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安科瑞 陳聰
摘要:光儲(chǔ)充一體化電站作為新能源領(lǐng)域的創(chuàng)新模式,集成了太陽(yáng)能發(fā)電和能量存儲(chǔ)系統(tǒng),旨在提高能源利用效率和響應(yīng)能源需求的靈活性。這種模式對(duì)傳統(tǒng)的能源供應(yīng)和管理模式提出了挑戰(zhàn),同時(shí)也為能源行業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟了新的方向。文章闡述了光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)的重要意義,并深入探討了光儲(chǔ)充一體化電站的關(guān)鍵技術(shù),包括光伏發(fā)電技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、耦合技術(shù)、開(kāi)關(guān)柜技術(shù)和能量管理技術(shù)。文章還預(yù)測(cè)了光儲(chǔ)充一體化電站在未來(lái)能源領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì),旨在為能源行業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞:光儲(chǔ)充一體化電站;光伏發(fā)電;能量存儲(chǔ);智能管理
0引言
光儲(chǔ)充一體化電站作為新型的能源利用模式,其核心在于有效整合太陽(yáng)能發(fā)電與電能儲(chǔ)存系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)能源的*效利用和持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)。該模式不僅能顯著提升太陽(yáng)能發(fā)電的使用效率,還能減少對(duì)傳統(tǒng)化石燃料的依賴(lài),對(duì)緩解能源危機(jī)和減少環(huán)境污染具有重要意義。然而,光儲(chǔ)充一體化電站的建設(shè)面臨眾多技術(shù)挑戰(zhàn),包括如何提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率、如何設(shè)計(jì)更為*效和安全的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng),以及如何實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)的優(yōu)化整合與智能管理。這些技術(shù)問(wèn)題的解決是實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)充一體化電站*效運(yùn)作的關(guān)鍵,也是推動(dòng)可再生能源廣泛應(yīng)用的重要前提。文章深入分析和探討光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù),對(duì)于推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)的重要意義
光儲(chǔ)充一體化電站通過(guò)整合太陽(yáng)能發(fā)電和能量存儲(chǔ)系統(tǒng),有效解決了太陽(yáng)能發(fā)電間歇性和不穩(wěn)定性問(wèn)題,確保能源供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。這種模式在提高太陽(yáng)能利用效率方面顯示出其*特優(yōu)勢(shì),同時(shí)也對(duì)減少溫室氣體排放、緩解全球氣候變化具有積*作用。在提升能源轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)效率、減少能源損耗方面,這種電站模式同樣具有顯著優(yōu)勢(shì),對(duì)提高能源利用效率、降低能源成本發(fā)揮著關(guān)鍵作用。技術(shù)層面上,光儲(chǔ)充一體化電站的建設(shè)推動(dòng)了包括*效率太陽(yáng)能電池、大容量能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)及智能電站管理技術(shù)在內(nèi)的一系列創(chuàng)新,不僅推進(jìn)了電站技術(shù)發(fā)展,也為其他能源技術(shù)的進(jìn)步奠定了基礎(chǔ)。該模式在促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、增加就業(yè)機(jī)會(huì)等方面展現(xiàn)了其重要作用。鑒于太陽(yáng)能資源的廣泛分布,該電站模式在為偏遠(yuǎn)地區(qū)和能源不足地區(qū)提供穩(wěn)定電力供應(yīng)上具有不可替代的作用。
2光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1光伏發(fā)電技術(shù)
