任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：電力調(diào)度自動化系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，與電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行密切相關(guān)。隨著電網(wǎng)覆蓋范圍的擴(kuò)大以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的提升，對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)提出了更高的運(yùn)行要求和標(biāo)準(zhǔn)，這就需要合理應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)一步提升電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的智能化與自動化水平，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量。基于此，簡要概述智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的重要性，*點(diǎn)分析智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，以供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度自動化系統(tǒng)；智能電網(wǎng)技術(shù)；應(yīng)用

0引言

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平不斷提升，消費(fèi)能力進(jìn)一步增強(qiáng)。在此過程中，大量電氣設(shè)備的使用導(dǎo)致電能消耗量不斷增加，供電企業(yè)需不斷加強(qiáng)對電力系統(tǒng)的建設(shè)和擴(kuò)展，確保供電質(zhì)量，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的用電需求。除此之外，供電企業(yè)應(yīng)在電網(wǎng)改造中積極引入各種計(jì)算機(jī)、自動化等技術(shù)，加快電網(wǎng)智能化、自動化的建設(shè)進(jìn)程。智能電網(wǎng)技術(shù)能夠有效提高供電企業(yè)的工作效率和質(zhì)量，減少工作人員的工作負(fù)擔(dān)和工作量，有利于推動電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展。

1智能電網(wǎng)技術(shù)的概念

智能電網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)電網(wǎng)組成部分、各個(gè)設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)與信息共享，同時(shí)聯(lián)通用戶側(cè)與電源側(cè)，賦予電力系統(tǒng)智能化、有效化、高靈活性的特點(diǎn)，確保電網(wǎng)可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、有效、環(huán)境友好和使用安全"。智能電網(wǎng)技術(shù)具有良好的自適應(yīng)性，能夠自主適應(yīng)電能供應(yīng)和需求間的變化，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的有效自適應(yīng)，充分利用能源資源。智能電網(wǎng)技術(shù)具有非常強(qiáng)的自愈能力和可靠性，能夠自主監(jiān)測、快速定位、診斷、隔離和動態(tài)處理電力系統(tǒng)在運(yùn)行中所出現(xiàn)的各種故障和干擾因素，防止事故擴(kuò)大，為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行提供有力支持。因此，智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)有著很大的意義。

2智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中應(yīng)用的重要性

能在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電力調(diào)度的智能化和自動化，提高電力調(diào)度效率，而且能夠優(yōu)化調(diào)度人員的配置，及時(shí)解決電力調(diào)度中存在的問題，為電力調(diào)度方案的制定提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)支撐。

首先，可以利用電力需求側(cè)管理技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)和負(fù)荷情況，進(jìn)行智能分析和判斷，制定科學(xué)的電力調(diào)度方案，合理調(diào)配人力資源，提高電力調(diào)度的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。其次，可以利用智能無功補(bǔ)償技術(shù)，通過安裝無功補(bǔ)償裝置，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對電力資源的優(yōu)化調(diào)配。再次，可以利用智能巡檢技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)的故障和異常情況。*后，可以利用信息傳感和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測電網(wǎng)的電壓、電流、功率因數(shù)等，及時(shí)獲取電網(wǎng)狀態(tài)和負(fù)荷情況，及時(shí)排查和解決故障問題，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。因此，在建設(shè)電力系統(tǒng)的過程中，需要重視對智能電網(wǎng)技術(shù)的研究和應(yīng)用，充分發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值和作用，進(jìn)一步提升電力調(diào)度的工作效率和質(zhì)量。

3智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

3.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(圖1)通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理。將該技術(shù)應(yīng)用在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中，能夠?qū)崟r(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控電力設(shè)備，通過信息傳感設(shè)備及時(shí)獲取設(shè)備的狀態(tài)信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)警電力設(shè)備的故障問題，同時(shí)還可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對電力設(shè)備進(jìn)行智能調(diào)度，提高電力系統(tǒng)巡檢和電力調(diào)度的自動化。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)結(jié)合運(yùn)用，對電力負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致分析，挖掘電力負(fù)荷變化規(guī)律和影響因素，為電力負(fù)荷預(yù)測提供更為準(zhǔn)確、整體的數(shù)據(jù)支持，為電力調(diào)度管理和節(jié)能減排方案制定提供依據(jù)參考。

