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2024-11-05
发表了主题帖：【能源管理】浅谈智慧能源管理系统在钢铁行业中的应用--安科瑞张云18217320907

摘要：钢铁行业作为能源消耗高密集型行业，在能源利用和碳排放方面面临着巨大的挑战。在“双碳”目标的背景下，加强钢铁企业的能源管理，提高能源利用效率，对于推动行业绿色发展和实现碳中和目标具有极强的现实意义和深远的历史意义。为了有效应对这一挑战，本文提出构建一套适用于企业发展的智慧能源管理平台。该平台以综合能源协同利用为核心，通过精细化计量、科学核算和智能调控，能有效降低碳排放和用能成本。关键词：碳中和 ; 碳排放 ; 智慧能源 1、引言　2020 年 9 月 22 日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上向世界宣布了中国的新达峰目标与碳中和愿景。“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。”2023 年 2 月 6 日，中国节能协会制定并发布了《零碳工厂评价规范团体标准管理办法》: 鼓励利用自身的资源优势，加大与政府、企业的合作，帮助企业在降碳同时，积极对接投融资机构，为减排企业引入绿色融资机会，实现减排的正面收益。努力打造“零碳工厂”，助力碳达峰碳中和目标的早日实现［1］。随着企业生产规模的扩大和产能的提升，用能成本也不断上升，企业越来越关注能源成本的控制和能源效率的提升。另外，双碳政策的推进，多元化的分布式能源供应是企业未来能源供给的趋势，但传统的工厂能源管理水平已不能适应多样化的用能形式，亟需探索一种智慧能源管理的新模式［2］。目前我国在碳中和与降碳方面已经取得了显著的进展。政府积极推动双碳工作，采取了一系列措施来推进节能减排和低碳发展。全国碳市场的建设也在稳步进行，为企业减排温室气体、推动行业绿色低碳转型提供了重要平台。此外，社会各界对双碳工作的关注度也在不断提高，积极参与降碳、减污、扩绿、增长，推动生产生活方式的低碳化、绿色化［3］。然而，尽管取得了一些成绩，我国在碳中和与降碳方面仍面临一些挑战和不足。首先，产业低碳转型面临稳增长、降成本、促创新等多重约束。在推进低碳转型的过程中，如何在保持经济增长的同时降低碳排放、提高能源利用效率，以及推动技术创新和产业升级，都是需要解决的问题。然后，能源结构调整也是一个重要挑战。我国在能源消费结构上仍然以化石能源为主，如何加快清洁能源的发展，解决能源安全保障、机制理顺和技术创新等问题，是实现碳中和目标的关键［4］。最后，区域发展不均衡也加大了双碳工作的统筹协调难度。不同地区的经济发展水平、资源禀赋和产业结构存在差异，因此，需要建设一套适合企业发展的、满足综合能源协同利用的、能够有效降低碳排放和用能成本的智慧能源管理平台。 1.1现代企业智能化能源管理系统的控制与服务方向　　工业制造业、能源产业作为我国社会经济的支柱产业，近年来也面临着产业结构不科学合理、能源消耗量高等的问题。因此，依托于分层式的能源数据信息管理系统，对于现代企业的智能化能源控制与服务，主要包括数据采集、筛选处理与分析，以及生产设备在线监视与控制、能源消耗与利用等的管理方向。　　(1)数据采集、筛选处理与分析。能源管理控制系统的信息采集层，负责利用现场采集仪表、异构通讯采集设备等，实时采集生产工艺、能源消耗与应用的数据信息，并通过现场控制中心作出采集层信息的简单筛选与处理，以此作为生产工艺与流程监视、报警的参考依据。　　(2)生产设备在线监视与控制。工业或热电企业生产的能源消耗监测，主要通过能源管理控制系统，搜集内部不同生产设备的数据信息，包括产品生产的运行信息、能源使用信息，对多种生产设备实时监控的信息作出整合，并与过限报警、故障报警装置形成连接，可实现生产设备安全运用中的能源信息监控目标。　　(3)能源消耗与利用。工业能源消耗数据的处理与管理，是依据能源管控系统的数据处理层、决策层，对涉及电力、燃气、蒸汽与压缩空气等能源，作出全面的监控、处理与分析。而后利用能源消耗、能源调度的监控数据，作为生产设备监测、能源消耗预测、能源负荷平衡、成本控制与优化的依据，完成一系列能源数据的决策应用。 