(1)光伏組件技術(shù)。光伏組件技術(shù)作為光儲(chǔ)充一體化電站中光伏發(fā)電技術(shù)的核心,關(guān)注于提升太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率及其在電站系統(tǒng)中的集成應(yīng)用。目前,光伏組件的發(fā)展集中在*效率硅基太陽(yáng)能電池及其創(chuàng)新設(shè)計(jì)上。硅基太陽(yáng)能電池包括單晶硅和多晶硅電池,通過(guò)采用高純度硅材料和優(yōu)化晶體生長(zhǎng)工藝,顯著提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。在電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,采用鈍化發(fā)射*和背面電池(PERC)技術(shù)、異質(zhì)結(jié)技術(shù)(HJT)和背接觸電池技術(shù),有效減少了電子-空穴對(duì)的復(fù)合損失,提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。對(duì)電池片的表面處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化,如抗反射涂層和表面鈍化技術(shù),進(jìn)一步降低了光學(xué)損耗和電子復(fù)合,增強(qiáng)了電池的光捕獲能力。在光伏組件的封裝和集成方面,采用高透光率的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)薄膜和耐候性強(qiáng)的背板材料,保證了組件的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和耐環(huán)境性能[2]。光伏組件的電氣設(shè)計(jì)通過(guò)優(yōu)化串聯(lián)和并聯(lián)連接方式,實(shí)現(xiàn)了更高的模塊輸出功率和更低的系統(tǒng)線損。智能化光伏組件的研發(fā)集成了微型逆變器或優(yōu)化器,實(shí)現(xiàn)了單個(gè)組件的*大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT),提升了整個(gè)光伏陣列的能量輸出效率。光伏組件技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步,不僅提升了光伏發(fā)電效率,還增強(qiáng)了光儲(chǔ)充一體化電站在不同環(huán)境和運(yùn)行條件下的適應(yīng)性和可靠性,為實(shí)現(xiàn)*效、穩(wěn)定的太陽(yáng)能發(fā)電提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
(2)逆變器技術(shù)。逆變器技術(shù)在光儲(chǔ)充一體化電站中的作用集中于將光伏組件產(chǎn)生的直流電*效轉(zhuǎn)換為交流電,同時(shí)確保電能質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定?,F(xiàn)代逆變器通過(guò)采用*進(jìn)的功率電子技術(shù)和微電子技術(shù),實(shí)現(xiàn)*準(zhǔn)的功率控制和*效能量轉(zhuǎn)換。特別是寬帶隙半導(dǎo)體材料如碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)的應(yīng)用,顯著降低了逆變器的導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗,從而提升轉(zhuǎn)換效率。多電平逆變器技術(shù)通過(guò)增加電壓電平,有效減少輸出電壓和電流的波動(dòng),提高輸出電能質(zhì)量。集成的MPPT技術(shù)能根據(jù)光照和溫度變化自動(dòng)調(diào)整工作狀態(tài),*大化捕獲能量。逆變器的遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷功能,利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)性維護(hù),提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和維護(hù)效率[3]。為適應(yīng)電網(wǎng)需求,現(xiàn)代逆變器還具備電網(wǎng)支持功能,如低電壓穿越(LVRT)和電壓調(diào)節(jié),增強(qiáng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性。逆變器技術(shù)的創(chuàng)新不僅優(yōu)化了光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程,也為光儲(chǔ)充一體化電站的*效穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)支持,成為可持續(xù)能源供應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
2.2儲(chǔ)能技術(shù)
