淺談公交光儲充一體化充電站設計
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：在以往電動汽車充電站的建設中，主要是以電網(wǎng)為*導。光儲充一體化解決方案，將能夠解決在有限
的土地資源里配電網(wǎng)的問題，通過能量存儲和優(yōu)化配置實現(xiàn)本地能源生產(chǎn)與用能負荷基本平衡，可根據(jù)需要
與公共電網(wǎng)靈活互動且相對獨立運行，盡可能的使用新能源，緩解了充電樁用電對電網(wǎng)的沖擊，在能耗方
面，直接使用儲能電池給動力電池充電，提高了能源轉換效率。
關鍵詞：公交充電站；儲能系統(tǒng)；光伏系統(tǒng)；充電可靠性；能源監(jiān)控管理
1研究背景
“新基建"是服務于*家長遠發(fā)展和“兩個強國"建設戰(zhàn)略需求，以技術、產(chǎn)業(yè)驅(qū)動，具備集約*效、經(jīng)濟適用、智能綠色、安全可靠特征的一系列現(xiàn)代化基礎設施體系的總稱。電動汽車充電服務設施是“新基建"中一大領域，加速推進城市公交、市政環(huán)衛(wèi)等公共領域運輸作業(yè)車輛新能源化，加快新能源汽車充電樁在北京建設布局，作為“十四五"產(chǎn)業(yè)動力新引擎、助力數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展、構建智慧和諧社會具有重要意義。通過汽車充電網(wǎng)的智能*度，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的削峰填谷，讓電網(wǎng)更加的柔性化，其中*大的價值在于新能源汽車實現(xiàn)把夜晚低谷的棄風、棄光、棄水的電儲存在汽車里帶到*峰期使用，即解決了上游的新能源供應，又解決了下游的消納。近年來，黨*央、國務院*度重視新型基礎設施的建設。以“新基建"為牽引，夯實經(jīng)濟社會*質(zhì)量發(fā)展的“底座"“基石"，對于發(fā)動“十四五"產(chǎn)業(yè)動力新引擎、助力數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展、構建智慧和諧社會具有重要意義。
2光儲充一體化公交充電站建設的必要性
2.1現(xiàn)有充電站面臨的問題
自2015年至2019年，北京地區(qū)共建成公交充電站130余座，總需求容量超過500MVA，年度總用電量已超3.2億kWh。在項目建設過程中，暴露出3方面痛點問題，急需研究解決。一是公交充電負荷存在短時長、負荷大、頻次多、峰谷顯著等特點，對電網(wǎng)造成大電流沖擊；二是新站選址建設中，局部電網(wǎng)難以支撐30%以上的站點用電需求；三是已建設投運公交充電站中，仍存在約25%的容量缺口，供需滿足率較低，對新能源車的推廣造成一定的掣肘。
2.2現(xiàn)有充電網(wǎng)絡面臨的挑戰(zhàn)
公交充電站是城市重要的基礎設施，其規(guī)劃建設是否合理直接影響到城市交通體系的運行和電動公交產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大量電動汽車充電基礎網(wǎng)絡建設對既有配電網(wǎng)增加容量的迫切需求，充電負荷的不連續(xù)性，大規(guī)模無序充電對電網(wǎng)的沖擊和影響也是未來需要解決的問題。
3光儲充一體化公交充電站的總體設計
擬選用朝陽區(qū)東*路和大魯?shù)?48路兩處公交場站作為綜合能源示范試點場站。此兩處場站為滿足充電運營需求，已建設投運260kWh/站的儲能設備，緩解了部分供電壓力，但仍存有缺口。目前在此儲能充電站的基礎上建設光伏系統(tǒng)和能量監(jiān)控管理系統(tǒng)，實現(xiàn)并網(wǎng)自動化運行。并通過能量監(jiān)控管理系統(tǒng)來實現(xiàn)對光伏、儲能和充電設備的智能化管理，采集設備運行數(shù)據(jù)，進行光伏、儲能能量的優(yōu)化調(diào)度，實現(xiàn)削峰填谷，經(jīng)濟用電的目標。系統(tǒng)整體設計方案示意如圖1所示。
3.1光儲充一體化系統(tǒng)架構
3.1.1智能配電柜
改造配電或儲能系統(tǒng)的交流母線，具備光伏并網(wǎng)條件。
3.1.2微網(wǎng)監(jiān)控調(diào)度單元
安裝在智能配電柜中，通過以太網(wǎng)或CAN通信接口查詢各部分的狀態(tài)信息，控制光伏儲能系各部分的運行；通過局域網(wǎng)與監(jiān)控調(diào)度*心進行雙向數(shù)據(jù)交換，接受*心的調(diào)度和管理。
圖1光儲充一體化整體設計方案示意圖
3.1.3電池儲能裝置
包括電池及其管理系統(tǒng)（BMS）、DC/DC模塊組和DC/AC變流器，電池及變流器容量由所在的光伏儲能系統(tǒng)總體參數(shù)確定。由于當前BSC可采用DC/DC+DC/AC的雙級結構，也可以采用DC/AC的單級結構；動力電池可以采用先串后并的形式也可以采用先并后串的形式。
3.1.4充電樁
在光伏儲能系統(tǒng)中以特殊負荷的形式出現(xiàn)，在給電動汽車充電時，表現(xiàn)為負荷的特性；當需要利用電動汽車的儲能容量參與運行時，也可以表現(xiàn)為電源的特性。充電樁通過CAN或以太網(wǎng)與MDU通信，同時還可以通過多種通信介質(zhì)與電動汽車交換信息。
3.2光伏系統(tǒng)技術方案
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本設備包括光伏電池組件、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜等設備，另外還有供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測裝置。其運行模式是在有太陽輻射的條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池組件陣列將太陽能轉換輸出的電能，經(jīng)過直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網(wǎng)逆變器逆變成*流電供給建筑自身負載，多余或不足的電力通過聯(lián)接電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。其工作原理為，在光照條件下，太陽電池組件產(chǎn)生一定的電動勢，通過組件的串并聯(lián)形成太陽能電池方陣，使得方陣電壓達到系統(tǒng)輸入電壓的要求。再通過充放電控制器對蓄電池進行充電，將由光能轉換而來的電能貯存起來。晚上，蓄電池組為逆變器提供輸入電，通過逆變器的作用，將直流電轉換成*流電，輸送到配電柜，由配電柜的切換作用進行供電。蓄電池組的放電情況由控制器進行控制，保證蓄電池的正常使用。光伏電站系統(tǒng)還應有限荷保護和防雷裝置，以保護系統(tǒng)設備的過負載運行及免遭雷擊，維護系統(tǒng)設備的安全使用。
3.3現(xiàn)狀儲能系統(tǒng)技術方案
現(xiàn)有儲能設備為100kW/260kWh，接入單側低壓母線系統(tǒng)中。其主要應對存在少量的容量不足的充電站建設場景，當電網(wǎng)側配變?nèi)萘坎蛔?，儲能系統(tǒng)進行功率補充，滿足充電樁同時工作。
