安科瑞張俊杰

摘要：當(dāng)前，智能微網(wǎng)已經(jīng)成為世界研究課題，而儲(chǔ)能問題仍然是制約智能微網(wǎng)發(fā)展 的瓶頸。

本文完成了“云電科技園智能微網(wǎng)示范工程及實(shí)驗(yàn)測試平臺(tái)建設(shè)研究”，在昆 明云電科技園248kWh磷酸鐵鋰蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)基礎(chǔ)上，展開蓄電池在智能微網(wǎng)中 的應(yīng)用研究，為儲(chǔ)能系統(tǒng)在智能微網(wǎng)系統(tǒng)中進(jìn)一步的應(yīng)用提供理論依據(jù)與實(shí)際應(yīng)用技術(shù)。

首先對各類型蓄電池性能進(jìn)行對比分析，確定云電科技園儲(chǔ)能電池的類型，儲(chǔ) 能堆的容量配置及其選址，同時(shí)確定電池管理系統(tǒng)與逆變系統(tǒng)的配置方案：其次完 成云電科技園248kWh磷酸鐵鋰電池堆儲(chǔ)能系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、運(yùn)行，解決了系統(tǒng) 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，確定了電池管理系統(tǒng)中的參數(shù)門限值，解釋了系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn) 的現(xiàn)象，解釋了電池電壓跳變現(xiàn)象，提出了“電池虛壓”的概念：再次對其逆變系 統(tǒng)應(yīng)用EMTDC電力仿真軟件進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，利用便攜式電力試驗(yàn)錄波分析儀對 電池陣列進(jìn)行了短時(shí)測試，驗(yàn)證了實(shí)際輸出波形，同時(shí)對其進(jìn)行了諧波分析，通過 構(gòu)建云電科技園智能微網(wǎng)系統(tǒng)，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了光伏發(fā)電量的預(yù)測，組建 了預(yù)測平臺(tái)，通過四方公司CSGC一3000通用軟件平臺(tái)開發(fā)出**微網(wǎng)應(yīng)用程序， 即制定出智能微網(wǎng)的控制策略，鋰電池堆的控制方案以及鋰電池堆與超級電容器組 復(fù)合儲(chǔ)能的控制方案，并對其控制效果進(jìn)行研究分析；*后針對云南電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng) 運(yùn)行工況，對鋰電池與超級電容器進(jìn)行恒流、恒功率充放電測試，并對鋰電池堆削 峰填谷作用進(jìn)行研究，并完成鋰電池堆性能的測試。

關(guān)鍵詞：智能微網(wǎng)：磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)：控制策略；削峰填

1蓄電池

1.1蓄電池的工作原理

蓄電池依據(jù)電化學(xué)反應(yīng)原理，即蓄電池與外電路負(fù)載連通，負(fù)極柱上產(chǎn)生的電 子經(jīng)過外電路的負(fù)載流向正極柱，使正極柱的電位降低，從而破壞原來的平衡狀態(tài)， 發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)15 21。電池放電時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能給負(fù)載供電；充電時(shí)將電能 轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)藏起來。

1.2蓄電池的分類

圖2．1莆電池分類

由圖2．1可以看出現(xiàn)在蓄電池的種類繁多，每種電池的應(yīng)用狀況也不盡相同。

1.3蓄電池的性能

1. 容量

單體鋰電池容量是以完全充電后提供的電量來計(jì)的，額定容量就是規(guī)定的蓄電 池在一定條件下應(yīng)該能放出的*低限度電量，用安時(shí)(Ah)來表示，目前市面上常 見的容量有40Ah、100Ah、180Ah、200Ah等。

1. 內(nèi)阻

反應(yīng)中電池內(nèi)部會(huì)形成固液界相膜，構(gòu)成內(nèi)部阻抗，并且該阻抗隨著時(shí)間與電 1產(chǎn)北IU力人學(xué)壩’I：q-住論文 流的變化而改變1531。蓄電池的內(nèi)阻越大自身消耗的能量就越多，所以使用效率就越低。

