摘要：針對(duì)我國(guó)中等規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的*缺性及能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的切實(shí)需求,提出了液空聚能環(huán)-智慧能源微電網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用液化空氣儲(chǔ)能的方式儲(chǔ)存不持續(xù)、不穩(wěn)定的風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源,并在用電*峰期將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定輸出的電能,以解決風(fēng)能發(fā)電與太陽(yáng)能發(fā)電的不穩(wěn)定性、間歇性、不能直接并網(wǎng)等問(wèn)題,具有選址靈活的優(yōu)勢(shì),可實(shí)現(xiàn)冷、熱、電三聯(lián)供。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能；微電網(wǎng)；液空聚能環(huán)

0引言

隨著“雙碳"戰(zhàn)略的推動(dòng)，新能源的規(guī)模快速增長(zhǎng)，給電力行業(yè)帶來(lái)了嚴(yán)重沖擊。因此，亟需進(jìn)一步發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)。本文在綜合已有研究成果的基礎(chǔ)上，提出了液空聚能環(huán)智慧能源微電網(wǎng)系統(tǒng)，t補(bǔ)了我國(guó)中等規(guī)模儲(chǔ)能市場(chǎng)的空白，為分布式能源的大規(guī)模接入提供了新的方案。

1微電網(wǎng)系統(tǒng)的研究背景及意義

為了應(yīng)對(duì)全球氣候變暖，控制二氧化碳排放量，以太陽(yáng)能和風(fēng)電為主的新能源在各國(guó)迅速發(fā)展。作為負(fù)責(zé)任的大國(guó)，我國(guó)提出了“碳達(dá)峰、碳中和"戰(zhàn)略，積*推進(jìn)減碳工作。其中，減碳的關(guān)鍵是能源領(lǐng)域，尤其是以太陽(yáng)能和風(fēng)電為主的新能源。近年來(lái)，隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，新能源發(fā)電的成本已經(jīng)具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。據(jù)英國(guó)石油公司統(tǒng)計(jì)，我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電增長(zhǎng)31.5%,風(fēng)電增長(zhǎng)29.4%。由于太陽(yáng)能和風(fēng)電具有明顯的波動(dòng)性，占比過(guò)*會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成較大沖擊,因此，需要依靠?jī)?chǔ)能技術(shù)來(lái)平衡能源，以保障電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行。目前，可以被規(guī)模化應(yīng)用的儲(chǔ)能技術(shù)主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能和氫能等。

對(duì)于包含光伏和風(fēng)電的微網(wǎng)系統(tǒng)，儲(chǔ)能已成為*備環(huán)節(jié)，其不僅會(huì)影響微網(wǎng)中光伏和風(fēng)電的占比，還會(huì)影響整體的運(yùn)行水平。目前，抽水儲(chǔ)能和壓縮空氣儲(chǔ)能具有規(guī)模化應(yīng)用和成本優(yōu)勢(shì)。但這2種儲(chǔ)能方式對(duì)地理?xiàng)l件要求較*(抽水儲(chǔ)能要求有*落差的地形，壓縮空氣對(duì)儲(chǔ)氣環(huán)境要求較*，大多利用遺棄的礦坑),無(wú)法滿足微網(wǎng)系統(tǒng)的需求。液化空氣儲(chǔ)能是一種大規(guī)模工業(yè)化儲(chǔ)能技術(shù)，受地理?xiàng)l件限制較小且儲(chǔ)能密度較*,為平抑微網(wǎng)中光伏和風(fēng)力發(fā)電的波動(dòng)提供了有效的解決方案。

液空聚能環(huán)-智慧能源微電網(wǎng)系統(tǒng)將液化空氣儲(chǔ)能技術(shù)引入分布式能源領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)新能源的*效利用，緩解電網(wǎng)壓力。該系統(tǒng)具有初投資低、儲(chǔ)能效率*、儲(chǔ)能密度大、調(diào)節(jié)靈活、運(yùn)行壽命長(zhǎng)、易于維護(hù)、選址靈活等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

圖1為該項(xiàng)目所建立的液空聚能環(huán)-智慧能源微電網(wǎng)系統(tǒng)階段模型圖。按功能可將系統(tǒng)分為液化裝置、儲(chǔ)存裝置、發(fā)電裝置3個(gè)階段。