儲能系統(tǒng)包括智能配電、儲能蓄電池組、BMS系統(tǒng)、儲能變流器和儲能監(jiān)控系統(tǒng)。變流器選型根據(jù)儲能*大輸出功率進行選擇。
BMS完成電池組的充放電管理功能，動態(tài)監(jiān)測電池組的電壓，電流，溫度，自動計算SOC（荷電狀態(tài)）。
監(jiān)控主機收集電池儲能單元的運行數(shù)據(jù)進行備份，顯示電池儲能單元運行的各種信息和數(shù)據(jù)，供用戶查看和判斷系統(tǒng)運行狀態(tài)。
電池采用磷酸鐵鋰電池，電池管理系統(tǒng)提供過充、過放、過流、過溫、短路保護，提供充電過程中的電壓均衡功能，具備系統(tǒng)運行狀態(tài)和故障報警顯示，同時能采集所有電池組的信息，通過液晶屏進行參數(shù)設置和修改，根據(jù)電池狀態(tài)調(diào)整充放電控制。儲能變流器設備采用模塊化設計，每個模塊為50kW，二個模塊并聯(lián)組成100kW儲能變流器。設備拓撲采用三電平設計，相比較于兩電平拓撲，三電平拓撲能夠提*開關頻率、轉換效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低輸出諧波、開關損耗和變流器體積。對于新建且大量電源容量缺失的公交場站背景下，電源容量的缺口大甚至可以達到總負荷的50%以上時，這種應用場景就對電池和環(huán)境管理方面有較*的要求，儲能設備電池也可采用鈦酸鋰電池，其具有*倍率、長壽命的特點，亦可滿足電動公交充電運營多次充放需求，大量減少車輛充電對電網(wǎng)側的需求。
3.4能源監(jiān)控管理系統(tǒng)技術方案
整個系統(tǒng)的物理架構分為3層：應用層、網(wǎng)絡層、感知層。主站系統(tǒng)結構如圖2所示。
圖2能源監(jiān)控主站系統(tǒng)結構圖
應用層主要是提供網(wǎng)絡任意端上應用程序之間的接口，實現(xiàn)對負荷數(shù)據(jù)分析等。
網(wǎng)絡層負責數(shù)據(jù)透明傳輸，可實現(xiàn)設備運行信息、設備運行控制命令的傳輸，一般包括接入層和核心層。
感知層負責識別、采集整個系統(tǒng)所有設備、傳感器的運行等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)、試驗平臺、配網(wǎng)信息、用電信息、無功補償、諧波治理等系統(tǒng)和設備的監(jiān)視和控制。
4光儲充一體化充電站建設應用分析
4.1減少局部配電網(wǎng)接入壓力
充電站通過合理設置光儲系統(tǒng)，充分滿足充電需求，降低局部配電網(wǎng)接入壓力，一方面能夠滿足電動汽車充電的總需求，另一方面能夠適應電網(wǎng)發(fā)展能力，保證后期充電設施發(fā)展。
4.2提升電網(wǎng)整體可靠性
充電站配置光伏、儲能并網(wǎng)運行，可實現(xiàn)離網(wǎng)儲能供電，滿足特殊長時間的電力故障搶修要求，大大提*充電站系統(tǒng)整體供電可靠性水平。
4.3節(jié)能*效、清潔環(huán)保
通過建設光、儲、充微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，公交充電站能*大化使用清潔能源，踐行綠色出行、低碳用能新發(fā)展理念。
4.4推動智能電網(wǎng)的發(fā)展
清潔發(fā)展，優(yōu)先利用新能源，改善能源結構，基于能源網(wǎng)互動優(yōu)勢，靈活適應各類電源發(fā)電上網(wǎng)和用戶多樣化用電需求，實現(xiàn)按需生產(chǎn)和調(diào)度。
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，總結國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的*進經(jīng)驗，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)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入，*天候進行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電樁運行狀態(tài)及健康狀況，是一個集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)*安全穩(wěn)定的基礎上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標，提升可再生能源應用，提*電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負荷波動；有效實現(xiàn)用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提*電力設備運行效率、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)濟運行提供了全新的解決方案。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應采用分層分布式結構，整個能量管理系統(tǒng)*物理上分為三個層：設備層、網(wǎng)絡通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡采用標準以太網(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。
本方案遵循的*家標準有：
本技術規(guī)范書提供的設備應滿足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標準：
GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范*1部分：通用要求
GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)工業(yè)控制計算機基本平臺*2部分：性能評定方法
GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范*5部分：場地安全要求
GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范*6部分：驗收大綱
GB/T2887-2011計算機場地通用規(guī)范
GB/T20270-2006信息安全技術網(wǎng)絡基礎安全技術要求
GB50174-2018電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范
DL/T634.5101遠動設備及系統(tǒng)*5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠動任務配套標準
DL/T634.5104遠動設備及系統(tǒng)*5-104部分:傳輸規(guī)約采用標準傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡訪問101
GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定
GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)技術規(guī)范
GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設計標準
GB/T36270-2018微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范
DL/T1864-2018型微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范
T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運行規(guī)范
T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術規(guī)范
T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運行與控制技術規(guī)范
T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應技術要求
T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負荷管理技術導則
T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運行規(guī)范
T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設計規(guī)范
NB/T10148-2019微電網(wǎng)*1部分：微電網(wǎng)規(guī)劃設計導則
NB/T10149-2019微電網(wǎng)*2部分：微電網(wǎng)運行導則
系統(tǒng)可應用于城市、*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、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。
本平臺采用分層分布式結構進行設計，即站控層、網(wǎng)絡層和設備層，詳細拓撲結構如下：
圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式
6系統(tǒng)功能
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好，應能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài)，實時監(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、隔離開關等合、分閘狀態(tài)及有關故障、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值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。
系統(tǒng)應可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理，使管理人員實時掌握發(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行功率設置等。
系統(tǒng)應可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警，并支持定期的電池維護。
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(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、風電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。
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、交流側運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。
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。
本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)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(tǒng)BMS參數(shù)設置界面
本界面用來展示對BMS的參數(shù)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(tǒng)PCS電網(wǎng)側數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS電網(wǎng)側數(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交流側數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS交流側數(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。同時針對交流側的異常信息進行告警。
圖9儲能系統(tǒng)PCS直流側數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS直流側數(shù)據(jù)，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(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)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(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行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)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(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，并展示當前電芯的較大、較小電壓、溫度值及所對應的位置。
圖13風電系統(tǒng)界面
本界面用來展示對風電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機直流側、交流側運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、風速/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。