2、软件模块设置（1）现代企业智能化能源管控平台，主要基于Windows操作系统、SCADA数据采集与监视控制软件，进行现场设备的硬件数据测量、运行数据采集、自动化监控控制、信号报警等。这一能源消耗与应用管理的任务执行过程中，由域服务器、其他管理与备份服务器支持，在SCADA网络数据采集、处理与管理系统中，设置信号滤波、量程转换、用户脚本执行、事件记录、报警检查、历史存储等的组件。智能化能源管控平台的软件系统结构随后借助于网络计算机、PLC可编程逻辑控制器、RTU远程终端单元、Web服务器等的软硬件，搭建起用于能源管控系统后台、交互的人机界面(HMI)。当多种企业生产设备、电力或热能能源子站接入网络时，4由域服务器确定以下信息：(1)此网络计算机的IP地址是否属于本域内。（2）用户账号是否存在、登录信息的输入是否正确，若有一项不正确则拒绝登录。（3）在域服务器中部署DNS服务，使用DNS解析子站域名、并通过域名转换，与子站主机的IP地址进行一一对应。在以上能源子站的用户身份及权限验证完成后，在Historian数据库服务器、0racle服务器、PI数据库支持下，由能源管控中心系统将数据采集、处理的指令信号，发送至报表系统、Web发布系统等，再使用智能化电子令牌异构控制模块，将企业生产现场设备运行数据、能源消耗数据，传回至多个管理服务器端口。 3、智能化能源管理系统在企业中应用的能耗控制功能实现　　在Historian数据库服务器、Oracle服务器、PI数据库等硬件，以及B/S架构、MyEcplice开发工具、MySQL关系型数据库系统支持下，搭建起用于数据信息存储、数据传输与操作指令控制、用户服务的智能化能源管控系统。　(1)总配电子系统。电力配电系统(TN-C)为三相三线、三相四线制配电系统，包括高压配电线路、变电站、配电站、配电房等的组成结构。在电力企业发电、电力输送过程中，由供电电源向不同用电区域、用电设备，合理有效分配电力资源，而配电子系统管理模块可通过仪表能耗监测装置，实时查看各支路的用电情况、能源消耗状况，包括系统产能、分表用能、环比负载等的数据信息，以及整个配电系统拓扑结构的稳定性。　(2)生产设备数据配置。选用生产现场仪表、无线智能电表、XL10智能信号采集器，从电力生产企业的机器中，采集生产机器运行、待机、故障、停机的运行状态信号，得到生产设备的实时电流、电压、功率、故障等数据，并将生产运行数据上传至电力服务器，或经由不同区的网络交换机端口，传回至智能化能源管控中心。　(3)能耗报表指标分析。利用现场仪表、数据采集器、异构通讯采集器等设备，搜集在日、周、月、季度等周期的生产用能数据，并通过Modbus协议、DL/T645协议、HTTPS协议、I/0接口等，将实时监测到的系统不同周期能耗、吨煤能耗情况，传回至智能化能源运维管理平台，对录入的数据指标整合为能耗统计报表，提供数据报表下载和导出，分析并反映各单位月度或企业的用能情况、能耗利用效率。　(4)故障信号报警/预警。在电力企业的上位监测站中，布置高压开关触头、温度传感器、感烟传感器、XL10智能信号采集器，并设置设备过限预警标准、能耗需量报警值，监测不同时间点、不同系统支路的生产运营情况，掌握在电力生产最大负载下，电力企业系统可能发生的设备故障、能源消耗与利用过限等问题，提出针对性的问题改进与解决方案。 4、智能化能源管理控制系统的网络组织架构、功能、软硬件组成 4.1能源管理控制系统的网络框架结构　　现场通过厂区局域网和平台通讯，平台搭建在客户自己配置的服务器上。搭建完成之后，客户可以在任意能与局域网联通的地方，通过有权限的账号登陆网页以及手机APP查看各处的运行情况。系统可分为三层：即现场设备层、网络通讯层和平台管理层。现场设备层：主要是连接于网络中用于水、电、气等参量采集测量的各类型的仪表等，也是构建该配电、耗水、耗气系统必要的基本组成元素。肩负着采集数据的重任，这些设备可为本公司各系列带通讯网络电力仪表、温湿度控制器、开关量监测模块以及合格供应商的水表、气表、冷热量表等。网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器，智能网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。