前言

今年以(yi)來，在政(zheng)策利好(hao)推動(dong)下光伏、風力(li)發(fa)電(dian)、電(dian)化學(xue)儲能及(ji)(ji)抽水蓄能等新能源行業發(fa)展迅速(su)，裝機(ji)容量均大幅度增(zeng)長(chang)，新能源發(fa)電(dian)已經成為(wei)新型電(dian)力(li)系(xi)統重要的(de)組成部分，同時這也導致新型電(dian)力(li)系(xi)統比傳(chuan)統的(de)電(dian)力(li)系(xi)統更為(wei)復雜，未來預計(ji)可再生(sheng)能源裝機(ji)規模仍將快速(su)增(zeng)長(chang)，逐步完成能源體系(xi)的(de)深度轉型，最終實現“碳中和"目標(biao)。隨之而(er)來的(de)是光伏電(dian)站、儲能以(yi)及(ji)(ji)配套的(de)電(dian)氣設施怎么通過(guo)系(xi)統來實現的(de)運維管理(li)，使之安全、可靠、運行。

關鍵字：光伏監(jian)控；光伏運(yun)維(wei)；儲(chu)能(neng)監(jian)控；儲(chu)能(neng)運(yun)維(wei)；箱變(bian)監(jian)測(ce)

1. 2023年光伏、儲能(neng)發展趨勢

據國(guo)(guo)(guo)家能源(yuan)(yuan)局(ju)新能源(yuan)(yuan)和可再生能源(yuan)(yuan)司(si)數據顯示(shi)，2023年一(yi)季(ji)度全(quan)(quan)國(guo)(guo)(guo)光(guang)伏新增(zeng)(zeng)并網33.66GW，同(tong)比(bi)(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)154.8%，其(qi)中集中式(shi)光(guang)伏發(fa)電(dian)15.53GW，分(fen)(fen)布式(shi)光(guang)伏發(fa)電(dian)18.13GW。截至一(yi)季(ji)度末(mo)(mo)，全(quan)(quan)國(guo)(guo)(guo)光(guang)伏發(fa)電(dian)裝機容(rong)(rong)量(liang)達到425GW，其(qi)中集中式(shi)光(guang)伏249GW，分(fen)(fen)布式(shi)光(guang)伏176GW。太(tai)陽(yang)能發(fa)電(dian)投資(zi)完成522億元，同(tong)比(bi)(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)177.6%。一(yi)季(ji)度全(quan)(quan)國(guo)(guo)(guo)風(feng)電(dian)新增(zeng)(zeng)并網容(rong)(rong)量(liang)10.40GW，其(qi)中陸上(shang)風(feng)電(dian)9.89GW，海上(shang)風(feng)電(dian)0.51GW。截至一(yi)季(ji)度末(mo)(mo)，全(quan)(quan)國(guo)(guo)(guo)風(feng)電(dian)累(lei)計裝機達到376GW，同(tong)比(bi)(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)11.8%，其(qi)中陸上(shang)風(feng)電(dian)345GW，海上(shang)風(feng)電(dian)30.89GW。風(feng)電(dian)投資(zi)完成約249億元，同(tong)比(bi)(bi)增(zeng)(zeng)長(chang)15%。

2023年(nian)1-4月(yue)電(dian)化學(xue)儲(chu)(chu)(chu)能投運項目共73個，裝機(ji)規模(mo)為2.523GW/5.037GWh，裝機(ji)功率較去年(nian)同(tong)期（374.4MW）同(tong)比增長577.1%。其中磷酸(suan)鐵鋰儲(chu)(chu)(chu)能項目高達(da)69個，裝機(ji)規模(mo)為2.52GW/5.019GWh；液流電(dian)池儲(chu)(chu)(chu)能項目共4個，裝機(ji)規模(mo)為3.1MW/ 18.1MWh。

光(guang)伏電(dian)站和(he)電(dian)化學儲(chu)能電(dian)站裝機容量在今年上半年均大幅增(zeng)長(chang)(chang)，預計受政策激勵影響，接下來光(guang)儲(chu)系統還會(hui)保持較大增(zeng)長(chang)(chang)，以滿(man)足雙(shuang)碳計劃的要求。

2. 光伏、儲能運維市場(chang)分(fen)析

在(zai)光伏、儲能行業(ye)飛速發(fa)展的(de)(de)(de)(de)同時(shi)，已建的(de)(de)(de)(de)光伏、風力發(fa)電(dian)站和儲能系統的(de)(de)(de)(de)監控(kong)、運維(wei)管理(li)項(xiang)目(mu)的(de)(de)(de)(de)招(zhao)標(biao)(biao)(biao)(biao)也(ye)非常(chang)多，2023年上(shang)半年，光伏電(dian)站開(kai)發(fa)企業(ye)運維(wei)招(zhao)標(biao)(biao)(biao)(biao)規模28.6GW，同比增長204.3%，上(shang)述(shu)28.6GW招(zhao)標(biao)(biao)(biao)(biao)項(xiang)目(mu)中(zhong)，目(mu)前公(gong)布中(zhong)標(biao)(biao)(biao)(biao)結(jie)果(guo)的(de)(de)(de)(de)共計(ji)14.9GW，中(zhong)標(biao)(biao)(biao)(biao)情況(kuang)見(jian)表1。光伏代運維(wei)價(jia)格(ge)因光伏電(dian)站的(de)(de)(de)(de)地理(li)分布、容量、環境(jing)以及考(kao)核條件的(de)(de)(de)(de)不同，價(jia)格(ge)也(ye)會有較大的(de)(de)(de)(de)差(cha)異，從表1可以看出運維(wei)價(jia)格(ge)至1.93元/年*kW。