儲(chǔ)能技術(shù)在光儲(chǔ)充一體化電站中起著至關(guān)重要的作用,主要涉及電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)、機(jī)械儲(chǔ)能設(shè)備和熱能儲(chǔ)存技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)化。在電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)中,鋰離子電池因其高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命和優(yōu)良的充放電效率成為主流選擇。電池管理系統(tǒng)(BMS)的應(yīng)用確保電池組安全穩(wěn)定運(yùn)行,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控電池狀態(tài)和性能,優(yōu)化充放電策略,延長(zhǎng)電池壽命。此外,液流電池在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域展現(xiàn)優(yōu)勢(shì),可擴(kuò)展的儲(chǔ)能容量和較低的能量密度損耗滿(mǎn)足大型電站需求。機(jī)械儲(chǔ)能設(shè)備如抽水蓄能和飛輪儲(chǔ)能,以其*效的能量轉(zhuǎn)換和長(zhǎng)期的儲(chǔ)能能力適應(yīng)特定場(chǎng)景。抽水蓄能通過(guò)高低地勢(shì)間移動(dòng)水體存儲(chǔ)能量,飛輪儲(chǔ)能利用旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性存儲(chǔ)和釋放能量。熱能儲(chǔ)存技術(shù)包括相變材料儲(chǔ)熱和高溫熔鹽儲(chǔ)熱,為電站提供*效熱能存儲(chǔ)方式。相變材料通過(guò)物質(zhì)相變吸收或釋放熱量,高溫熔鹽儲(chǔ)熱利用熔鹽高比熱容儲(chǔ)存熱能。儲(chǔ)能技術(shù)的綜合應(yīng)用,提升了電站能量利用效率,為太陽(yáng)能發(fā)電的不穩(wěn)定性和間歇性提供調(diào)節(jié)手段。*確的能量管理和調(diào)控確保電站在不同運(yùn)行條件下?lián)碛?效性能,為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的能源供應(yīng)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2.3耦合技術(shù)
耦合技術(shù)的關(guān)鍵在于優(yōu)化光伏和儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量流動(dòng),確保兩個(gè)系統(tǒng)間能量的*效傳遞和利用。電站設(shè)計(jì)采用**進(jìn)的控制算法和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù),動(dòng)態(tài)調(diào)整光伏發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作狀態(tài),以應(yīng)對(duì)電站負(fù)荷變化和環(huán)境條件的波動(dòng)。例如,實(shí)施*大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)算法,自動(dòng)調(diào)整光伏系統(tǒng)的工作點(diǎn),優(yōu)化能量捕獲。同時(shí),通過(guò)*確控制儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電過(guò)程,平衡電站的能量供需,提高整體運(yùn)行效率。耦合技術(shù)在實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的熱管理方面也至關(guān)重要,通過(guò)優(yōu)化熱控制系統(tǒng),保持設(shè)備在*佳溫度下運(yùn)行,延長(zhǎng)設(shè)備壽命,降低維護(hù)成本。耦合技術(shù)通過(guò)實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)間的有效接合和協(xié)調(diào)運(yùn)行,提高了光儲(chǔ)充一體化電站的整體能效和可靠性,對(duì)電站的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。
2.4開(kāi)關(guān)柜技術(shù)
開(kāi)關(guān)柜技術(shù)在光儲(chǔ)充一體化電站中起到關(guān)鍵的配電和保護(hù)作用,確保電站內(nèi)部電氣系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定與*效運(yùn)行。開(kāi)關(guān)柜主要包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接觸器、繼電器和控制單元等關(guān)鍵組件,負(fù)責(zé)電站內(nèi)部電力的分配、控制及保護(hù)。斷路器在電站系統(tǒng)中用于保護(hù)電氣設(shè)備免受過(guò)載或短路的損害,其選擇和配置需考慮電流承載能力和斷路能力。隔離開(kāi)關(guān)用于在維修時(shí)安全地隔離電氣設(shè)備,其設(shè)計(jì)需滿(mǎn)足高壓電氣隔離的安全標(biāo)準(zhǔn)。接觸器和繼電器作為控制元件,用于遠(yuǎn)程或自動(dòng)控制電站內(nèi)部電氣設(shè)備的開(kāi)合,其性能直接影響電站的響應(yīng)速度和操作可靠性。控制單元是開(kāi)關(guān)柜的大腦,集成*進(jìn)的微處理器和控制算法,實(shí)現(xiàn)對(duì)電站內(nèi)部電氣設(shè)備的*確控制和實(shí)時(shí)監(jiān)控。