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、電量費用，變化曲線、各個充電樁的運行數(shù)據(jù)等。
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，實現(xiàn)預覽、回放、管理與控制等。
系統(tǒng)應可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預測數(shù)據(jù)，對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預測，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預測可進行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃，便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。
系統(tǒng)應可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息，進行系統(tǒng)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(tài)擴容等。
圖17策略配置界面
應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設備*定時間的運行參數(shù)，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(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。
圖18運行報表
應具有實時報警功能，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閉等遙信變位，及設備內(nèi)部的保護動作或事故跳閘時應能發(fā)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
應能夠?qū)b信變位，保護動作、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、風速、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。
圖20歷史事件查詢
應可以對整個微電網(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)進行持續(xù)監(jiān)測，使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。
1）*供電系統(tǒng)主界面上應能實時顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度*分百和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*分百和正序/負序/零序電流值；
2）諧波分析功能：系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)應能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視*功率；應能顯示三相總有功功率、總無功功率、總視*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(tài)監(jiān)測：*電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發(fā)生時，系統(tǒng)應能產(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人員；系統(tǒng)應能查看相應暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。
6）電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計：系統(tǒng)應能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括均值、較大值、較小值、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(tài)（動作或返回）、波形號、越限值、故障持續(xù)時間、事件發(fā)生的時間。
圖21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面
應可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備進行遠程遙控操作。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序，可以及時執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應的操作命令。
圖22遙控功能
應可*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
具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進行統(tǒng)計分析；對系統(tǒng)運行的節(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)點進行電能質(zhì)量分析。
圖24統(tǒng)計報表
系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構；可*線診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動*界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。
圖25微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲界面
本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲，包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。
可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護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端口，快速查看某設備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應支持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
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(jīng)授權的操作（如遙控操作，運行參數(shù)修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