表1 光伏(fu)電站代(dai)運(yun)維招標(biao)及(ji)中標(biao)情況

同樣儲(chu)(chu)(chu)能(neng)電(dian)站(zhan)的(de)代(dai)運(yun)(yun)(yun)維(wei)(wei)(wei)價格波動也比較大，比如廣東電(dian)網能(neng)源投資有限公司發布(bu)2023年200MWh用戶側儲(chu)(chu)(chu)能(neng)項目設備及(ji)運(yun)(yun)(yun)維(wei)(wei)(wei)招標公告(gao)，運(yun)(yun)(yun)維(wei)(wei)(wei)服務價格為6元/年*kWh；克拉瑪依市600MW光伏配套120MW/240MWh儲(chu)(chu)(chu)能(neng)運(yun)(yun)(yun)維(wei)(wei)(wei)總承包(bao)開標價格為499元/年*kWh，運(yun)(yun)(yun)維(wei)(wei)(wei)包(bao)含光伏設備、儲(chu)(chu)(chu)能(neng)設備以及(ji)配套的(de)箱變等電(dian)氣設備的(de)運(yun)(yun)(yun)維(wei)(wei)(wei)。

光(guang)伏(fu)、儲能系統的(de)(de)(de)(de)代運維(wei)(wei)價(jia)格不(bu)高(gao)，而(er)且(qie)考核壓力(li)大，運維(wei)(wei)工作(zuo)繁(fan)瑣，管(guan)(guan)理(li)不(bu)當還存(cun)在(zai)安全(quan)風險(xian)，如(ru)果不(bu)采(cai)用合適的(de)(de)(de)(de)監控(kong)系統來管(guan)(guan)理(li)和(he)運維(wei)(wei)，人(ren)(ren)力(li)成本(ben)將會(hui)非常(chang)高(gao)，而(er)且(qie)發電(dian)(dian)(dian)效率也難以掌控(kong)，這(zhe)將會(hui)導致(zhi)代運維(wei)(wei)公司無法盈利。在(zai)很長一(yi)段(duan)時間(jian)里，新(xin)能源(yuan)(yuan)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)運維(wei)(wei)管(guan)(guan)理(li)都是很“粗(cu)糙"的(de)(de)(de)(de)，一(yi)句話(hua)就是——堆人(ren)(ren)。早期(qi)發電(dian)(dian)(dian)設備的(de)(de)(de)(de)不(bu)完備、急于上馬引起的(de)(de)(de)(de)施(shi)工漏洞(dong)又多，選址科學性的(de)(de)(de)(de)不(bu)足(zu)等等，都使得(de)管(guan)(guan)理(li)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)離不(bu)開人(ren)(ren)力(li)的(de)(de)(de)(de)支撐。但這(zhe)一(yi)過(guo)程并非沒有變化。通過(guo)各(ge)種技術手(shou)段(duan)升級，新(xin)能源(yuan)(yuan)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)運維(wei)(wei)逐漸從粗(cu)放(fang)式管(guan)(guan)理(li)向精益管(guan)(guan)理(li)轉變。從業者也就在(zai)不(bu)斷(duan)探索怎(zen)么(me)縮減(jian)對人(ren)(ren)力(li)的(de)(de)(de)(de)依(yi)賴，怎(zen)樣提高(gao)管(guan)(guan)理(li)效率。

3. 分布式光伏(fu)電站監控及集中運(yun)維管理

光(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)運(yun)(yun)維(wei)(wei)對(dui)光(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)發電(dian)(dian)量至關重要(yao)，包(bao)括光(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)組件(jian)、逆變(bian)器以及(ji)相關的(de)(de)(de)電(dian)(dian)氣回路(lu)、升壓(ya)(ya)變(bian)壓(ya)(ya)器及(ji)并(bing)網柜等(deng)(deng)，數(shu)(shu)據(ju)監(jian)(jian)(jian)測(ce)是(shi)光(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)運(yun)(yun)維(wei)(wei)中一個非(fei)常重要(yao)的(de)(de)(de)部分(fen)，可以通(tong)過運(yun)(yun)維(wei)(wei)管理系(xi)統實(shi)時獲取光(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)各項(xiang)數(shu)(shu)據(ju)指標，并(bing)通(tong)過這些數(shu)(shu)據(ju)指標來(lai)判斷(duan)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)狀況和效(xiao)率。在數(shu)(shu)據(ju)監(jian)(jian)(jian)測(ce)方(fang)面(mian)，需要(yao)對(dui)光(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)進(jin)行(xing)以下幾項(xiang)檢(jian)測(ce)：首(shou)先，需要(yao)對(dui)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)、電(dian)(dian)流、功(gong)(gong)率等(deng)(deng)參數(shu)(shu)進(jin)行(xing)實(shi)時監(jian)(jian)(jian)測(ce)，以了解光(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)實(shi)時工作狀態。其次，需要(yao)對(dui)光(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)溫(wen)濕度、太(tai)陽輻(fu)照度等(deng)(deng)環(huan)境(jing)因(yin)素(su)進(jin)行(xing)監(jian)(jian)(jian)測(ce)，以了解電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)環(huan)境(jing)情況。最后，需要(yao)對(dui)光(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)累計發電(dian)(dian)量、組件(jian)和逆變(bian)器的(de)(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)情況等(deng)(deng)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)和分(fen)析(xi)，以便及(ji)時采取相應的(de)(de)(de)維(wei)(wei)護措施。GB/T 38946-2020《分(fen)布式光(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)發電(dian)(dian)系(xi)統集中運(yun)(yun)維(wei)(wei)技術規范》對(dui)分(fen)布式光(guang)(guang)伏(fu)(fu)(fu)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)運(yun)(yun)維(wei)(wei)以及(ji)集中運(yun)(yun)維(wei)(wei)主(zhu)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)、運(yun)(yun)維(wei)(wei)子站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)功(gong)(gong)能(neng)均作出明(ming)確要(yao)求。