在設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)柜時(shí),還需考慮其防塵、防潮、抗震等物理性能,確保在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。開(kāi)關(guān)柜的熱管理也非常重要,需采用*效的散熱設(shè)計(jì),如強(qiáng)制通風(fēng)、散熱片或空調(diào)系統(tǒng),以防止設(shè)備過(guò)熱,保證運(yùn)行效率和壽命。開(kāi)關(guān)柜的智能化管理是提高電站效率和安全性的重要方向,通過(guò)集成智能監(jiān)控系統(tǒng),如故障診斷、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù),實(shí)現(xiàn)對(duì)電站運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和及時(shí)維護(hù)。開(kāi)關(guān)柜技術(shù)通過(guò)在電力分配、控制和保護(hù)方面的*效與可靠性,確保了光儲(chǔ)充一體化電站內(nèi)部電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)電站的整體性能和安全性發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
2.5能量管理技術(shù)
能量管理技術(shù)在光儲(chǔ)充一體化電站中的應(yīng)用目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及電站負(fù)載之間能量流動(dòng)的*效調(diào)控。該技術(shù)核心在于采用*進(jìn)的管理系統(tǒng)和算法,對(duì)電站內(nèi)部的能量產(chǎn)生、存儲(chǔ)和消費(fèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能優(yōu)化。能量管理系統(tǒng)(EMS)集成了*級(jí)數(shù)據(jù)處理能力和人工智能算法,能實(shí)時(shí)分析電站的能量產(chǎn)出、儲(chǔ)存狀態(tài)和消費(fèi)需求。通過(guò)預(yù)測(cè)光伏發(fā)電的產(chǎn)能和負(fù)載需求的變化,EMS調(diào)整儲(chǔ)能設(shè)備的充放電策略,優(yōu)化能量的存儲(chǔ)和利用效率。電站的需求響應(yīng)管理是能量管理的關(guān)鍵組成部分,涉及調(diào)節(jié)電站內(nèi)部負(fù)載和參與電網(wǎng)側(cè)需求響應(yīng),包括負(fù)荷平衡、峰谷電價(jià)適應(yīng)等策略,以減少電能成本和提升電網(wǎng)穩(wěn)定性。在儲(chǔ)能系統(tǒng)管理方面,EMS不僅監(jiān)控電池狀態(tài),還通過(guò)優(yōu)化充放電深度、溫度控制等手段延長(zhǎng)電池壽命。EMS還需具備與電網(wǎng)交互的能力,如支持電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)、電壓控制和應(yīng)急響應(yīng)功能,提高電站對(duì)電網(wǎng)的支持能力。在數(shù)據(jù)安全和網(wǎng)絡(luò)通信方面,EMS應(yīng)采用*級(jí)加密技術(shù)和穩(wěn)定的通信協(xié)議,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院拖到y(tǒng)的可靠運(yùn)行。通過(guò)這些*級(jí)的管理技術(shù)和策略,能量管理系統(tǒng)不僅提升了電站的經(jīng)濟(jì)效益,還增強(qiáng)了電站的運(yùn)行可靠性和對(duì)電網(wǎng)的友好性,是光儲(chǔ)充一體化電站*效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
3光儲(chǔ)充一體化電站的未來(lái)展望
光儲(chǔ)充一體化電站在未來(lái)能源領(lǐng)域的發(fā)展前景廣闊,其核心在于實(shí)現(xiàn)更*效、可靠、環(huán)保的能源供應(yīng)。隨著太陽(yáng)能電池效率的持續(xù)提升和成本的進(jìn)一步降低,光伏發(fā)電將更加*效和經(jīng)濟(jì),使光儲(chǔ)充一體化電站在各種環(huán)境下的應(yīng)用更加廣泛。特別是鈣鈦礦太陽(yáng)能電池、多結(jié)合太陽(yáng)能電池等新型*效率太陽(yáng)能電池技術(shù)的發(fā)展,將大幅提升光伏組件的轉(zhuǎn)換效率,進(jìn)一步推動(dòng)光儲(chǔ)充一體化電站的效率和成本效益。在儲(chǔ)能技術(shù)方面,鋰離子電池、液流電池等*效儲(chǔ)能系統(tǒng)的研發(fā)和優(yōu)化,將大幅提升儲(chǔ)能容量和壽命,降低成本,這對(duì)于平衡光伏發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性至關(guān)重要,提高了電站的調(diào)峰能力和可靠性。