圖1液空聚能環(huán)——智慧能源微電網(wǎng)系統(tǒng)階段模型圖

圖2為液空聚能環(huán)-智慧能源微電網(wǎng)系統(tǒng)的工作流程圖。當(dāng)光伏、風(fēng)電的出力超出負(fù)荷需求時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠有效吸收額外的負(fù)荷進(jìn)行儲(chǔ)能，并在微網(wǎng)系統(tǒng)出力不夠時(shí)為用戶提供多種能源負(fù)荷，可輔助微網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)儲(chǔ)能、離網(wǎng)運(yùn)行功能。儲(chǔ)能系統(tǒng)采用*效率的三*壓縮、三*膨脹，以液態(tài)空氣形式儲(chǔ)存可再生能源，并將其轉(zhuǎn)化為多種形式的能量輸出。系統(tǒng)的核心設(shè)備包括空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)冷器、換熱器、低溫泵等。儲(chǔ)能過(guò)程為：微網(wǎng)的額外負(fù)荷通過(guò)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)生產(chǎn)冷量并輸送至冷箱中存儲(chǔ)，再通過(guò)低溫膨脹機(jī)對(duì)冷空氣進(jìn)行液化并儲(chǔ)存至低溫儲(chǔ)罐。能量釋放過(guò)程為：將液態(tài)空氣轉(zhuǎn)化為*溫*壓的氣態(tài)空氣，在膨脹機(jī)中進(jìn)行膨脹，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，為用戶提供電負(fù)荷。回收壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的壓縮熱及系統(tǒng)余熱可為用戶提供熱負(fù)荷，當(dāng)用戶需要冷負(fù)荷時(shí)，也可根據(jù)需求抽取低溫的液態(tài)空氣實(shí)現(xiàn)供冷。

圖2液空聚能環(huán)-智慧能源微電網(wǎng)系統(tǒng)流程圖

3系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

3.1系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)

1. 系統(tǒng)可平抑微網(wǎng)中風(fēng)能、太陽(yáng)能的波動(dòng)性，滿足微網(wǎng)*質(zhì)量供能需求，減少化石能源的使用，不僅能降低能源使用成本，還能實(shí)現(xiàn)減碳。

2. 與其他儲(chǔ)能技術(shù)相比，液化空氣儲(chǔ)能具有儲(chǔ)能密度*、占地面積小、選址靈活等優(yōu)點(diǎn)，1m3液態(tài)空氣即可儲(chǔ)存約60kWh 的電能，且儲(chǔ)能規(guī)模越大，系統(tǒng)效率越*，可為微網(wǎng)系統(tǒng)提供靈活的配置方案。

3. 采用MATLAB、Fluent 軟件自主編程，結(jié)合實(shí)際條件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模及數(shù)值模擬分析，優(yōu)化系統(tǒng)流程，在保證系統(tǒng)運(yùn)行余量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)選型*優(yōu)化，避免出現(xiàn)系統(tǒng)性能過(guò)剩的情況，降低項(xiàng)目初投資。

3.2系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

表1—表3分別為液態(tài)空氣與*壓空氣儲(chǔ)能密度對(duì)比、主要規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)比及典型風(fēng)能/儲(chǔ)能系統(tǒng)、主要規(guī)模儲(chǔ)能電站單位建設(shè)成本對(duì)比的相關(guān)數(shù)據(jù)。由表1—表3可知，與壓縮空氣儲(chǔ)能相比，液化空氣儲(chǔ)能具有較*的儲(chǔ)能密度、較低的儲(chǔ)存壓力，對(duì)儲(chǔ)罐的要求較低，而其他儲(chǔ)能方式(如抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、鈉硫電池、氧化還原液流電池等)在大規(guī)模應(yīng)用中仍存在不可避免的缺陷。由此可知，與其他的儲(chǔ)能方式相比，液化空氣儲(chǔ)能具有儲(chǔ)能成本低、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)儲(chǔ)能密度*、儲(chǔ)能容量大、選址靈活等特點(diǎn)，在電網(wǎng)*供能的應(yīng)用中具有顯著優(yōu)勢(shì)。