1. 循環(huán)壽命

蒂電池在正常滿足工況的情況下可經(jīng)歷的循環(huán)充放電次數(shù)就是蓄電池的循環(huán) 壽命。循環(huán)壽命與充放電倍率息息相關(guān)，一般情況下，充電倍率越大，循環(huán)壽命就 越短。目前蓄電池容罱衰減到一個(gè)行業(yè)規(guī)定值時(shí)就可以判定該蓄電池壽命終結(jié)。

1. 荷電保持能力

蓄電池的荷電保持能力是指蓄電池在開路狀態(tài)下存儲(chǔ)的電*，在一定環(huán)境下保 持不變的能力。和其相對應(yīng)的是蓄電池的自放電率，而目前蒂電池出廠時(shí)所做的測 試是以月自放電率來測試蓄電池性能的好壞。

1. **性能

如今的蓄電池都應(yīng)用在很多重要部f-j，例如電力，通信和**部門，所以保證 蓄電池**使用是首要前提。目前，蓄電池在出廠前都做好了**的設(shè)計(jì)，例如防 止溫度異常升高超過規(guī)定臨界值時(shí)不起火、不冒煙、不爆炸：應(yīng)能夠釋放電池內(nèi)部 過高的壓力；同時(shí)電池內(nèi)部配置了限流裝置，以保證**使用蓄電池。

其中，蓄電池的容量與循環(huán)壽命是衡量蓄電池性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)。一般說 來，大電流放電，會(huì)使蓄電池的循環(huán)壽命縮短，而放電深度越大，壽命也會(huì)越短； 蓄電池的容量很大程度上考察的是在一定倍率放電條件下真正放出的容量，可把這 一容量值定義為“校正容量”，在實(shí)際工程中，校正容量才是工程中所需要考察的容量值。

1.4蓄電池的對比分析

由于蓄電池種類很多，而一些蓄電池還在研發(fā)階段，沒有商品化，所以這里只 列出市場上常用蓄電池。各種蓄電池的性能對比如表1．1所示。

表1.1 各種蓄電池性能對比

由表1．1可以看出，鉛酸蓄電池能量密度低，循環(huán)壽命短，雖然由于其技術(shù)成 熟，一直在電力系統(tǒng)儲(chǔ)能中占據(jù)地位，但囚其缺點(diǎn)，目前沒有新增應(yīng)用工程；鎳鎘 電池性能比鉛酸蓄電池好一些，但是由于自身強(qiáng)烈的“記憶效應(yīng)”，并且存在鎘污 染問題，不具有在電力系統(tǒng)中推J。。使用的潛力；鎳氫電池與鎳鎘電池相近，有輕微 的“記憶效應(yīng)”，單體電壓也不高：鈉硫電池具有高的能量密度，循環(huán)壽命很長， 目前在日美等國有了大量的實(shí)際應(yīng)用工程，但是由于其儲(chǔ)能技術(shù)被日本企業(yè)壟斷， 價(jià)格昂貴，所以在我國電力系統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用中很難推JI．；鋰離子電池單體電壓高，使 用**，能量密度也較大，循環(huán)壽命已經(jīng)達(dá)到了一定水平，在電力系統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用中 有很好的前景。

2鋰離子電池

鋰離子電池可以看做是鋰離子濃差電池，電池充電時(shí)，正極產(chǎn)生Li+經(jīng)過電解 液嵌入負(fù)極晶格中：放電時(shí)，Li+從負(fù)極炭層中脫出并嵌入正極，而電子則通過外電 路到達(dá)正極并與Li+復(fù)合。所以由于Li+在正負(fù)極之間往返脫嵌的原理，可以形象地 稱其為“搖椅電池’’ 2.1鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)

鋰離子電池具有能量密度大，綜合循環(huán)效率高，循環(huán)壽命長和工作電壓高等優(yōu) 點(diǎn)16引，但是在常溫下，它的離子導(dǎo)電率相對比較低，不過適合于在溫度較高環(huán)境中 使用，耐高溫，同時(shí)鋰離子電池低溫性能差，另外，鋰離子電池對其充電的倍率、 溫度及電壓大小都有很嚴(yán)格的要求，其保護(hù)控制電路如果制作的不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑捄苋菀?導(dǎo)致電池?fù)p傷，甚至報(bào)廢。此外，在電化學(xué)特性方面鋰離子電池具有不一致性， 這會(huì)導(dǎo)致其放電容量、循環(huán)壽命、電壓及其內(nèi)阻等存在差異，所以在鋰離子電池使 用的過程中，單體電池的一致性問題會(huì)直接影響到電池組的使用壽命。