圖1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

3.2大數(shù)據(jù)技術(shù)

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)量非常龐大，并且各子系統(tǒng)間存在數(shù)據(jù)不互通、信息孤島等問題，不利于電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的運(yùn)行控制，而大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用可以解決上述問題。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠有效整合多源數(shù)據(jù)，消除電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中各子系統(tǒng)間的信息孤島。例如，利用數(shù)據(jù)采集與整合技術(shù)能夠?qū)⒏髯酉到y(tǒng)的數(shù)據(jù)整合到一個(gè)數(shù)據(jù)庫，將海量的歷史數(shù)據(jù)儲存起來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和融合。通過數(shù)據(jù)清洗與預(yù)處理技術(shù)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和清洗，去除無效數(shù)據(jù)和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。然后利用數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)存儲、分析和挖掘這些歷史數(shù)據(jù)，并找出數(shù)據(jù)間的關(guān)系和規(guī)律，以此為電力調(diào)度提供決策支持。與此同時(shí)，還可以借助可視化技術(shù)，將各種數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的規(guī)律和關(guān)系以直觀的柱狀圖、條狀圖、折線圖或三維圖等形式呈現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化轉(zhuǎn)化，促進(jìn)各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和融合。

3.3云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)是一種分布式計(jì)算技術(shù)，其可將巨大的數(shù)據(jù)計(jì)算處理程序分解成無數(shù)個(gè)小程序，然后通過多臺服務(wù)器組成的系統(tǒng)處理和分析這些小程序，得到的結(jié)果返回給用戶，支持用戶在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)和任何設(shè)備上使用計(jì)算資源，非常適用于電力調(diào)度自動化系統(tǒng)。云計(jì)算技術(shù)以網(wǎng)絡(luò)資源為基礎(chǔ)，通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)集成式管理，進(jìn)而降低電力調(diào)度的能耗和管理成本。云計(jì)算技術(shù)具有強(qiáng)大的儲存能力和分析能力，可以利用服務(wù)器保存大量的原始資源，方便后續(xù)的分析，對于電力系統(tǒng)的調(diào)度有著很好的改善作用。在具體應(yīng)用中，可以利用云計(jì)算技術(shù)的分布式管理功能將電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的計(jì)算任務(wù)分解成多個(gè)小程序，然后通過多臺服務(wù)器組成的系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算和任務(wù)調(diào)度，快速完成計(jì)算任務(wù)，提高電力調(diào)度的效率和準(zhǔn)確性。同時(shí)可以搭配使用桌面云技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的桌面虛擬化和電力信息的大數(shù)據(jù)分析，為電力調(diào)度數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和深入挖掘分析提供有效幫助。

3.4人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是當(dāng)今社會發(fā)展乃至未來科技發(fā)展的*點(diǎn)和關(guān)鍵，對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運(yùn)行效率和效果的提升有著積極作用。人工智能技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用具體體現(xiàn)在以下4點(diǎn)。

3.4.1專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)(圖2)是一種基于人工智能技術(shù)的計(jì)算機(jī)程序，其能夠模擬人類專家的決策過程，解決特定領(lǐng)域內(nèi)的復(fù)雜問題。在電力調(diào)度自動化工作中，專家系統(tǒng)可以采集、存儲和分析電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的各種類型數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警信息等，還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。一旦電力調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)生故障，專家系統(tǒng)可以模擬該系統(tǒng)中的故障情況，快速、準(zhǔn)確地判斷故障的類型和位置，并提供相應(yīng)的處理措施，提高電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性同時(shí)，專家系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)的運(yùn)行情況，給出*優(yōu)的調(diào)度方案，為調(diào)度人員提供決策支持，協(xié)助調(diào)度人員制訂合理的調(diào)度計(jì)劃四。此外，專家系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全管理，包括安全漏洞檢測、訪問控制、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)等，避免系統(tǒng)遭受攻擊或出現(xiàn)數(shù)據(jù)泄露等問題。專家系統(tǒng)還可以用于模擬各種電力調(diào)度自動化場景，幫助調(diào)度人員學(xué)習(xí)掌握各種技巧方法，提高調(diào)度人員的綜合能力水平。

