0引言

光儲充一體化指的是利用屋頂光伏、光伏停車棚、儲能及新能源汽車充電樁形成的微電網系統。光儲充系統作為重要的電力供應系統，通過光能發電的形式提供電力支持，為設備的運行提供動力保障，使設備在運行過程中能夠根據電能的需求和設備的運行需要做好能源的供給。光儲充系統與傳統的發電系統不同，具有成本低、發電效率高以及電能傳輸效果理想等特點，在應用中能夠根據系統的應用需要和系統的具體應用情況做好轉換。基于綜合交通樞紐系統的建設要求，建設光儲充系統能夠使交通樞紐系統中的設備獲得穩定的電力供應，滿足設備的運行要求。

1綜合交通樞紐建設光儲充系統的必要性

1.1有利于解決交通樞紐的設備供電問題

應用光儲充系統并建立完善的光儲充發電和電能傳輸系統，能夠解決交通樞紐的設備供電問題，使交通樞紐的設備在運行過程中能夠得到電力系統的有力支持，能夠在電能供應方面滿足供應要求，保證電能在供應的有效性和快速性方面達標。根據電能供應的實際特點以及電能供應的具體情況做好電力的籌劃，使交通樞紐的設備供電問題得到妥善解決。圍繞交通樞紐的建設實際，以及交通樞紐的建設要求，在設備供電問題的解決過程中，光儲充系統具有其他系統不具有的優勢，無論是電能的綜合利用，還是光能發電的環保特性，以及發電的經濟性都比其他的系統具有優勢。所以，建設光儲充系統對解決交通樞紐的設備供電問題具有重要影響，能夠解決系統的供電難題提高系統的運輸效率，保證系統在運轉過程中能夠在電力供應的環節解決問題。

1.2有利于提高交通樞紐的工作效率

交通樞紐在運行過程中需要設備的有力支持，設備的電力需求至關重要，在交通樞紐設備的運行中如何解決設備的運行問題，如何滿足設備的運行要求，需要在電力供應方面有所側重。建設光儲充系統能夠從源頭上解決系統的供電問題，使交通樞紐設備在供電過程中能夠依托光儲充系統達到供電目標，提高系統的運行效率，使系統在運行過程中能夠根據系統的運行要求和系統的運行特點采取有效的運行措施，滿足系統穩定運行的目標。通過光儲充系統的建設，能夠為交通樞紐系統的供電提供有力支持，保證交通樞紐供電過程中能夠提高供電的效率和供電系統的運行穩定性，使供電系統在工作過程中能夠得到有力的電能支持，并且在設備運行的安全性和設備運行的穩定性方面能夠達標”。所以，做好交通樞紐供電系統的建設，并將光儲充系統作為重要的供電設備類型，對交通樞紐供電系統的建設具有重要影響。

2綜合交通樞紐光儲充系統的技術特點

2.1能夠實現太陽能發電

綜合交通樞紐光儲充系統能夠實現太陽能發電其發電原理主要是利用光伏系統收集陽光，將光能轉變成電能，提高系統的發電效率，使光儲充系統能夠實現光伏發電和電能的有效傳輸，為綜合交通樞紐設備的運行提供有力的系統支持和電力支持。其中，光儲充系統在發電過程中能夠達到發電的效率要求，在發電系統的安全性和發電系統的穩定性方面能夠達標并且在發電過程中能夠按照系統的供電要求和設備的用電需求進行發電，解決系統的供電問題。因此，能利用太陽能發電是光儲充系統的重要優勢，也是解決光儲充系統運行問題的有效手段，對光儲充系統的運行效果和綜合交通樞紐的運輸效果具有重要影響。光儲充系統在運行過程中技術特點突出，能夠解決交通樞紐系統的發電問題，為交通樞紐系統的工作提供電力支持。

2.2 技術成熟度高

對于交通樞紐系統的運行而言，光儲充系統的技術成熟度相對較高，能夠根據設備的運行特點、運行要求以及設備的運行實際做好電力供應。系統在運行過程中，電力供應是影響系統運行效果的重要因素，在運行中光充系統能夠實現系統的運轉，為系統的運行和交通樞紐系統的工作提供有力支持。目前光儲充系統的技術成熟度相對較高，在應用中能夠滿足系統的應用要求，根據設備的耗電要求和設備的運行特點制定有效的電能供應措施，滿足電能的需求，使交通樞紐設備在運行過程中能夠在電力供應方面達標，避免電力供應不足影響系統的正常運行。光儲充系統在電力供應中具有供電持續性好、供電效果好和供電穩定等特點，所應用的發電技術和電能傳輸技術相對成熟，對解決系統的運行問題和滿足系統運行要求具有重要影響。