平台管理层：包含应用服务器、WEB服务器和数据服务器，一般应用服务器和WEB服务器可以合一配置。平台采用分层分布式结构进行设计，详细拓扑结构如下：首先第一层为企业能源数据采集层，是利用生产现场计量仪表、AI异构通讯模块、数据板卡ME等，搜集产品生产的工艺信息、设备运行信息、能源使用信息，完成工业生产控制系统内的正向数据采集。而后在工业级交换机、单模光缆等网络设备支持下，采取环形、星形相结合的网络结构，建立起不同自动化监控系统之间的网络连接，进行主站点、子站点等生产单元的数据信息传输控制。由EMS能源管理控制系统，向企业内的产品生产、工业制造车间发送指令信号，实时传输某一周、某一月的生产能源消耗信息，包括能源设备运行状态、能源介质总用量等信息，各车间的现场控制中心，负责指令信号响应、能源消耗数据采集处理、并逆向传送相关的响应数据。第二层为数据运算、处理与调度层级。通过通讯管理机进行数据信息处理、运算后，存储至数据库服务器之中。最外层为能源数据决策应用层。这一层级包含中央交换机、客户端、工程师站等组成结构，其中由中央交换机作为数据流转换、能源管理功能的控制核心，建立起数据集中处理与分析的数学模型，通过各主站点、子站点生产单元的传输数据计算，得出生产设备控制数据、成本优化数据、能源预测与平衡数据、能源负载与综合利用数据的结果。这里智能化能源管控子站的数据采集系统，包含CPU控制终端处理器、异构通讯采集设备、生产现场仪表、TCP/IP通讯协议、AI异构通讯模块、EN2T以太网通讯模块等的硬件设施，用于主站管理控制系统、各子站系统的网络连通，以及PLC控制器、网络交换机之间的设备对接。　根据以上图2的EMS智能化管控系统的网络硬件结构可以得出：智能化能源管控子站的services服务系统，是在能源管控中心的主结构下，设置基础能源管理服务器、GIS地理服务器、Web发布服务器、ICV网络管理服务器、I/0服务器、备份服务器、目录服务器、PI实时数据库等的任务处理模块。在此基础上，将不同能源子站接入网络防火墙、220V双路供电电网，通过以太网通讯模块、AI异构通讯传送，形成能源子站UPS运行信号、ICV服务器管理系统的连接，并完成二者之间企业生产运行数据、能源消耗数据的传输发送。当UPS运行信号发生故障的情况下，基础能源管理服务器、ICV网络管理服务器等模块，将向智能化能源管理控制总系统，发出过限报警、故障报警信号，以便于专业技术人员及时处理解决问题。 5平台设计与功能 5．1 系统平台设计智慧能源管理平台采用去中心化的分布式网络构架设计如图 2 所示，采用 B / S 模式，实现云端建模、设计及部署，简化了客户端的维护工作，为以业务模式为基础的功能模块扩展提供软件支撑基础。满足集团海量实时数据地存储和处理的要求，存储在系统中的历史数据可永不删除，系统不会因为数据量的攀升影响到存储和访问速度。遵循系统应用插件规范进行二次开发，开发的功能模块插件可无缝配置到应用界面中使用。 5．2 系统实施每家工厂实施能碳管理系统建设，首先是制定出符合管理要求的能碳管理架构，该架构可以随着管理需求的变化而灵活调整。能碳管理架构可按照厂区、车间、生产线进行配置，将能耗数据与管理架构进行对应关联，全面的展示出能源管理的范围和深度。功能 AcrelEMS企业微电网能效管理系统提供基于行业特点细分的能效管理解决方案，支持有线/无线方案接入各类智能设备，并提供多种第三方系统接口协议，融合企业微电网电力监控、能耗统计、电能质量分析及治理、智能照明控制、主要用能设备监控、充电桩运营管理、分布式光伏监控、储能管理等功能，通过一个平台即可全局、整体的对企业电网进行进行集中监控、统一调度、统一运维，满足企业用电可靠、安全、节约、有序用电要求。平台支持中英文切换，现已应用于多个行业和地区用户侧能源管理和电力运维平台，单个平台已接入1600多个用户变电所数据，提供能源分析和运维管理功能。图3AcrelEMS能效管理平台应用电力监控对企业高低压变配电系统的变压器、断路器、直流屏、母排、无功补偿柜及电缆等配电相关设备的电气参数、运行状态、接点温度进行实时监测和控制，监测企业微电网主要回路的电能质量并进行治理，对故障及时处理并发出告警信息，提高企业供电可靠性。