3.1 相關(guan)標準

《分布式光伏發電(dian)系統(tong)集中運維(wei)技(ji)術規范》GB/T 38946

《戶用分布式光伏發電并網接口技術規(gui)范》GB/T 33342

《分(fen)布式(shi)光(guang)伏發電系統遠(yuan)程監控技術規范》GB/T 34932

《光伏(fu)發電(dian)站設計規范》GB 50797

《分布式電源并網(wang)運行控制規范》GB/T 33592

《分布式(shi)電源接(jie)入電網(wang)技(ji)術規(gui)定》Q/GDW1480

3.2 系(xi)統構(gou)成

集中運維系(xi)統可(ke)包(bao)括主(zhu)站(zhan)和子站(zhan)以(yi)及之間(jian)的通(tong)(tong)信(xin)通(tong)(tong)道,系(xi)統結(jie)構可(ke)參照圖1。

a)主站與子站間的(de)通信(xin)可采用無線(xian)(GPRS/3G/4G)?公網?專(zhuan)網(專(zhuan)線(xian)/VPN加密鏈路)方式,宜采取(qu)相應的(de)信(xin)息(xi)安全防護措施;

b)主站與外部系統的(de)通信滿足相(xiang)應系統的(de)接入要求(qiu);

c)視頻信息不宜與(yu)監控數(shu)據傳輸共用一個通(tong)道;

d)支(zhi)持(chi)與電網(wang)調(diao)度系統通(tong)信(xin),通(tong)信(xin)規約宜采用(yong)DL/T634.5101?DL/T634.5104;支(zhi)持(chi)與各子站通(tong)信(xin)。

圖(tu)1 運維主站(zhan)與子站(zhan)系統(tong)架構

運維(wei)子(zi)站可根(gen)據(ju)分布式光(guang)伏(fu)電站裝機容量、有/無人值(zhi)班(ban)等情況設置，在(zai)無人值(zhi)班(ban)的(de)情況下當(dang)地可不(bu)設置運維(wei)子(zi)站，數據(ju)直接通過數據(ju)網關上傳運維(wei)主(zhu)站。

3.3 光(guang)伏(fu)運維子(zi)站解決(jue)方案

安(an)科瑞Acrel1000-DP分布(bu)(bu)式(shi)(shi)光(guang)伏電站電力監(jian)控系統為分布(bu)(bu)式(shi)(shi)光(guang)伏電站運(yun)維(wei)子系統提供(gong)了解決方案，滿足(zu)GB/T 38946《分布(bu)(bu)式(shi)(shi)光(guang)伏發電系統集(ji)中運(yun)維(wei)技術規范》中對運(yun)維(wei)子站的相關技術要求。

①　數據信號采集

（1）運維子(zi)站采(cai)集的(de)模擬量數據(ju)包括下列內(nei)容:

a)分布式光伏發(fa)電系(xi)統每個并網點有功功率(lv)?無功功率(lv)?電壓(ya)?電流?頻率(lv)?電能量等數據;

b)分布式(shi)光伏逆變器(qi)有功(gong)(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)?無功(gong)(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)?電壓?電流(liu)?功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)?溫(wen)度(du)等數據;

c)匯(hui)流(liu)(liu)箱各路(lu)電流(liu)(liu)?匯(hui)總輸出(chu)電流(liu)(liu)?母線電壓量等數據;

d)分布式(shi)光(guang)伏發電(dian)系統周(zhou)圍環境(jing)包括環境(jing)溫度(du)(du)?輻照度(du)(du)?電(dian)池板溫度(du)(du)等數據;

e)子站應建(jian)立(li)數據存(cun)儲,存(cun)儲時間應不少于(yu)7d?

圖2 分布式光伏監控(kong)系(xi)統數(shu)據顯示

（2）運維(wei)子站(zhan)采集的狀態信(xin)號包括下列內(nei)容(rong):

a)分布式光伏(fu)發(fa)電公共連接(jie)點(dian)斷(duan)路器?隔(ge)離(li)刀閘和接(jie)地(di)刀閘位置?保護硬接(jie)點(dian)狀態以及遠方/就地(di)控制等各種開(kai)關量信號;

b)分布式光伏發電每(mei)個并網點斷路(lu)器和隔離開關的位置信(xin)號(hao)?重合閘位置?保護動作(zuo)及(ji)告警(jing)信(xin)號(hao);

c)光伏逆變器運行狀態及告警(jing)信號;

d)分布式光伏(fu)發電主升壓(ya)變壓(ya)器(qi)分接頭擋位(當(dang)采用有載調壓(ya)變壓(ya)器(qi));

e)光伏(fu)匯流(liu)箱(xiang)保(bao)護動作及告警信(xin)號;

f)分(fen)布式光伏發電保護?安全自(zi)動(dong)裝置(zhi)等設備狀態,保護動(dong)作(zuo)及告(gao)警(jing)信(xin)(xin)號,運行(xing)人員操作(zuo)順序記錄信(xin)(xin)息?

圖3 分布式光伏監控系統狀態(tai)顯示

②　數據信息處理

子(zi)站宜對(dui)(dui)所(suo)采(cai)集(ji)的(de)實(shi)時信息(xi)進(jin)行數字濾波?有效性檢查?工程值轉換(huan)?信號接點抖動(dong)消除?刻(ke)度計(ji)算(suan)等加工?數據采(cai)集(ji)子(zi)系統可進(jin)行數據合理性檢查?異常數據分(fen)(fen)析?事件分(fen)(fen)類(lei)等處(chu)理,并(bing)支持常用(yong)的(de)計(ji)算(suan)功能,支持對(dui)(dui)采(cai)集(ji)的(de)各類(lei)原始數據和(he)(he)應用(yong)數據分(fen)(fen)類(lei)存儲和(he)(he)管理?