2.2鋰離子電池的分類及其特性對比

迄今為止，市面上出現(xiàn)的鋰離子電池主要包括鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷 酸鐵鋰電池等，鈷酸鋰是*早問世的鋰離子電池，其理論容量密度高達(dá)280mAh／g， 單體電壓大，電化學(xué)性能也較先前出現(xiàn)的電池穩(wěn)定，但是由于資源短缺，其價(jià)格昂 貴，同時(shí)材料中包括鈷元素，致使電池有毒；錳酸鋰則資源豐富，價(jià)格便宜，同時(shí)又無毒，但是其容量密度較低，才有150mAh／g，在高溫工作環(huán)境下其容量的衰 減較快，造成的循環(huán)壽命較短；三元材料的容量密度可達(dá)l 70mAh／g以上，價(jià)格較鈷酸鋰要便宜的多，但是這種電池材料難于合成，難于控制，所以產(chǎn)品的性能就不是很穩(wěn)定：而新近出現(xiàn)的磷酸鐵鋰電池則具有很長的循環(huán)壽命，在室溫工作 條件下，lC充放電可以循環(huán)2000次，另外其由于原材料的優(yōu)勢，綠色環(huán)保并且在 結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定，保證了其**性比較高，容量密度也在170mAh／g左右，成本低廉，但是磷酸鐵鋰電池的振實(shí)密度較小，所以體積較其它電池要大，由于材料自身的問 題，鋰離子擴(kuò)散速度較慢，其導(dǎo)電性能也略差，又由于是新近出現(xiàn)的，所以生產(chǎn)技 術(shù)上存在一定問題，致使磷酸鐵鋰電池的一致性要差一些性能對比如表2—2所示。

表2-2 4不同鋰離子電池的性能對比。

目前，磷酸鐵鋰電池的導(dǎo)電性差，這個(gè)制約其發(fā)展的問題已經(jīng)解決，就是添加 碳或者加入其它導(dǎo)電劑，但是振實(shí)密度的問題還是較難解決，阻礙了該電池的使用 范圍，所以目前磷酸鐵鋰電池主要作為動(dòng)力電池來應(yīng)用。

2．3電池管理系統(tǒng) 前文提到的鋰離子電池對充放電過程要求嚴(yán)格，其缺點(diǎn)還導(dǎo)致電池成組后單體 間容量、內(nèi)阻和電壓存在不一致的現(xiàn)象，故從單體到模塊再到陣列，其能量密度和 功率密度性能都有衰減，另外即使鋰離子電池內(nèi)部有保護(hù)電路，也需要正規(guī)的管 理系統(tǒng)對電池進(jìn)行管理，所以在工程應(yīng)用中為了保障電池陣列*大限度地發(fā)揮其性 能，實(shí)現(xiàn)其容量和能量利用的效率，研究人員提出了電池管理系統(tǒng)(BMS)。

2.3.1電池管理系統(tǒng)的定義 電池管理系統(tǒng)是根據(jù)儲(chǔ)能電池陣列特點(diǎn)來設(shè)計(jì)的應(yīng)用系統(tǒng)，針對使用鋰離子電 池為儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)能電池陣列，完成電池陣列的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、報(bào)警和保護(hù) 等功能1801。如圖2．2功能圖所示。

圖2．2 BMS系統(tǒng)功能圖

在實(shí)際工程系統(tǒng)中，電池管理系統(tǒng)(BMS)由電池組管理單元(BMU)構(gòu)成* 低層部分，再由電池組管理系統(tǒng)(BCMS)對每個(gè)BMU進(jìn)行管理，*終由電池陣 列管理系統(tǒng)(BAMS)輪轄管理系統(tǒng)中每個(gè)BCMS。三部分共同構(gòu)成電池管理系統(tǒng)。

