_gen, soc_level) execute_dispatch_instructions(dispatch_result) if __name__ == "__main__": main() ```
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