圖4 分布式光伏監控系統數據展示

3.4 光伏運(yun)維主站解決方案

安科瑞AcrelEMS企業微電網(wang)能效管理平(ping)臺適用于分布式(shi)光伏(fu)電站(zhan)的運(yun)維管理。GB/T 38946《分布式(shi)光伏(fu)發電系統集中(zhong)(zhong)運(yun)維技(ji)術規范》中(zhong)(zhong)對集中(zhong)(zhong)運(yun)維主站(zhan)的相關技(ji)術要求如下(xia)：

①　集中運(yun)行監視宜(yi)具備以下(xia)功能:

a)基礎信息展示:基礎信息包括場(chang)(chang)站名稱?場(chang)(chang)站地理位置?場(chang)(chang)站容(rong)量?場(chang)(chang)站組件面積(ji)等;

b)電(dian)站實時(shi)監視(shi):具備主(zhu)要測點的分時(shi)?分日?分月(yue)以及(ji)分年的數(shu)值展(zhan)示圖表(biao);

圖5 分布式(shi)光伏電站場站管(guan)理及發電功率(lv)實時監(jian)控

c)電(dian)站(zhan)統計分(fen)析:具備主要性(xing)能參(can)數的分(fen)時?分(fen)日?分(fen)月以及分(fen)年的數值展示圖表,主要性(xing)能指標(biao)包括系統PR?等(deng)效利(li)用小時數等(deng);

d)歷史(shi)信息查詢(xun)(xun):逆變(bian)器?匯流箱?電度表?環境監測儀?并網(wang)點?變(bian)壓器等設(she)備(bei)監測點的歷史(shi)數據查詢(xun)(xun)與導出;

e)單(dan)電站數(shu)據展示(shi):直觀展示(shi)電站全年(nian)?各月的計劃完(wan)成(cheng)情況(kuang)?上網電量(liang)?綜合效(xiao)率等統計指標(biao);

f)多場站數據展示:對集團級的(de)多電站計劃完(wan)成率(lv)?上網電量?綜(zong)合效率(lv)和資源(yuan)分(fen)布等(deng)關鍵指標進(jin)行多角度?多維(wei)度的(de)分(fen)析;

g)報表(biao)管理:根(gen)據需(xu)求選擇歷史數據,生(sheng)成(cheng)不(bu)同格式(shi)和類型的報表(biao);報表(biao)應支持文件導(dao)出和打印等功能?

圖(tu)6 日月年發電數(shu)據報表(biao)及逆變器(qi)發電曲線分(fen)析(xi)

②　操作與控(kong)制宜具備以下功能(neng):

a)支(zhi)持對電(dian)站設(she)備的操(cao)(cao)作與(yu)控制,包(bao)括(kuo)遙控?遙調?人工置數?標識牌(pai)操(cao)(cao)作?閉鎖(suo)和解鎖(suo)等操(cao)(cao)作;

b)防(fang)(fang)誤(wu)(wu)閉(bi)(bi)鎖(suo)(suo):支持多(duo)種類(lei)型自動防(fang)(fang)誤(wu)(wu)閉(bi)(bi)鎖(suo)(suo)功(gong)(gong)能,包括基于(yu)預定義規則的常規防(fang)(fang)誤(wu)(wu)閉(bi)(bi)鎖(suo)(suo)和基于(yu)拓撲分析的防(fang)(fang)誤(wu)(wu)閉(bi)(bi)鎖(suo)(suo)功(gong)(gong)能;操作(zuo)指(zhi)令宜經過防(fang)(fang)誤(wu)(wu)驗證,并有出錯告警(jing)功(gong)(gong)能;

c)順(shun)序(xu)控(kong)制:能夠(gou)按(an)照預先設定的順(shun)序(xu)和流(liu)程控(kong)制電站設備(bei)動作;

d)支持操(cao)作與控制可視化;

e)操作與(yu)控制宜有記錄,包括操作人,操作對象?操作內容?操作時間?操作結果等,可供調閱和打印(yin)?

圖7 遙控(kong)操(cao)作(zuo)驗(yan)證(zheng)及操(cao)作(zuo)記(ji)錄

③　故障告警(jing)管理宜具備以下功能:

a)能夠將分布式光伏發電系(xi)統現場所采集到的各設備故障類遙信(xin)信(xin)號上報至集中運維系(xi)統進(jin)行(xing)展示;

b)能(neng)夠記(ji)錄故障告警的發生時間(jian)?設備位(wei)置?最(zui)近操作(zuo)記(ji)錄?故障狀(zhuang)態等(deng)信息(xi);

c)能(neng)夠對在(zai)集中運(yun)維系(xi)統(tong)中展示出來的故(gu)障類遙信(xin)信(xin)號的信(xin)息進(jin)行(xing)基本操作,如刪除?信(xin)息修改?查詢;

d)能(neng)夠(gou)對故障信(xin)息排(pai)查解(jie)決完畢后對故障造成的損失進行評估;

e)能夠對由故障告警及處置過程形成的故障案例進行(xing)分類管理,具備快速訪問和(he)查詢的功能?

圖8 告警分級和異(yi)常分析

④　集中運(yun)營管理宜具備以(yi)下功能:

a)運(yun)行值(zhi)班管理對將電站生產運(yun)行值(zhi)班過(guo)程中(zhong)的主要(yao)事件進行記錄;

b)巡(xun)(xun)點(dian)檢(jian)管理:制定巡(xun)(xun)點(dian)檢(jian)的操(cao)作方案,包含巡(xun)(xun)點(dian)檢(jian)設備?巡(xun)(xun)點(dian)檢(jian)路線(xian)?巡(xun)(xun)點(dian)檢(jian)任(ren)務以及異常數據(ju)反饋等功能,異常數據(ju)可以自動觸發故(gu)障單;

c)報告報表功能(neng):能(neng)夠按(an)照既定要(yao)求(qiu)形成相應的(de)報告和報表功能(neng),并支持文件導(dao)出要(yao)求(qiu);

d)資(zi)料管理(li)功能(neng):具(ju)備對系統相關(guan)資(zi)料進行分類管理(li)的功能(neng),并(bing)支持快速訪問和(he)查閱?