3綜合交通樞紐建設光儲充系統的可行性研究

3.1 成本低，建設周期短

綜合交通樞紐建設光儲充系統，其建設成本相對較低，建設周期短，能夠在短時間內建設完成，保證綜合交通樞紐的供電設備能夠達到運行要求，在短時間之內實現系統的自動供電，滿足綜合交通樞紐的設備運行要求。目前光儲充系統在建設中對建設手段要求較高，需要在建設中采取科學的建設方式，并在技術的應用方面能夠達到應用要求。避免光儲充系統在建設中應采取的方式不正確或建設手段存在問題影響建設效果。在具體建設環節中，需要夯實建設基礎，科學優化建設手段和建設流程，使綜合交通樞紐在建設過程中能夠達到建設目標，能夠在光儲充系統的建設中發揮其技術優勢和技術特點，對系統的運行和設備的穩定供電提供努力支持，使空充系統在建設的有效性和建設質量方面能夠達標，解決系統的建設問題使系統在建設的快速性和建設成本的控制方面能夠滿足系統運行要求。

3.2 對場地要求不高，能夠實現場地的綜合利用

從目前光儲充系統的應用來看，光儲充系統對場地要求不高，能夠充分利用現有的場地進行光能發電，并根據光發電的實際特點和光發電的具體要求做好系統的應用。結合光系統的應用實際和光儲充系統的工作原理，在光儲充系統的綜合利用中，能夠在場地的綜合利用和場地的優化方面提高運營效果，提高場地的運用效果，能夠在運營的有效性和場地的運營效果方面得到保證。由此可見，在光儲充系統的應用過程中所采取的應用手段和系統建設措施對系統的正常運行以及系統的發展和系統的具體應用具有重要影響。只有了解光充系統的這一特點，并按照光儲充系統的運行實際做好系統的優化和建設，才能使光儲充系統在建設中能夠提高建設效果，保證光儲充系統在建設有效性和建設整體性方面達標，為光儲充系統的建設提供有力支持。

3.3 電力供應持續性強，能夠交通樞紐設備需要

光儲充系統的電力供應持續性強，能夠滿足交通樞紐的設備運行需要，在電力供應方面既要考察光儲充系統的建設要點和電力供應能力，同時也要根據光儲充系統的具體應用情況和系統的運行特點做好系統的建設。目前光儲充系統在建設過程中需要圍繞系統的建設要求和系統的建設特點做好系統的優化工作，使系統在建設過程中，能夠依靠系統的自身特點和系統的建設優勢與優化，使系統在建設中能夠達到低成本的要求，實現系統的正常發電和系統的有效運行，為系統的發展應用以及系統應用效果的提升提供有力幫助。因此，在光儲充系統的應用過程中，需要根據應用的特點和要求以及應用的具體情況做好光儲充系統的建設工作，保證光儲充系統在建設有效性和建設的速度方面能夠達到建設要求。做好光儲充系統的建設，圍繞光柱中系統的運行實際，細化光儲充系統的建設措施，對解決光儲充系統的建設問題和滿足光儲充系統的建設需要具有重要影響。

4 Acrel-2000MG微電網能量管理系統概述

4.1概述

Acrel-2000MG微電網能量管理系統，是我司根據新型電力系統下微電網監控系統與微電網能量管理系統的要求，總結國內外的研究和生產的經驗，專門研制出的企業微電網能量管理系統。本系統滿足光伏系統、風力發電、儲能系統以及充電樁的接入，全天進行數據采集分析，直接監視光伏、風能、儲能系統、充電樁運行狀態及健康狀況，是一個集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該系統在安全穩定的基礎上以經濟優化運行為目標，提升可再生能源應用，提高電網運行穩定性、補償負荷波動；有效實現用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。

微電網能量管理系統應采用分層分布式結構，整個能量管理系統在物理上分為三個層：設備層、網絡通信層和站控層。站級通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協議，物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等。系統支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