未來(lái)光儲(chǔ)充電站將更多采用智能化的能量管理系統(tǒng),利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)進(jìn)行能量的*效分配和優(yōu)化管理,實(shí)現(xiàn)對(duì)能源需求的*準(zhǔn)預(yù)測(cè)和響應(yīng),從而提高能源的利用效率和電站的經(jīng)濟(jì)性。分布式能源系統(tǒng)和微電網(wǎng)的發(fā)展將使光儲(chǔ)充一體化電站在城市和農(nóng)村能源供應(yīng)中扮演更加重要的角色。這種模式有助于提高能源供應(yīng)的靈活性和可靠性,特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)或?yàn)?zāi)難情況下,能夠提供穩(wěn)定的能源供應(yīng)。環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的全球趨勢(shì)將進(jìn)一步推動(dòng)光儲(chǔ)充一體化電站技術(shù)的創(chuàng)新,特別是在減少碳排放和提高能源利用效率方面。光儲(chǔ)充一體化電站不僅能夠推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和轉(zhuǎn)型,還能在應(yīng)對(duì)氣候變化和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮重要作用。4安科瑞微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)能夠?qū)ξ㈦娋W(wǎng)的源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和*級(jí)控制,滿(mǎn)足微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視*面化、安全分析智能化、調(diào)整控制前瞻化、全景分析動(dòng)態(tài)化的需求,完成不同目標(biāo)下光儲(chǔ)充資源之間的靈活互動(dòng)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)能源效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益*大化。
4.1主要功能
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);
能耗分析;
智能預(yù)測(cè);
協(xié)調(diào)控制;
經(jīng)濟(jì)調(diào)度;
需求響應(yīng)。
4.2系統(tǒng)特點(diǎn)
平滑功率輸出,提升綠電使用率;
削峰填谷、谷電利用,提高經(jīng)濟(jì)性;
降低充電設(shè)備對(duì)局部電網(wǎng)的沖擊;
降低站內(nèi)配電變壓器容量;
實(shí)現(xiàn)源荷*高匹配效能。
4.3相關(guān)控制策略
序號(hào) | 系統(tǒng)組成 | 運(yùn)行模式 | 控制邏輯 |
1 | 市電+負(fù)荷+儲(chǔ)能 | 峰谷套利 | 根據(jù)分時(shí)電價(jià),設(shè)置晚上低價(jià)時(shí)段充電、白天高價(jià)時(shí)段放電,根據(jù)峰谷價(jià)差進(jìn)行套利 |
2 | 需量控制 | 根據(jù)變壓器的容量設(shè)定值,判斷儲(chǔ)能的充放電,使得變壓器容量保持在設(shè)定容量值以下,降低需量電費(fèi) | |
3 | 動(dòng)態(tài)擴(kuò)容 | 對(duì)于出現(xiàn)大功率的設(shè)備,且持續(xù)時(shí)間比較短時(shí),可以通過(guò)控制儲(chǔ)能放電進(jìn)行補(bǔ)充該部分的功率需求, | |
4 | 需求響應(yīng) | 根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度的需求,在電網(wǎng)出現(xiàn)用電高峰時(shí)進(jìn)行放電、在電網(wǎng)出現(xiàn)用電低谷時(shí)進(jìn)行充電; | |
5 | 平抑波動(dòng) | 根據(jù)負(fù)荷的用電功率變化,進(jìn)行充放電的控制,如功率變化率大于某個(gè)設(shè)定值,進(jìn)行放電,主要用于降低電網(wǎng)沖擊 | |
6 | 備用 | 當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí),啟動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng),對(duì)重要負(fù)荷進(jìn)行供電,保證生產(chǎn)用電 | |
7 | 市電+負(fù)荷+光伏 | 自發(fā)自用、余電上網(wǎng) | 光伏發(fā)電優(yōu)先供自己負(fù)荷使用,多余的電進(jìn)行上網(wǎng),不足的由市電補(bǔ)充 |
8 | 自發(fā)自用 | 主要針對(duì)光伏多發(fā)時(shí),存在一個(gè)防逆流控制,調(diào)節(jié)光伏逆變器的功率輸出,讓變壓器的輸出功率接近為0 | |