圖9 巡檢管理及用戶(hu)報告

⑤　設備(bei)?工器具及備(bei)品備(bei)件管理宜具備(bei)以下功能:

a)物資(zi)編(bian)碼管(guan)理:系統(tong)宜支持按照GB/T50549要求進行(xing)編(bian)碼設定的功能;

b)物資臺賬管理:系統宜支持對設備和(he)部件?備品備件?工器具等物資信(xin)息和(he)資料進行(xing)分類(lei)錄入?刪(shan)除?修(xiu)改和(he)查詢的功(gong)能;

c)工(gong)器具管理:集中運維(wei)系統(tong)宜具備對(dui)場站配(pei)備的(de)(de)工(gong)器具的(de)(de)種類和數(shu)量統(tong)計功能(neng),同時宜具備對(dui)工(gong)器具校驗(yan)周期提醒(xing)的(de)(de)功能(neng);

d)備(bei)(bei)(bei)品備(bei)(bei)(bei)件管(guan)理:集中運維系統宜具(ju)備(bei)(bei)(bei)場站配(pei)備(bei)(bei)(bei)的備(bei)(bei)(bei)品備(bei)(bei)(bei)件的種(zhong)類和數量統計功能,同(tong)時宜具(ju)備(bei)(bei)(bei)對備(bei)(bei)(bei)品備(bei)(bei)(bei)件安全庫存的定義(yi)和缺(que)庫提醒的功能?

圖(tu)10 設備(bei)檔案和設備(bei)保養(yang)管理

⑥　安全管(guan)理宜具備以下功能:

a)安全組織(zhi)(zhi)管理:實(shi)現集團公司(si)?電站區域公司(si)安全組織(zhi)(zhi)架構設定(ding)功(gong)能;

b)安全綜(zong)合管理(li)(li):各種安全相關的(de)制度?培訓(xun)?考核(he)?應急等的(de)文檔(dang)管理(li)(li)功能;

c)安全檢(jian)查管(guan)理(li):實現安全檢(jian)查計劃?任務?結果的管(guan)理(li)功能;

d)安(an)(an)全事故(gu)管(guan)理(li):實(shi)現安(an)(an)全事故(gu)登(deng)記與處理(li)閉環管(guan)理(li)功(gong)能?

⑦　檢修維修管理(li)宜具備以下功能:

a)檢修(xiu)維修(xiu)單管(guan)理:實現各種(zhong)故(gu)障檢修(xiu)維修(xiu)工(gong)作(zuo)的(de)單據登記?檢修(xiu)

維修過(guo)程(cheng)的資料?檢修維修結果的信息管理功能;

b)檢修(xiu)計劃管理:實(shi)現檢修(xiu)計劃信息的(de)登記管理功能,信息內容包括基本的(de)季度?月度檢查計劃等;

c)缺陷(xian)管理(li):實現各種設備?各來源的缺陷(xian)信息(xi)登(deng)記?缺陷(xian)處理(li)及處理(li)結果信息(xi)登(deng)記功能(neng);

d)隱(yin)(yin)患(huan)管理:實現(xian)各(ge)種設(she)備(bei)?各(ge)來源的隱(yin)(yin)患(huan)信息登記(ji)?隱(yin)(yin)患(huan)治理及治理的記(ji)過信息登記(ji)功能;

e)預(yu)防(fang)性維(wei)護(hu)(hu)(hu)管(guan)理(li):實(shi)現預(yu)防(fang)性維(wei)護(hu)(hu)(hu)計劃,維(wei)護(hu)(hu)(hu)工作(zuo)的內容登記維(wei)護(hu)(hu)(hu)管(guan)理(li);包括預(yu)防(fang)性維(wei)護(hu)(hu)(hu)計劃?定期預(yu)防(fang)性維(wei)護(hu)(hu)(hu)檢驗等維(wei)護(hu)(hu)(hu)保養(yang)信息內容管(guan)理(li)功能(neng)?

圖11 工(gong)單管(guan)理和缺陷(xian)記(ji)錄

⑧　系統管理宜具備(bei)以下功能:

a)權(quan)(quan)限(xian)設置(zhi):登錄(lu)權(quan)(quan)限(xian)?場站(zhan)權(quan)(quan)限(xian)?功(gong)能權(quan)(quan)限(xian)?數(shu)據權(quan)(quan)限(xian);

b)在線(xian)用戶管理(li):用戶登錄?操作記錄;

c)時(shi)間同步(bu):宜采用簡單網絡時(shi)間協議(SNTP)對時(shi)方(fang)式,并以此同步(bu)各子站;

d)Web功(gong)能:主站宜具備(bei)相關數據的信息發布?瀏覽和下載等Web功(gong)能?

圖12 用戶權限配置及用戶狀態監測

⑨　光伏(fu)發電功率預測

運維主(zhu)站(zhan)可根據(ju)當日(ri)光照(zhao)(zhao)和溫濕度數據(ju)預測(ce)光伏(fu)電(dian)站(zhan)發(fa)電(dian)功率數據(ju)進行對照(zhao)(zhao)，用于驗證光伏(fu)電(dian)站(zhan)發(fa)電(dian)效率。