圖27用戶權限
應可以*系統(tǒng)發(fā)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*電力系統(tǒng)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(fā)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
可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據(jù)，包括開關位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎。
用戶可自定義事故追憶的啟動事件，當每個事件發(fā)生時，存儲事故個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶*定和隨意修改。
圖29事故追憶
序號 | 設備 | 型號 | 圖片 | 說明 |
1 | 能量管理系統(tǒng) | Acrel-2000MG |
| 內(nèi)部設備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，由通信管理機、工業(yè)平板電腦、串口服務器、遙信模塊及相關通信輔件組成。 數(shù)據(jù)采集、上傳及轉發(fā)至服務器及協(xié)同控制裝置 策略控制:計劃曲線、需量控制、削峰填谷、備用電源等 |
2 | 顯示器 | 25.1英寸液晶顯示器 |
| 系統(tǒng)軟件顯示載體 |
3 | UPS電源 | UPS2000-A-2-KTTS |
| 為監(jiān)控主機提供后備電源 |
4 | 打印機 | HP108AA4 |
| 用以打印操作記錄，參數(shù)修改記錄、參數(shù)越限、復限，系統(tǒng)事故，設備故障，保護運行等記錄，以召喚打印為主要方式 |
5 | 音箱 | R19U |
| 播放報警事件信息 |
6 | 工業(yè)網(wǎng)絡交換機 | D-LINKDES-1016A16 |
| 提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡交換機解決了通信實時性、網(wǎng)絡安全性、本質(zhì)安全與安全防爆技術等技術問題 |
7 | GPS時鐘 | ATS1200GB |
| 利用gps同步衛(wèi)星信號，接收1pps和串口時間信息，將本地的時鐘和gps衛(wèi)星上面的時間進行同步 |
8 | 交流計量電表 | AMC96L-E4/KC |
| 電力參數(shù)測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視*功率,頻率、功率因數(shù)等)、復費率電能計量、 四象限電能計量、諧波分析以及電能監(jiān)測和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開關量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)斷路器開關的"遜信“和“遙控"的功能 |
9 | 直流計量電表 | PZ96L-DE |
| 可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能。可帶RS485通訊接口、模擬量數(shù)據(jù)轉換、開關量輸入/輸出等功能 |
10 | 電能質(zhì)量監(jiān)測 | APView500 |
| 實時監(jiān)測電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諾波等電能質(zhì)量，記錄各類電能質(zhì)量事件,定位擾動源。 |
11 | 防孤島裝置 | AM5SE-IS |
| 防孤島保護裝置，當外部電網(wǎng)停電后斷開和電網(wǎng)連接 |
12 | 箱變測控裝置 | AM6-PWC |
| 置針對光伏、風能、儲能升壓變不同要求研發(fā)的集保護，測控，通訊一體化裝置，具備保護、通信管理機功能、環(huán)網(wǎng)交換機功能的測控裝置 |
13 | 通信管理機 | ANet-2E851 |
| 能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數(shù)據(jù)果集匯總: 提供規(guī)約轉換、透明轉發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉換、邊緣計算等多項功能:實時多任務并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉發(fā)，可多鏈路上送平臺據(jù): |
14 | 串口服務器 | Aport |
| 功能:轉換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù)，反饋到能量管理系統(tǒng)中。 1)空調(diào)的開關，調(diào)溫，及斷電(二次開關實現(xiàn)) 2)上傳配電柜各個空開信號 3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等 4)接入電表、BSMU等設備 |
15 | 遙信模塊 | ARTU-K16 |
| 1)反饋各個設備狀態(tài)，將相關數(shù)據(jù)到串口服務器: 讀消防VO信號，并轉發(fā)給到上層(關機、事件上報等) 2)采集水浸傳感器信息，并轉發(fā)3)給到上層(水浸信號事件上報) 4)讀取門禁程傳感器信息，并轉發(fā) |
8結語
目前的充電站建設大多單獨在空地上建設，可在充電站頂棚建光伏，但這樣的建設并不能滿足充電站的需求。目前光儲充一體化更適用于商業(yè)園、工業(yè)園、商用住宅等范圍，在屋頂上建光伏，這樣規(guī)模的光伏建設產(chǎn)生的能量足夠滿足充電站的使用，同時可以利用峰谷電價，減少成本。
隨著光伏業(yè)的發(fā)展，建設成本將會進一步的降低；而儲能電池，可考慮電動汽車退役下來的動力電池梯次利用，節(jié)約成本的同時，更*效的利用能源，也使電動汽車動力電池的回收有了新的解決方向，而隨著充電樁規(guī)?；纳a(chǎn)，有助于進一步降低建設成本。
參考文獻：
[1]關于進一步加強電動汽車充電基礎設施建設和管理的實施意見[R].北京市人民*府辦公廳,2017.
[2]李惠玲，白曉民.電動汽車對配電網(wǎng)的影響及對策[J].電力系統(tǒng)自動化，2011（09）：25-27.
[3]余曉丹，徐憲東，陳碩翼.綜合能源系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)簡述[J].電工技術學報，2016（11）：19-21.
[4]國網(wǎng)能源研究院，孫李平，李瓊慧，黃碧斌.分布式光伏發(fā)電現(xiàn)狀及走勢[N].*家電網(wǎng)報，
2012.
[5]曹軼婷，歐方浩，王建興，公交光儲充一體化充電站設計.
[6]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用設計,2022,05版.
咨詢電話