9 | 市電+負(fù)荷+光伏+儲(chǔ)能 | 自發(fā)自用 | 通過(guò)設(shè)置PCC點(diǎn)的功率值,系統(tǒng)控制PCC點(diǎn)功率穩(wěn)定在設(shè)置值。在這種狀態(tài)下,系統(tǒng)處于自發(fā)自用的狀態(tài)下,即: 1)當(dāng)分布式電源輸出功率大于負(fù)載功率時(shí),不能*全被負(fù)載消耗時(shí),增加負(fù)載或儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。 2)當(dāng)分布式電源輸出功率小于負(fù)載功率時(shí),不夠負(fù)載消耗時(shí),減少負(fù)載(或者調(diào)節(jié)充電功率)或者儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)負(fù)載放電。 |
10 | 削峰填谷 | 1)根據(jù)用戶(hù)用電規(guī)律,設(shè)置峰值和谷值,當(dāng)電網(wǎng)功率大于峰值時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)放電,以此來(lái)降低負(fù)荷高峰;當(dāng)電網(wǎng)功率小于谷值時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)充電,以此來(lái)填補(bǔ)負(fù)荷低谷,使發(fā)電、用電趨于平衡。 2)根據(jù)分布式電源發(fā)電規(guī)律,設(shè)置峰值和谷值,當(dāng)電網(wǎng)功率大于峰值時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)充電,以此來(lái)降低發(fā)電高峰;當(dāng)電網(wǎng)功率小于谷值時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)放電,以此來(lái)填補(bǔ)發(fā)電低谷,使發(fā)電、用電趨于平衡。 | |
11 | 需量控制 | 在光伏系統(tǒng)*大化出力的情況下,如果負(fù)荷功率仍然超過(guò)設(shè)置的需量功率,則控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力,平抑超出需量部分的功率,增加系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。 | |
12 | 動(dòng)態(tài)擴(kuò)容 | 對(duì)于出現(xiàn)高負(fù)荷時(shí),優(yōu)先利用光儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷進(jìn)行供電,保證變壓器不超載 | |
13 | 需求響應(yīng) | 根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度的需求,在電網(wǎng)出現(xiàn)用電高峰時(shí)進(jìn)行放電或者充電樁降功率或停止充電、在電網(wǎng)出現(xiàn)用電低谷時(shí)進(jìn)行充電或者充電充電; | |
14 | 有序充電 | 在變壓器容量范圍內(nèi)進(jìn)行充電,如果充電功率接近變壓容量限值,優(yōu)先控制光伏*大功率輸出或儲(chǔ)能進(jìn)行放電,如果光儲(chǔ)仍不滿(mǎn)足充電需求,則進(jìn)行降功率運(yùn)行,直至切除部分充電樁(改變充電行為),對(duì)于充電樁的切除按照后充先切,先來(lái)后切的方式進(jìn)行有序的充電。(有些是以充電時(shí)間與充電功率為控制變量,以充電費(fèi)用或者峰谷差*小為目標(biāo)) | |
15 | 經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度 | 對(duì)發(fā)電用進(jìn)行預(yù)測(cè),結(jié)合分時(shí)電價(jià),以用電成本*少為目標(biāo)進(jìn)行策略制定 | |
16 | 平抑波動(dòng) | 根據(jù)負(fù)荷的用電功率變化,進(jìn)行充放電的控制,如功率變化率大于某個(gè)設(shè)定值,進(jìn)行放電,主要用于降低電網(wǎng)沖擊 | |
17 | 力調(diào)控制 | 跟蹤關(guān)口功率因數(shù),控制儲(chǔ)能PCS連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功功率輸出 | |
18 | 電池維護(hù)策略 | 定期對(duì)電池進(jìn)行一次100%DOD深充深放循環(huán);通過(guò)系統(tǒng)下發(fā)指令,更改BMS的充滿(mǎn)和放空保護(hù)限值,以滿(mǎn)足100%DOD充放,系統(tǒng)按照正常調(diào)度策略運(yùn)行 | |
19 | 熱管理策略 | 基于電池的*高溫度,控制多臺(tái)空調(diào)的啟停 |
1.削峰填谷:配合儲(chǔ)能設(shè)備、低充高放
2.需量控制:能量?jī)?chǔ)存、充放電功率跟蹤
3.備用電源
4.柔性擴(kuò)容:短期用電功率大于變壓器容量時(shí),儲(chǔ)能快速放電,滿(mǎn)足負(fù)載用能要求
4.4核心功能
1)多種協(xié)議
支持多種規(guī)約協(xié)議,包括:ModbusTCP/RTU、DL/T645-07/97、IEC60870-5-101/103/104、MQTT、CDT、*三方協(xié)議定制等。
2)多種通訊方式
支持多種通信方式:串口、網(wǎng)口、WIFI、4G。
3)通信管理
提供通信通道配置、通信參數(shù)設(shè)定、通信運(yùn)行監(jiān)視和管理等。提供規(guī)約調(diào)試的工具,可監(jiān)視收發(fā)原碼、報(bào)文解析、通道狀態(tài)等。