圖13 光(guang)伏(fu)運維主站、子站發電功率預測功能

3.5 箱(xiang)變測控管理

箱(xiang)式變(bian)電站由于其(qi)占地面(mian)積小(xiao)，性價比高，在分布(bu)式光伏電站中大量應(ying)用。箱(xiang)變(bian)是光伏電站升(sheng)壓并網(wang)的(de)主要電氣(qi)(qi)設備，其(qi)運行(xing)狀態(tai)的(de)好壞，直(zhi)接影響整個光伏發電系統的(de)可靠(kao)性。因(yin)此(ci)需要對箱(xiang)變(bian)進行(xing)電氣(qi)(qi)參(can)(can)數、環境參(can)(can)數、繞組溫度等進行(xing)的(de)監(jian)測(ce)和預警。

l 提供(gong)過電流(liu)保(bao)護(hu)、溫(wen)度保(bao)護(hu)、過/欠電壓保(bao)護(hu)、零序過流(liu)保(bao)護(hu)等功能；

l 實時監測變壓(ya)器高(gao)、低壓(ya)側的(de)電壓(ya)、電流、有功及無(wu)功等參數；

l 實(shi)時監測低壓室(shi)柜門開關(guan)狀(zhuang)態及箱變內溫濕(shi)度、浸水、煙(yan)霧；

l 實時監測變壓器運(yun)行(xing)繞組(zu)溫度；

l 實時監測柜內母排、線(xian)纜接(jie)頭處溫度；

l 互聯互通，支持 有線(xian)或無線(xian)通訊(xun)，可將數據傳輸至(zhi)后臺。

圖14 箱變測控系統圖

通過(guo)AcrelEMS可(ke)實(shi)時監(jian)控箱變(bian)變(bian)壓(ya)器和高低壓(ya)柜電氣參數(shu)(shu)、溫度、箱變(bian)內(nei)濕度等數(shu)(shu)據，在(zai)數(shu)(shu)據超過(guo)正常(chang)閾值或發生異(yi)常(chang)變(bian)位時可(ke)及時發出告(gao)警(jing)信號。

圖15 變(bian)壓器及(ji)箱(xiang)變(bian)環(huan)境監測

3.6 光(guang)伏運維(wei)相(xiang)關(guan)二次設備選型

安科瑞(rui)提供光伏運(yun)(yun)維(wei)子(zi)站(zhan)(zhan)、運(yun)(yun)維(wei)主站(zhan)(zhan)監測軟件、數據網關和保(bao)護測控單(dan)元、交直流監測多功能儀表及(ji)相關傳感器，具備(bei)電(dian)(dian)能質量監測和治理裝(zhuang)置(zhi)，保(bao)障光伏電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)運(yun)(yun)行。

表2 光伏電站監控運維(wei)管理(li)系統(tong)選型方案

4. 電化學(xue)儲能系統監控及集中(zhong)運維管理

近年來在新型電(dian)(dian)(dian)力系統(tong)安全穩定需求下，電(dian)(dian)(dian)化(hua)學儲能(neng)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)快速(su)發(fa)展(zhan)，但是儲能(neng)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)安全運(yun)維(wei)(wei)管理尤(you)為(wei)重要，電(dian)(dian)(dian)池熱失控引發(fa)的(de)(de)(de)事故也時(shi)有(you)發(fa)生。儲能(neng)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)的(de)(de)(de)運(yun)維(wei)(wei)不僅僅是基本的(de)(de)(de)巡(xun)檢，值守，保養，更要不斷積累運(yun)行(xing)的(de)(de)(de)數據，并對當前電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)容量，健康(kang)指標都進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)跟蹤(zong)，進(jin)而不斷調(diao)整控制策略等等。因(yin)此運(yun)維(wei)(wei)人員需具備較高的(de)(de)(de)專業水平和(he)豐富的(de)(de)(de)實(shi)操經驗，配合儲能(neng)運(yun)維(wei)(wei)管理系統(tong)和(he)健全的(de)(de)(de)安全管理規程，才能(neng)高水平地運(yun)維(wei)(wei)，提升(sheng)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)的(de)(de)(de)盈(ying)利。

儲能(neng)電(dian)站的(de)運維管(guan)理主要(yao)包(bao)括電(dian)池(chi)及電(dian)池(chi)管(guan)理系(xi)(xi)統(tong)(tong)(BMS)、儲能(neng)變流器(qi)(qi)(PCS)、能(neng)量管(guan)理系(xi)(xi)統(tong)(tong)(EMS)配套的(de)電(dian)氣系(xi)(xi)統(tong)(tong)(升(sheng)壓變壓器(qi)(qi)、并網開關(guan)柜)、消防系(xi)(xi)統(tong)(tong)、空調系(xi)(xi)統(tong)(tong)、站用(yong)電(dian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)監(jian)測(ce)和(he)運維。

4.1 相(xiang)關(guan)標準

《電(dian)化學儲能電(dian)站(zhan)安全規程》GB/T 42288

《電化(hua)學(xue)儲能(neng)系統接入電網(wang)技術規定》GB/T 36547

《電化學儲能電站設計(ji)規(gui)范》GB 51048

《電化(hua)學儲能電站設計標準（征求意見稿）》

《電化學儲(chu)能系統儲(chu)能變流器技術規范》GB/T 34120

《電力儲能用鋰(li)離(li)子電池(chi)》GB/T 36276

《電化學儲(chu)能(neng)電站(zhan)監控系統技術規范(fan)》NB/T 42090

《電化學儲能電站用鋰離子電池技(ji)術規(gui)范》NB/T 42091

《爆炸危險環境電力裝置設計規(gui)范(fan)》GB 50058

《儲(chu)能電站用鋰離子(zi)電池管理系(xi)統(tong)技(ji)術規(gui)范》GB/T 34131

《電(dian)力系(xi)統(tong)電(dian)化學儲能系(xi)統(tong)通用技術條(tiao)件》 GB/T 36558

4.2 系統(tong)構成

根據(ju)NB/T 42091《電(dian)化學儲能(neng)電(dian)站(zhan)監(jian)控(kong)系(xi)統技術規范》，儲能(neng)監(jian)控(kong)系(xi)統宜采(cai)(cai)用星型網(wang)絡(luo)，功率小于1MW且容量(liang)小于1MWh的(de)電(dian)化學儲能(neng)監(jian)控(kong)系(xi)統宜采(cai)(cai)用單網(wang)配置，如圖16。