图4电力监控功能能耗分析采集企业电、水、燃气等能源消耗，进行分类分项能耗统计，计算单位面积或单位产品的能耗数据以及趋势，对标主要用能设备能效进行能效诊断，计算企业碳排放，为企业制定碳达峰、碳中和路线提供数据支持。图5能耗分析功能照明控制智能照明控制功能可以根据企业情况实现定时控制、光照感应控制、场景控制、调光控制等，并结合红外传感器、超声波传感器，实现人来灯亮、人走灯灭，并可以根据系统的控制策略实现集中控制，为企业节约照明用电。图6照明控制功能分布式光伏监控监测企业分布式光伏电站运行情况，包括逆变器运行数据、光伏发电效率分析、发电量及收益统计以及光伏发电功率控制。图7分布式光伏发电监测储能管理监测储能系统、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS)运行，包括运行模式、功率控制模式，功率、电压、电流、频率等预定值信息、储能电池充放电电压、电流、SOC、温度，根据企业峰谷特点和电价波动以及上级平台指令设置储能系统的充放电策略，控制储能系统充放电，实现削峰填谷，降低企业用电成本。图8储能管理充电桩运营管理监测企业充电桩的运行状态，提供充电桩收费管理和状态监测功能，并根据企业负荷率变化和虚拟电厂的调度指令调节充电桩的充电功率，使企业微电网稳定安全运行。图9充电桩管理自定义驾驶舱可根据用户的关注点自行绘制所需的驾驶舱页面，包括能源预收费、充电桩运营、电梯、空调、照明等各种设备的能耗统计、收益统计、运维情况等。图10能源物联网驾驶舱定义数据采集和数据监测实时监测各配电柜的电压、电流等电力参数，实现遥测、遥信、遥控。实时监测各配电室温湿度、烟感、水浸等环境参数。监视变压器的运行状态及用能参数，测算损耗，找出经济运行区间，降低能源损耗。图11数据采集和监测能耗统计分析主要是对能耗的数据、能耗分项以及区域能耗和能耗指标等进行统计。其中还包含总能耗定比,也就是指实际消耗的能量所占据总能量的百分比,并利用各种图形的方式进行表示，用于综合能耗分析。图12能耗统计分析电气和消防安全管理接入电气火灾探测器、无线测温传感器、智能断路器等设备，对配电回路的剩余电流、线缆温度等火灾危险参数进行实时监控和管理。在消防水池、消防水箱等地方安装消防水位表，检测消防水位的变化；消防水管、喷淋等地方安装消防水压表，检测消防管道的压力。在家庭、宾馆、公寓等存在烟雾、可燃气体的室内场所，安装独立式烟感或可燃气体探测器，检测这些场所是否存在烟雾和可燃气体。图13电气消防安全管理能源收费管理适用于物业租赁方对出租物业的能源收费管理，支持水电一体化收费管理，具备租户开户、销户、退差操作，支持分时电价和阶梯电价设置和功率过载阈值设置，可对接支付应用程序实现自助支付。图14能耗收费管理充电桩运营管理当用户要管理多个充电站的充电桩时可把充电桩自助接入平台，实现对充电桩状态的监测和扫码、刷卡充电收费管理。在用电高峰期如充电负荷过高超出供电变压器承受范围还可以自动设置充电功率限制或新增充电限制，或投入新能源，确保能源供应安全。图15充电桩运营管理照明控制管理可远程控制照明设备的开关，并可以根据光照度、经纬度日出日落时间和时间设置策略来自动控制灯光，节约照明能源。图16照明控制管理碳排放分析统计用户的碳排放量并追踪碳排放足迹，提供碳排放清单，进行配额核算和配额考核。图17碳排放分析 4.3硬件设备组成　不同工业及能源企业的智能化能源管理系统，通常为环形网络连接、星形网络连接的结构，形成层级式连接的工业环网，其中管控中心主站点负责下属多个子站的控制，具体能源管理系统的子站环网结构如下图2所示。类型型号外观产品功能中高压微机保护装置 AM6、AM5SE 实现110kV至10kV回路的保护、测量和自动控制功能电能质量在线监测装置 APView500 实时监测电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、谐波等电能质量，记录各类电能质量事件，记录事件发生前后的波形，辅助用户分析电能质量发生的原因,定位扰动源。动态谐波无功补偿系统 AnCos*/*-G Ⅰ型同时具备谐波治理、无功功率线性补偿与三相电流平衡治理和稳定电压的功能,响应时间快，精度高、运行稳定，能根据系统的无功特性自动调整输出，动态补偿功率因数；计量电能表 DTSD1352 具有全电量测量，电能统计，80A内可直接接入，导轨安装。