4安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)解決方案

4.1概述

安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能，涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。在應(yīng)用上支持能量調(diào)度，具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對(duì)電池組性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(duì)電池組進(jìn)行充放電控制，優(yōu)化了電池性能，提*電池壽命。系統(tǒng)支持Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQLServer。本系統(tǒng)既可以用于儲(chǔ)能一體柜，也可以用于儲(chǔ)能集裝箱，是專門用于儲(chǔ)能設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺(tái)。

4.2適用場(chǎng)合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、*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。

工商業(yè)儲(chǔ)能四大應(yīng)用場(chǎng)景

1）工廠與商場(chǎng)：工廠與商場(chǎng)用電習(xí)慣明顯，安裝儲(chǔ)能以進(jìn)行削峰填谷、需量管理，能夠降低用電成本，并充當(dāng)后備電源應(yīng)急；

2）光儲(chǔ)充電站：光伏自發(fā)自用、供給電動(dòng)車充電站能源，儲(chǔ)能平抑大功率充電站對(duì)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(yùn)行的靈活性，以工業(yè)園區(qū)微網(wǎng)、海島微網(wǎng)、偏遠(yuǎn)地區(qū)微網(wǎng)為主，儲(chǔ)能起到平衡發(fā)電供應(yīng)與用電負(fù)荷的作用；

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

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1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)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：三相電流、三相電壓、總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數(shù)、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、充電樁及總體負(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(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

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。

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(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。

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。

充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來(lái)展示對(duì)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(fèi)用，變化曲線、各個(gè)充電樁的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。

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(huà)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。

4.4.2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

4.4.3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、有序充電、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等。

圖17策略配置界面

4.4.4運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備規(guī)定時(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、正向有功電能等。

圖18運(yùn)行報(bào)表

4.4.5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)閉等遙信變位，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19實(shí)時(shí)告警

4.4.6歷史事件查詢

應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(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20歷史事件查詢

4.4.7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、0.5～63.5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(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）；

5）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、95%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21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

4.4.8遙控功能

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)程遙控操作。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過(guò)管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預(yù)置、遙控返校、遙控執(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22遙控功能

4.4.9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23曲線查詢

4.4.10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)的用電情況，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24統(tǒng)計(jì)報(bào)表

4.4.11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25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。

4.4.12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(kāi)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、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

圖26通信管理

4.4.13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（如遙控操作，運(yùn)行參數(shù)修改等）。可以定義不同*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27用戶權(quán)限

4.4.14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*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(kāi)關(guān)量波形。

圖28故障錄波

4.4.15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q10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

5結(jié)論

與依托抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和氫氣儲(chǔ)能的系統(tǒng)相比，本文提出的液空聚能環(huán)-智慧能源微電網(wǎng)系統(tǒng)具有適用性廣、效率*、周期成本低等優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品可保障微網(wǎng)系統(tǒng)充分利用風(fēng)能、太陽(yáng)能，并能根據(jù)用戶負(fù)荷需求，直接為用戶提供熱負(fù)荷、冷負(fù)荷，減少能源二次轉(zhuǎn)化，提升能源系統(tǒng)的整體效率。設(shè)備相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)成熟，具有產(chǎn)業(yè)化難度低且使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。從全生命周期來(lái)看，該技術(shù)成本低廉且適應(yīng)不同規(guī)模場(chǎng)景需求，投資回收期在2~3年，回收期短，經(jīng)濟(jì)效益明顯。與傳統(tǒng)分布式能源相比，產(chǎn)品引入液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，提*了系統(tǒng)整體的運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)了全系統(tǒng)穩(wěn)定配電、能源儲(chǔ)存，提升了系統(tǒng)的可靠網(wǎng)頻率。本文提出了電網(wǎng)頻率校正控制適應(yīng)性的電網(wǎng)運(yùn)行場(chǎng)景域描述方法，利用控制量整定范圍評(píng)價(jià)電網(wǎng)頻率校正策略的適應(yīng)性，并基于電網(wǎng)實(shí)際參數(shù)構(gòu)建了仿真模型，驗(yàn)證本文所提策略的適應(yīng)性。

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