圖(tu)16 電化學儲能系(xi)統單網監控系(xi)統網絡結(jie)構圖(tu)

功(gong)率(lv)為1MW及以(yi)上(shang)且(qie)容量(liang)為1MWh及以(yi)上(shang)的電化學儲能(neng)監控(kong)系統宜(yi)采用雙網配冗余(yu)置，如圖17。

圖17 電(dian)化學儲能系統雙網監(jian)控系統網絡結構圖

監測(ce)(ce)設(she)備包括BMS、PCS、保護測(ce)(ce)控設(she)備、其(qi)他設(she)備(電(dian)能(neng)計量、絕(jue)緣監測(ce)(ce)、消(xiao)防(fang)、空調(diao)、站(zhan)用直(zhi)流屏等)。

4.3 電化學儲能電站監控運維管理系統(tong)

Acrel-2000MG儲(chu)能(neng)(neng)(neng)系統(tong)(tong)(tong)能(neng)(neng)(neng)量(liang)管理(li)(li)系統(tong)(tong)(tong)和(he)AcrelEMS企(qi)(qi)業(ye)微電網(wang)(wang)能(neng)(neng)(neng)效(xiao)管理(li)(li)平(ping)臺能(neng)(neng)(neng)夠(gou)對企(qi)(qi)業(ye)微電網(wang)(wang)的(de)源(yuan)（市電、分布式光(guang)伏、微型(xing)風機）、網(wang)(wang)（企(qi)(qi)業(ye)內部配電網(wang)(wang)）、荷(he)(he)(he)(he)（固定負荷(he)(he)(he)(he)和(he)可調負荷(he)(he)(he)(he)）、儲(chu)能(neng)(neng)(neng)系統(tong)(tong)(tong)、新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)汽車充電負荷(he)(he)(he)(he)進(jin)行(xing)(xing)實時監(jian)測和(he)優化(hua)控制(zhi)，保(bao)護微電網(wang)(wang)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)系統(tong)(tong)(tong)運(yun)(yun)行(xing)(xing)安全，實現不同目標(biao)下(xia)源(yuan)網(wang)(wang)荷(he)(he)(he)(he)儲(chu)資(zi)源(yuan)之(zhi)間的(de)靈活互動，增加多策略控制(zhi)下(xia)系統(tong)(tong)(tong)的(de)穩定運(yun)(yun)行(xing)(xing)。同時促進(jin)新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消納、合理(li)(li)削峰(feng)填谷(gu)，減少電網(wang)(wang)建設投資(zi)，提升微電網(wang)(wang)運(yun)(yun)行(xing)(xing)安全，降低運(yun)(yun)行(xing)(xing)成本(ben)。Acrel-2000MG儲(chu)能(neng)(neng)(neng)系統(tong)(tong)(tong)能(neng)(neng)(neng)量(liang)管理(li)(li)系統(tong)(tong)(tong)適(shi)合部署在(zai)本(ben)地，作為(wei)實時監(jian)控、異(yi)常(chang)告(gao)警和(he)策略管理(li)(li)；AcrelEMS企(qi)(qi)業(ye)微電網(wang)(wang)能(neng)(neng)(neng)效(xiao)管理(li)(li)平(ping)臺適(shi)用(yong)于(yu)企(qi)(qi)業(ye)源(yuan)網(wang)(wang)荷(he)(he)(he)(he)儲(chu)充運(yun)(yun)維的(de)一體化(hua)管理(li)(li)平(ping)臺，并提供(gong)移動端(duan)數據服務(wu)和(he)異(yi)常(chang)告(gao)警。

①　數據采集和處理

監(jian)控系統(tong)應(ying)能(neng)通(tong)過測控單元(yuan)及功率(lv)變換系統(tong)、電池(chi)(chi)管理(li)系統(tong)進(jin)行實時信(xin)息的采集和(he)處理(li)。監(jian)控系統(tong)應(ying)設置通(tong)信(xin)接口與電池(chi)(chi)管理(li)系統(tong)連接，接收(shou)和(he)處理(li)的信(xin)息宜包括但不(bu)限于：

a）電(dian)池(chi)模塊的電(dian)壓、溫(wen)度、電(dian)池(chi)能量；

b）電(dian)池(chi)簇的電(dian)流、電(dian)壓、功率、電(dian)池(chi)能(neng)量(liang)、可充(chong)可放(fang)電(dian)量(liang)、累積充(chong)放(fang)電(dian)電(dian)量(liang)，以及最高(gao)、

單體(ti)電壓及其(qi)電池編(bian)號(hao)：

c）電池堆可充(chong)可放電量(liang)、累(lei)積(ji)充(chong)放電電量(liang)；

d）各(ge)種故(gu)障告警(jing)和保護動作信號；

圖18 Acrel-2000MG和AcrelEMS電池(chi)數據采集

功(gong)率變(bian)換系統(PCS)上送信息宜包括但不限于(yu)：

a）開關(guan)量信(xin)息：直流側與交流側接觸(chu)器、斷路器的狀態；運行模式（并網(wang)、離網(wang)）、運行狀態

（充電(dian)、放(fang)電(dian)、待機等(deng)）、就地操作(zuo)把手的(de)狀(zhuang)態等(deng)：

b）模擬(ni)量信息：直流(liu)(liu)側(ce)電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)(liu)、功率，交流(liu)(liu)側(ce)三相電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)(liu)、有功、無功；