费控电能表 DDSY1352-Z 计量单相用户电流、电压、分时电能，复费率设置，适用8种季节模式、8个时段费率、14个时间段设置，内置分断开关，可分断60A以内单相电流，支持射频卡刷卡或远程充值。费控电能表 DDSY1352-XDM 单相预付费电能表，支持1路单相进线，3~5路单相出线，分别用于照明、插座、空调、卫生间等独立控制，具备恶性负载识别功能。费控电能表 DTSY1352-Z 计量单个三相用户电流、电压、分时电能，复费率设置，适用8种季节模式、8个时段费率、14个时间段设置，内置分断开关，可分断80A以内三相电流，支持射频卡刷卡或远程充值。费控多用户表 ADF400L-Y 最多计量36个单相回路或者12个三相回路的电能计费，具备分时电价复费率设置，内置分断开关，可分断80A以内三相电流。可根据用户数量组装模块数量。物联网仪表 ADW300W 主要用于计量中低压配电的三相电气参数，采集状态量并控制断路器，可灵活安装于配电箱内，自带开口式互感器，可实现不停电安装，具备RS485、4G、LoRaWan无线通信功能，适用于配电系统数字化改造。单相电子式计量表 ADL200 单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。总电能计量（反向计入正向），3个月历史电能数据冻结存储；8位段式LCD显示；有功电能脉冲输出；有功电能精度1级，无功电能2级。三相电子式计量表 ADL400 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。（正、反向）有功、无功电能计量；A、B、C 分相正向有功电能计量；2-31次谐波电压电流；12位段式LCD显示、背光显示，电能精度0.5s级。单相预付费电表 DDSY-4G 单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。有功电能计量（正、反向），A、B、C分相正向有功电能，支持4个时区、2个时段表、14个日时段、4个费率最大需量及发生时间，实时需量，历史冻结数据购电记录；8位段式LCD显示、背光显示；有功电能脉冲输出；有功电能精度1级，无功电能0.5s级。三相预付费电表 DTSY-4G 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。有功电能计量（正、反向），A、B、C分相正向有功电能，支持4个时区、2个时段表、14个日时段、4个费率最大需量及发生时间，实时需量，历史冻结数据购电记录；8位段式LCD显示、背光显示；有功电能脉冲输出；有功电能精度1级，无功电能0.5s级。多功能电力仪表 AEM96 三相电力参数测量、电压和电流的相角、四象限电能计量、复费率、最大需量、历史电能统计、开关量事件记录、历史极值记录、31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）、开关量、报警输出通讯方式：RS485接口，支持Modbus-RTU 协议 AEM72 三相电力参数测量、电压和电流的相角、四象限电能计量、复费率、最大需量、历史电能统计、开关量事件记录、历史极值记录、31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）、开关量、报警输出通讯方式：RS485接口，支持Modbus-RTU 协议 ACR系列三相所有电力参数、最大需量记录（ACR320EFL）、分时电能统计及12月电能统计、日期时间显示、LCD显示、RS485通讯，事件记录。通讯方式：RS485，Prifibus-DP、以太网 APM系列全电量测量，四象限电能，复费率电能，仪表内部温度测量，总有功、总无功、总视在电能脉冲输出、秒脉冲等可选。三相电流、有功功率、无功功率、视在功率实时需量及最大需量(包含时间戳)。电流、线电压、相电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、电流总谐波、电压总谐波的本月极值和上月极值(包含时间戳)。中文显示，有功电能0.2s级。