2.3.2電池管理系統(tǒng)的作用 電池管理系統(tǒng)主要包括以下幾部分功能f8I．84】：

1. 具有**采集電池電流、電壓和溫度參數(shù)，同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，即顯示電池組 工作狀態(tài)，*終以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)提供給運(yùn)行人員。
2. 在采集正確狀態(tài)參數(shù)的前提下，應(yīng)用一定的內(nèi)部算法預(yù)測電池的電量狀態(tài)， 即對電池陣列、電池組和單體電池進(jìn)行荷電狀態(tài)(SOC)的估計(jì)。
3. 具有參數(shù)設(shè)定和權(quán)限管理功能，即包括遠(yuǎn)程設(shè)定和本地設(shè)定。
4. 具有電量均衡功能，即可實(shí)現(xiàn)單體電池間的電量均衡，可以提供無源被動(dòng) 均衡或有源主動(dòng)均衡。
5. 具有事件記錄功能，即包括報(bào)警事件，保護(hù)事件，同時(shí)與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通 信，把電池的狀態(tài)傳告給逆變器(PCS)，以便于逆變器更準(zhǔn)確地控制電池充放電狀 態(tài)及充放電功率大小。

電池管理系統(tǒng)的功能是針對于鋰離子電池成組而言的，可以更好地發(fā)揮電池陣 列的儲(chǔ)能功效，同時(shí)更好地保護(hù)電池陣列，保證電池陣列的使用壽命。

3安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)解決方案

3.1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)對電池組性能進(jìn)行實(shí)時(shí)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(jìn)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(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)。

3.2適用場合

3.2.1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、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

3.2.2工商業(yè)儲(chǔ)能四大應(yīng)用場景

1）工廠與商場：工廠與商場用電習(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)用場景：工商業(yè)儲(chǔ)能進(jìn)行探索融合發(fā)展新場景，已出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心、5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應(yīng)用場景。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.4系統(tǒng)功能

3.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測

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。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(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(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及報(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)測及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、電站發(fā)電量年**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、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統(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

本界面主要用來展示對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

本界面用來展示對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(chǔ)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(shí)針對交流側(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(shí)針對直流側(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

本界面用來展示對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

本界面用來展示對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

本界面用來展示對電池簇信息，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*大、*小電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。

風(fēng)電界面

圖13風(fēng)電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對風(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**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、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對系統(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(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)所接入的視頻畫面，且通過不同的配置，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

3.4.2發(fā)電預(yù)測

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

圖16光伏預(yù)測界面

3.4.3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

3.4.4運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備指定時(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、總無功功率、正向有功電能等。

圖18運(yùn)行報(bào)表

3.4.5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

3.4.6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

3.4.7電能質(zhì)量監(jiān)測

應(yīng)可以對整個(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，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)測點(diǎn)的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點(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、無功功率和視在功率；應(yīng)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(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：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、*大值、*小值、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、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

3.4.8遙控功能

應(yīng)可以對整個(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

3.4.9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

3.4.10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；對系統(tǒng)運(yùn)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(shí)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(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。

圖24統(tǒng)計(jì)報(bào)表

3.4.11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?

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。

3.4.12通信管理

可以對整個(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。系統(tǒng)維護(hù)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(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

3.4.13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）。可以定義不同級別用戶的登錄名、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**保障。

圖27用戶權(quán)限

3.4.14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、后過程的各相關(guān)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(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)**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28故障錄波

3.4.15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)，包括開關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測量等，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)可由用戶指定和隨意修改。

圖29事故追憶

3.5系統(tǒng)硬件配置清單

4總結(jié)

本文介紹了蓄電池的工作原理及分類，在介紹蓄電池性能的基礎(chǔ)上對比分析了同蓄電池的性能。另外，分析了鋰離子蓄電池的優(yōu)缺點(diǎn)，對不同正極材料的鋰離子蓄電池進(jìn)行了性能對比，闡明了新近出現(xiàn)的磷酸鐵銼電池的優(yōu)缺點(diǎn)。*后，簡單介紹了電池管理系統(tǒng)的組成及其作用。