3.4.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種由許多互相連接的人工神經(jīng)元組成的網(wǎng)絡(luò)，能夠模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的能力，通過對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，自適應(yīng)地調(diào)整內(nèi)部參數(shù)和權(quán)重，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)、參數(shù)識別和控制，包括電壓無功控制、頻率調(diào)整、負(fù)荷管理等。例如，在電力系統(tǒng)中同時(shí)傳輸多個(gè)負(fù)載需求時(shí)，應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用調(diào)度，根據(jù)問題的具體需求，選擇合適的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和算法，構(gòu)建一個(gè)能夠解決該問題的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。然后使用歷史數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行訓(xùn)練，通過多次迭代和調(diào)整模型參數(shù)，使模型的預(yù)測結(jié)果越來越接近于真實(shí)結(jié)果，之后使用測試數(shù)據(jù)對訓(xùn)練好的模型進(jìn)行測試，經(jīng)驗(yàn)證模型可用后，可以優(yōu)化和調(diào)度電力流動，保證電網(wǎng)整體的穩(wěn)定運(yùn)行和安全性。除此之外，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還能構(gòu)建自適應(yīng)調(diào)整診斷模型，結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測到的設(shè)備信息數(shù)據(jù)來制定和實(shí)施自適應(yīng)的調(diào)整控制策略，及時(shí)切除故障，保護(hù)電力設(shè)備設(shè)施，實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的自動化控制。

圖2專家系統(tǒng)

3.4.3智能圖像識別

智能圖像識別能夠?qū)﹄娏υO(shè)備的紅外圖像、可見光圖像等進(jìn)行分析，判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障。同時(shí)還能夠?qū)﹄娏υO(shè)備進(jìn)行定位，迅速找出設(shè)備的具體位置，并建立相應(yīng)的設(shè)備臺賬，提高電力設(shè)備的管理效率和準(zhǔn)確性。此外，還可以在變電站機(jī)房等區(qū)域安裝智能圖像識別設(shè)備用于火災(zāi)檢測。

3.4.4智能機(jī)器人

智能機(jī)器人在目前電力調(diào)度工作中主要用于電力設(shè)備的巡檢和狀態(tài)監(jiān)測。由于智能機(jī)器人配置了視覺傳感器、激光傳感器、內(nèi)窺鏡等設(shè)備，可以檢驗(yàn)檢查電力設(shè)備的表面狀態(tài)以及內(nèi)部情況，如檢查設(shè)備是否掉漆、是否存在變形、內(nèi)部是否存在異物漏油等。同時(shí)可以通過各種傳感器，在線監(jiān)測電力設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，如溫度、濕度、壓力、電流、電壓等參數(shù)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常情況。此外，由于智能機(jī)器人具有機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，能夠通過分析設(shè)備的振動數(shù)據(jù)溫度數(shù)據(jù)等，預(yù)測設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，為電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。

4增強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用效果的建議

能為了提高智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用效果，可以圍繞以下4點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新：