4.2技術標準

本方案遵循的標準有：

本技術規范書提供的設備應滿足以下規定、法規和行業標準：

GB/T26802.1-2011工業控制計算機系統通用規范1部分：通用要求

GB/T26805.2-2011工業控制計算機系統工業控制計算機基本平臺2部分：性能評定方法

GB/T26802.5-2011工業控制計算機系統通用規范第5部分：場地安全要求

GB/T26802.6-2011工業控制計算機系統通用規范第6部分：驗收大綱

GB/T2887-2011計算機場地通用規范

GB/T20270-2006信息安全技術網絡基礎安全技術要求

GB50174-2018電子信息系統機房設計規范

DL/T634.5101遠動設備及系統第5-101部分:傳輸規約基本遠動任務配套標準

DL/T634.5104遠動設備及系統第5-104部分:傳輸規約采用標準傳輸協議子集的IEC60870-5-網絡訪問101

GB/T33589-2017微電網接入電力系統技術規定

GB/T36274-2018微電網能量管理系統技術規范

GB/T51341-2018微電網工程設計標準

GB/T36270-2018微電網監控系統技術規范

DL/T1864-2018型微電網監控系統技術規范

T/CEC182-2018微電網并網調度運行規范

T/CEC150-2018低壓微電網并網一體化裝置技術規范

T/CEC151-2018并網型交直流混合微電網運行與控制技術規范

T/CEC152-2018并網型微電網需求響應技術要求

T/CEC153-2018并網型微電網負荷管理技術導則

T/CEC182-2018微電網并網調度運行規范

T/CEC5005-2018微電網工程設計規范

NB/T10148-2019微電網1部分：微電網規劃設計導則

NB/T10149-2019微電網2部分：微電網運行導則

4.3適用場合

系統可應用于城市、高速公路、工業園區、工商業區、居民區、智能建筑、海島、無電地區可再生能源系統監控和能量管理需求。

4.4型號說明

5系統配置

5.1系統架構

本平臺采用分層分布式結構進行設計，即站控層、網絡層和設備層，詳細拓撲結構如下：

圖1典型微電網能量管理系統組網方式

6系統功能

6.1實時監測

微電網能量管理系統人機界面友好，應能夠以系統一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態及有關故障、告警等信號。其中，各子系統回路電參量主要有：三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值；狀態參數主要有：開關狀態、斷路器故障脫扣告警等。

系統應可以對分布式電源、儲能系統進行發電管理，使管理人員實時掌握發電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態及發電單元與儲能單元運行功率設置等。

系統應可以對儲能系統進行狀態管理，能夠根據儲能系統的荷電狀態進行及時告警，并支持定期的電池維護。

微電網能量管理系統的監控系統界面包括系統主界面，包含微電網光伏、風電、儲能、充電樁及總體負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求，也可將充電，儲能及光伏系統信息進行顯示。

圖2系統主界面

子界面主要包括系統主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統計列表等。

6.1.1光伏界面

圖3光伏系統界面

本界面用來展示對光伏系統信息，主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態監測及報警、逆變器及電站發電量統計及分析、并網柜電力監測及發電量統計、電站發電量年有效利用小時數統計、發電收益統計、碳減排統計、輻照度/風力/環境溫濕度監測、發電功率模擬及效率分析；同時對系統的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數據進行展示。

6.1.2儲能界面

圖4儲能系統界面

本界面主要用來展示本系統的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖5儲能系統PCS參數設置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數進行設置，包括開關機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

圖6儲能系統BMS參數設置界面

本界面用來展示對BMS的參數進行設置，主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖7儲能系統PCS電網側數據界面

本界面用來展示對PCS電網側數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數等。

圖8儲能系統PCS交流側數據界面

本界面用來展示對PCS交流側數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數、溫度值等。同時針對交流側的異常信息進行告警。

圖9儲能系統PCS直流側數據界面

本界面用來展示對PCS直流側數據，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側的異常信息進行告警。

圖10儲能系統PCS狀態界面

本界面用來展示對PCS狀態信息，主要包括通訊狀態、運行狀態、STS運行狀態及STS故障告警等。

圖11儲能電池狀態界面

本界面用來展示對BMS狀態信息，主要包括儲能電池的運行狀態、系統信息、數據信息以及告警信息等，同時展示當前儲能電池的SOC信息。

圖12儲能電池簇運行數據界面

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，并展示當前電芯的*大、*小電壓、溫度值及所對應的位置。

6.1.3風電界面

圖13風電系統界面

本界面用來展示對風電系統信息，主要包括逆變控制一體機直流側、交流側運行狀態監測及報警、逆變器及電站發電量統計及分析、電站發電量年有效利用小時數統計、發電收益統計、碳減排統計、風速/風力/環境溫濕度監測、發電功率模擬及效率分析；同時對系統的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數據進行展示。

6.1.4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、電量費用，變化曲線、各個充電樁的運行數據等。

6.1.5視頻監控界面

圖15微電網視頻監控界面

本界面主要展示系統所接入的視頻畫面，且通過不同的配置，實現預覽、回放、管理與控制等。

6.2發電預測

系統應可以通過歷史發電數據、實測數據、未來天氣預測數據，對分布式發電進行短期、超短期發電功率預測，并展示合格率及誤差分析。根據功率預測可進行人工輸入或者自動生成發電計劃，便于用戶對該系統新能源發電的集中管控。