c）非電量信息(xi)：IGBT模塊溫(wen)度(du)、電抗器(qi)溫(wen)度(du)、隔離變溫(wen)度(du)等；

d）運(yun)行信息：功率變換(huan)系統(tong)保(bao)護動作(zuo)信號、事故(gu)告(gao)警信號等。

圖18 Acrel-2000MG和AcrelEMS 功率變(bian)換系統數據采集

②　監視和報警

監控系統的監視功能應符合但不限于下列要求(qiu)：

a）應能通過(guo)顯示器對主要電氣設(she)備運行參(can)數和設(she)備狀態進行監視；

b）應能監視并實時顯示(shi)各(ge)設備的(de)通信(xin)狀態和通信(xin)報(bao)文(wen)；

c）電池管理系統、功(gong)率變換系統上(shang)傳監(jian)控系統的(de)遙測(ce)量和告警量須有專門的(de)界面顯示和告警

圖19 Acrel-2000MG和(he)AcrelEMS 監(jian)視(shi)和(he)報警分級

③　控制與調節

控制范圍：站內交流回(hui)路斷路器、功(gong)率(lv)變(bian)換系(xi)統及其他(ta)相關重要設備，包括功(gong)率(lv)變(bian)換系(xi)統啟/停、運行/檢修狀態切換、并網充/放電(dian)、離網放電(dian)、保(bao)護軟壓板投切等。監控系(xi)統根據功(gong)能定(ding)位支持下列應用模式(shi)：削(xue)峰填(tian)谷(gu)、孤網運行、系(xi)統調頻(pin)、電(dian)壓支撐、電(dian)能質(zhi)量治理、平滑功(gong)率(lv)輸出、跟蹤計劃出力(li)。

圖19 Acrel-2000MG和(he)AcrelEMS 儲(chu)能系統監控

④　電能質量監測

監測儲能(neng)系(xi)統交(jiao)流回路的電(dian)壓(ya)波(bo)動與(yu)閃變、三相電(dian)壓(ya)不平衡(heng)、電(dian)壓(ya)暫(zan)升/暫(zan)降(jiang)、短時中斷、諧波(bo)畸變等(deng)工況，實(shi)時記(ji)錄(lu)事(shi)件并(bing)故障錄(lu)波(bo)，為(wei)電(dian)能(neng)質量(liang)分析與(yu)治(zhi)理(li)提供數據來源。

圖20 Acrel-2000MG和(he)AcrelEMS 電能質量分析

⑤　企(qi)業微(wei)電網(wang)能(neng)效(xiao)管理(li)

AcrelEMS企業微電網(wang)能(neng)效管(guan)理平臺(tai)除了對儲能(neng)系統提供(gong)監(jian)控報(bao)警之外，還適用于(yu)企業內部的源(yuan)網(wang)荷儲充運維的一體(ti)化(hua)管(guan)理平臺(tai)，為(wei)企業微電網(wang)能(neng)效管(guan)理提供(gong)的監(jian)測(ce)、優(you)化(hua)控制、設備管(guan)理、運維管(guan)理、分析報(bao)告(gao)等(deng)，并提供(gong)基于(yu)WEB和APP的數(shu)據服務和異常(chang)告(gao)警。

圖(tu)21 AcrelEMS企(qi)業(ye)微電網(wang)能效管理平臺(tai)

4.4 電(dian)化學儲(chu)能(neng)電(dian)站監控運(yun)維管理(li)系統(tong)二次設(she)備選(xuan)型

安科瑞提(ti)供電化學儲(chu)能(neng)(neng)電站監控運維管理軟件、數據網(wang)(wang)關和保(bao)(bao)護測(ce)控單(dan)元、多功能(neng)(neng)儀表及(ji)相(xiang)關傳(chuan)感器(qi)，具(ju)備電能(neng)(neng)質(zhi)量監測(ce)和治(zhi)理裝置，保(bao)(bao)障儲(chu)能(neng)(neng)電站及(ji)企(qi)業微電網(wang)(wang)運行。

表3 儲能電站監控運維管(guan)理系(xi)統(tong)選型方(fang)案

5. 結束語(yu)

在雙碳目標(biao)(biao)以(yi)(yi)及電(dian)(dian)網(wang)運行(xing)安全要求驅(qu)動下，光(guang)伏(fu)發電(dian)(dian)以(yi)(yi)及配套儲能(neng)(neng)系統(tong)未(wei)來(lai)將會得到(dao)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)政策(ce)支持，可以(yi)(yi)想象未(wei)來(lai)也會有越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)資本投入促使(shi)行(xing)業迅速發展，從而提高電(dian)(dian)網(wang)運行(xing)安全，提升(sheng)電(dian)(dian)能(neng)(neng)使(shi)用效率。但是(shi)微電(dian)(dian)網(wang)系統(tong)，特別是(shi)光(guang)伏(fu)電(dian)(dian)站(zhan)和(he)儲能(neng)(neng)電(dian)(dian)站(zhan)的(de)運行(xing)安全不容忽視，需要嚴格按照標(biao)(biao)準，建立光(guang)伏(fu)和(he)儲能(neng)(neng)監(jian)測運維(wei)管(guan)理系統(tong)對光(guang)伏(fu)電(dian)(dian)站(zhan)和(he)儲能(neng)(neng)系統(tong)進行(xing)監(jian)視、預警、控制(zhi)和(he)運維(wei)管(guan)理，保障安全生(sheng)產。

未來新(xin)(xin)型電(dian)(dian)力系統(tong)中，企業(ye)(ye)光儲(chu)充微(wei)電(dian)(dian)網內部以及(ji)企業(ye)(ye)微(wei)電(dian)(dian)網和(he)大電(dian)(dian)網的(de)互動也(ye)會越(yue)來越(yue)頻繁，這需要一套統(tong)一平臺來對企業(ye)(ye)的(de)“源-網-荷(he)-儲(chu)-充"及(ji)運(yun)維(wei)進行統(tong)一監測和(he)管(guan)理，這樣才能保障企業(ye)(ye)微(wei)電(dian)(dian)網穩定低碳(tan)運(yun)行，從而促進新(xin)(xin)型電(dian)(dian)力系統(tong)邁向穩定可靠的(de)良性循(xun)環。