4)智能策略
系統(tǒng)支持自定義控制策略,如削峰填谷、需量控制、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容、后備電源、平抑波動(dòng)、有序充電、逆功率保護(hù)等策略,保障用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)性與安全性。
5)全量監(jiān)控
覆蓋傳統(tǒng)EMS盲區(qū),可接入多種協(xié)議和不同廠家設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)制,實(shí)現(xiàn)環(huán)境、安防、消防、視頻監(jiān)控、電能質(zhì)量、計(jì)量、繼電保護(hù)等多系統(tǒng)和設(shè)備的全量接入。
4.5系統(tǒng)功能
系統(tǒng)主界面,包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁及總體負(fù)荷情況,體現(xiàn)系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電樁信息、告警信息、收益、環(huán)境等。
儲(chǔ)能監(jiān)控
系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù):電參量數(shù)據(jù)、充放電量數(shù)據(jù)、節(jié)能減排數(shù)據(jù);
運(yùn)行模式:峰谷模式、計(jì)劃曲線、需量控制等;
統(tǒng)計(jì)電量、收益等數(shù)據(jù);
儲(chǔ)能系統(tǒng)功率曲線、充放電量對(duì)比圖,實(shí)時(shí)掌握儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平。
光伏監(jiān)控
光伏系統(tǒng)總出力情況
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),識(shí)別低效發(fā)電電站;
發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)(補(bǔ)貼收益、并網(wǎng)收益)
輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)
并網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)及分析
光伏預(yù)測(cè)
以海量發(fā)電和環(huán)境數(shù)據(jù)為根源,以高精度數(shù)值氣象預(yù)報(bào)為基礎(chǔ),采用多維度同構(gòu)異質(zhì)BP、LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)光功率預(yù)測(cè)方法。
時(shí)間分辨率:15min
超短期未來(lái)4h預(yù)測(cè)精度>90%
短期未來(lái)72h預(yù)測(cè)精度>80%
短期光伏功率預(yù)測(cè)
超短期光伏功率預(yù)測(cè)
數(shù)值天氣預(yù)報(bào)管理
誤差統(tǒng)計(jì)計(jì)算
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理
歷史數(shù)據(jù)管理
光伏功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)人機(jī)界面
風(fēng)電監(jiān)控
風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總出力情況
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),識(shí)別低效發(fā)電電站;
發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)(補(bǔ)貼收益、并網(wǎng)收益)
風(fēng)力/風(fēng)速/氣壓/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)
并網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)及分析
充電樁系統(tǒng)
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電系統(tǒng)的充電電壓、電流、功率及各充電樁運(yùn)行狀態(tài);
統(tǒng)計(jì)各充電樁充電量、電費(fèi)等;
針對(duì)異常信息進(jìn)行故障告警;
根據(jù)用電負(fù)荷柔性調(diào)節(jié)充電功率。
電能質(zhì)量
對(duì)整個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析及錄波展示,并對(duì)電壓、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
4.6設(shè)備選型
序號(hào) | 名稱(chēng) | 圖片 | 型號(hào) | 功能說(shuō)明 | 使用場(chǎng)景 |
1 | 微機(jī)保護(hù)裝置 | AM6、AM5SE | 110kv及以下電壓等級(jí)線路、主變、電動(dòng)機(jī)、電容器、母聯(lián)等回路保護(hù)、測(cè)控裝置 | 110kV、35kV、10kV | |