1）加強(qiáng)技術(shù)支持。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，對智能電網(wǎng)技術(shù)的要求和標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提升，需要進(jìn)一步加大對相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新研究，推動相關(guān)技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用，如研究和升級電網(wǎng)的硬件設(shè)備、提高電網(wǎng)的信息技術(shù)水平、優(yōu)化電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)等。2）完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)能夠進(jìn)一步提升智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用效果，因此，需要圍繞電網(wǎng)和電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀，進(jìn)一步優(yōu)化和完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)等，確保電力系統(tǒng)的可靠性和安全性，為智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用提供指導(dǎo)和支持。3）加強(qiáng)人才培養(yǎng)。加大對智能電網(wǎng)技術(shù)人才的培養(yǎng)力度，建立完善的培訓(xùn)和激勵機(jī)制，提高技術(shù)人才的綜合素質(zhì)和專業(yè)水平，推動智能電網(wǎng)技術(shù)的普及和應(yīng)用。4）加強(qiáng)管理和維護(hù)。建立完善的電網(wǎng)管理和維護(hù)機(jī)制，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，如建立數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測系統(tǒng)、故快速響應(yīng)機(jī)制等。

5 Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)概述

5.1概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，總結(jié)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入，全天進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，提升可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動；有效實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運(yùn)行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

5.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本方案遵循的標(biāo)準(zhǔn)有：

本技術(shù)規(guī)范書提供的設(shè)備應(yīng)滿足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范1部分：通用要求

GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)基本平臺2部分：性能評定方法

GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范5部分：場地安全要求

GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范6部分：驗(yàn)收大綱

GB/T2887-2011計(jì)算機(jī)場地通用規(guī)范

GB/T20270-2006信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)安全技術(shù)要求

GB50174-2018電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范

DL/T634.5101遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)

DL/T634.5104遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)5-104部分:傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡(luò)訪問101

GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T36270-2018微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

DL/T1864-2018型微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)范

T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規(guī)范

T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)規(guī)范

T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應(yīng)技術(shù)要求

T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負(fù)荷管理技術(shù)導(dǎo)則

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)范

T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范

NB/T10148-2019微電網(wǎng)1部分：微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則

NB/T10149-2019微電網(wǎng)2部分：微電網(wǎng)運(yùn)行導(dǎo)則

5.3適用場合

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。

5.4型號說明

6系統(tǒng)配置

6.1系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

7系統(tǒng)功能

7.1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、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對儲能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲能系統(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、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

7.1.1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、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。

7.1.2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(jī)容量、儲能當(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(shí)針對交流側(cè)的異常信息進(jìn)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(shí)針對直流側(cè)的異常信息進(jìn)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(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)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(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)前儲能電池的SOC信息。

圖12儲能電池簇運(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。

7.1.3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、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。

7.1.4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。

7.1.5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。

7.2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

7.3策略配置

系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(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、動態(tài)擴(kuò)容等。

圖17策略配置界面

7.4運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備選定時(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

7.5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、雙向變流器的啟動和關(guān)閉等遙信變位，及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動作或事故跳閘時(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

7.6歷史事件查詢

應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)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(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，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

7.7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）電壓波動與閃變：系統(tǒng)應(yīng)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(yīng)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(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

7.8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

7.9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

7.10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

7.11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)?，包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計(jì)等信息。

7.12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

7.13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)、管理提供可靠的安全保障。

圖27用戶權(quán)限

7.14故障錄波

應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動準(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)是否正確動作、提高電力系統(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)開關(guān)量波形。

圖28故障錄波

7.15事故追憶

可以自動記錄事故時(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事件，當(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí)，存儲事故qian10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)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶選定和隨意修改。

圖29事故追憶

8系統(tǒng)硬件配置

9結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的智能化、現(xiàn)代化發(fā)展提供了更強(qiáng)的技術(shù)支撐，有利于提升電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。其中，智能電網(wǎng)技術(shù)對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的未來發(fā)展具有重要意義，通過對該技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用和不斷完善，能夠進(jìn)一步提升電力調(diào)度自動化工作的效率和質(zhì)量。未來，仍需要進(jìn)一步創(chuàng)新、改進(jìn)和優(yōu)化智能電網(wǎng)技術(shù)，以此來滿足電力事業(yè)的技術(shù)需求。

參考文獻(xiàn)

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[3] 謝清玉,張耀坤,李經(jīng)緯,面向智能電網(wǎng)的電力大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用[J].電網(wǎng)與清潔能源,2021,37(12):39-46.

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