圖16光伏預測界面

6.3策略配置

系統應可以根據發電數據、儲能系統容量、負荷需求及分時電價信息，進行系統運行模式的設置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、有序充電、動態擴容等。

圖17策略配置界面

6.4運行報表

應能查詢各子系統、回路或設備選定時間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。

圖18運行報表

6.5實時報警

應具有實時報警功能，系統能夠對各子系統中的逆變器、雙向變流器的啟動和關閉等遙信變位，及設備內部的保護動作或事故跳閘時應能發出告警，應能實時顯示告警事件或跳閘事件，包括保護事件名稱、保護動作時刻；并應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關人員。

圖19實時告警

6.6歷史事件查詢

應能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數、電芯溫度（鋰離子電池）、壓力（液流電池）、光照、風速、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。

圖20歷史事件查詢

6.7電能質量監測

應可以對整個微電網系統的電能質量包括穩態狀態和暫態狀態進行持續監測，使管理人員實時掌握供電系統電能質量情況，以便及時發現和消除供電不穩定因素。

1）在供電系統主界面上應能實時顯示各電能質量監測點的監測裝置通信狀態、各監測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度和正序/負序/零序電流值；

2）諧波分析功能：系統應能實時顯示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：系統應能顯示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；應能顯示電壓偏差與頻率偏差；

4）功率與電能計量：系統應能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率；應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；應能提供有功負荷曲線，包括日有功負荷曲線（折線型）和年有功負荷曲線（折線型）；

5）電壓暫態監測：在電能質量暫態事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發生時，系統應能產生告警，事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關人員；系統應能查看相應暫態事件發生前后的波形。

6）電能質量數據統計：系統應能顯示1min統計整2h存儲的統計數據，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：事件記錄應包含事件名稱、狀態（動作或返回）、波形號、越限值、故障持續時間、事件發生的時間。

圖21微電網系統電能質量界面

6.8遙控功能

應可以對整個微電網系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。系統維護人員可以通過管理系統的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執行的操作順序，可以及時執行調度系統或站內相應的操作命令。

圖22遙控功能

6.9曲線查詢

應可在曲線查詢界面，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、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。

圖23曲線查詢

6.10統計報表

具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況，即該節點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。對微電網與外部系統間電能量交換進行統計分析；對系統運行的節能、收益等分析；具備對微電網供電可靠性分析，包括年停電時間、年停電次數等分析；具備對并網型微電網的并網點進行電能質量分析。

圖24統計報表

6.11網絡拓撲圖

系統支持實時監視接入系統的各設備的通信狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構；可在線診斷設備通信狀態，發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

圖25微電網系統拓撲界面

本界面主要展示微電網系統拓撲，包括系統的組成內容、電網連接方式、斷路器、表計等信息。

6.12通信管理

可以對整個微電網系統范圍內的設備通信情況進行管理、控制、數據的實時監測。系統維護人員可以通過管理系統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端口，快速查看某設備的通信和數據情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

圖26通信管理

6.13用戶權限管理

應具備設置用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控操作，運行參數修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

圖27用戶權限

6.14故障錄波

應可以在系統發生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各相關電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統安全運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6段錄波，每次錄波可記錄故障前8個周波、故障后4個周波波形，總錄波時間共計46s。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關量波形。

圖28故障錄波

6.15事故追憶

可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數據，包括開關位置、保護動作狀態、遙測量等，形成事故分析的數據基礎。

用戶可自定義事故追憶的啟動事件，當每個事件發生時，存儲事故前面10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關點數據。啟動事件和監視的數據點可由用戶選定和隨意修改。

圖29事故追憶

7結束語

通過對光儲充系統的了解以及光儲充系統的建設要求，在建設過程中需要根據交通樞紐建設的實際情況做好光儲充系統的建設，使光儲充系統在建設的整體性、有效性以及建設效果方面得到提升。為交通樞紐建設提供有力支持，保證交通樞紐建設在實施過程中能夠在建設效果方面得到保證，并且在建設的效果成本控制以及建設的速度方面能夠達到建設目標，圍繞建設的要求做好建設措施的細化，確保光儲充系統的建設能夠提高建設效果推動光儲充系統的有效建設。

參考文獻

[1] 邱慧芳.綜合交通樞紐建設光儲充系統的可行性研究[J].中文科技期刊數據庫(文摘版)工程技術.2021(9):157-158.

[2] 解磊,王建基,耿敏,等.光儲充一體化電站建設關鍵技術研究[J].通信電源技術,2018,35(12):26-27.

[3] 安科瑞企業微電網設計與應用設計，2022，05版.