2 | 電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置 | APView500 | 集諧波分析/波形采樣/電壓閃變監(jiān)測(cè)/電壓不平衡度監(jiān)測(cè)、電壓暫降/暫升/短時(shí)中斷等暫態(tài)監(jiān)測(cè)、事件記錄、測(cè)量控制等功能為一體,滿(mǎn)足A類(lèi)電能質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),能夠滿(mǎn)足110kv及以下供電系統(tǒng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的要求 | 110kV、35kV、10kV、0.4kV | |
3 | 防孤島保護(hù)裝置 | AM5SE-IS | 防止分布式電源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)非計(jì)劃持續(xù)孤島運(yùn)行的繼電保護(hù)措施,防止電網(wǎng)出現(xiàn)孤島效應(yīng)。裝置具有低電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、高頻保護(hù)、低頻保護(hù)、逆功率保護(hù)、檢同期、有壓合閘等保護(hù)功能 | 110kV、35kV、10kV、0.4kV | |
4 | 多功能儀表 | APM520 | 全電力參數(shù)測(cè)量、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。 接口功能:帶有RS485/MODBUS協(xié)議 | 并網(wǎng)柜、進(jìn)線柜、母聯(lián)柜以及重要回路 | |
5 | 多功能儀表 | AEM96 | 具有全電量測(cè)量,諧波畸變率、分時(shí)電能統(tǒng)計(jì),開(kāi)關(guān)量輸入輸出,模擬量輸入輸出。 | 主要用于電能計(jì)量和監(jiān)測(cè) | |
6 | 電動(dòng)汽車(chē)充電樁 | AEV200-DC60S AEV200-DC80D AEV200-DC120S AEV200-DC160S | 輸出功率160/120/80/60kW直流充電樁,滿(mǎn)足快速充電的需要。 | 充電樁運(yùn)營(yíng)和充電控制 | |
7 | 輸入輸出模塊 | ARTU100-KJ8 | 可采集8路開(kāi)關(guān)量信號(hào),提供8路繼電器輸出 | 信號(hào)采集和控制輸出 | |
8 | 智能網(wǎng)關(guān) | ANet-2E4SM | 邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān),嵌入式linux系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)通訊方式具有Socket方式,支持XML格式壓縮上傳,提供AES加密及MD5身份認(rèn)證等安全需求,支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳,支持Modbus、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104協(xié)議 | 電能、環(huán)境等數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換和邏輯判斷 |
5結(jié)束語(yǔ)
結(jié)合*進(jìn)的光伏發(fā)電技術(shù)與創(chuàng)新的儲(chǔ)能解決方案,這種電站模式不僅提升了能源的利用效率,還增強(qiáng)了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。從技術(shù)的角度,光伏組件、逆變器、儲(chǔ)能系統(tǒng)及能量管理技術(shù)的不斷進(jìn)步為電站的*效運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。面對(duì)環(huán)境保護(hù)的挑戰(zhàn)和能源需求的增長(zhǎng),持續(xù)推動(dòng)該領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用擴(kuò)展,對(duì)于構(gòu)建更加綠色、*效的能源體系具有深遠(yuǎn)的意義。
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【4】 崔帥帥,李啟航,馮朝陽(yáng),等.光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電氣技術(shù),2022,39(23):44-47.
【5】 許立,紀(jì)錦超,馮桂賢.新能源光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究分析[J].應(yīng)用能源技術(shù),2022(12):52-55.
【6】 劉政毅,光儲(chǔ)充一體化電站建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)分析
【7】 安科瑞微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)