通讯方式：RS485，Prifibus-DP、以太网直流电能表 DJSF1352 1.精度：1级或0.5级，带±12V电压输出用于霍尔传感器供电 2.测量：电压、电流、功率、正反向电能，支持双路计量。智慧用电监测装置 ARCM300-Z 三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、 Hz、cosΦ），视在电能、四象限电能计量，单回路剩余电流监测， 4 路温度监测，2 路继电器输出，2 路开关量输入，支持断电报警上传电气防火限流式保护器 ASCP200-40B 可实现短路限流灭弧保护，过载限流保护、内部超温限流保护、过电压保护、漏电监测、线缆温度监测等功能，1路RS485通讯，1路GPRS（或NB）无线通讯，额度电流0-40A，额定电流菜单可设故障电弧探测器 AAFD-DU 监测故障电弧、漏电、温度两路无源干接点（开关量）输入两路无源常开触点（开关量）输出电瓶车充电桩 ACX系列充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。支持投币、刷卡，扫码、免费充电，汽车充电桩 AEV_AC007 额定功率7kW,单相三线制，防护等级IP65,具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用。通讯方式：4G、蓝牙、Wifi 30KW、600KW、120KW多规格可选电气接点在线测温装置 ARTM-Pn 可监测电压、电流、频率、有功功率、无功功率、电能，可接收60个无线温度传感器温度 ATC600 ATC600有2种工作模式：终端(-C)、中继(-Z)，可根据项目布局选择配置。可接收240个无线温度传感器温度智能光伏采集装置 AGF-M系列光伏电池串开路报警，可以配合组串电压进行综合判断；带3路开关量状态监测，用于采集直流断路器、防雷器等输出空接点状态；一次电流采用穿孔方式接入，安装方便，安全性高；测量元件采用霍尔传感器，隔离测量最大电流20A；电压测量功能可测量母线电压最高DC 1500V 三遥单元 ARTU系列可扩展DIDO以及多路模拟量输入输出单元。通讯方式：RS485接口，Modbus协议。可扩展2G、Lora、LoRAWAN、NB-IoT、4G、以太网智慧照明 ASL200系列遥控输出两路无源干接点（开关量）输入两路无源常开触点（开关量）输出 5、结论　　展望未来，智慧能源管理平台将成为企业能碳管理的重要工具。随着技术的不断进步与应用的深入，这一平台将不断优化和完善，为企业提供更加全面、高效的能源管理服务。同时，企业也将通过智慧能源管理，实现可持续发展，为构建绿色低碳的社会环境贡献力量。
发表了主题帖：【风力发电】探讨风力发电并网系统的控制和优化策略--安科瑞张云18217320907

【摘要】：作为一种常见的新能源发电方式，风力发电在电力工业中发挥着重要作用。根据风力驱动风叶片旋转，从而将风能转化为电力，并通过发电机将电力输送给各种用户，满足人们的日常需求。在全球风力发电领域，我国的相关技术具有一定优势。深入研究风力发电技术尤为关键，有利于优化国内能源结构和实现环保目标，引起了国际社会的广泛关注。未来须注意不断创新，实现风力发电技术突破，为能源发展注入强大动力。本文探讨了风电并网系统的控制和优化策略，以供参考。【关键字】：风力发电并网系统；风力发电；系统控制；优化策略 0引言风电作为一种可再生资源，具有低污染、储量大等优点。随着近年来**绿色发展战略的深入实施，我国风力发电技术取得重大进展。风力发电总装机容量机并网规模呈逐年增长趋势，为**工农业生产及居民生活提供了大量电力能源。然而，风力发电并网涉及许多复杂的技术和管理问题。为了确保风电新能源的快速利用，须根据风力发电的特点采取相应的技术措施，不断提高并网性能，提高供电质量。进一步优化我国电力供应结构，推动风电及新能源产业的健康发展，为实现能源绿色低碳转型目标提供有力支撑。 1风力发电 1.1概述我国幅员辽阔，风能资源丰富，特别是在三北地区、东南沿海地区及附近海域，风力发电已成为新能源发电中应用*广泛的方式之一。风力涡轮系统是风力发电机组中*为关键的部分，主要由风力涡轮机、机舱和塔架组成。风力涡轮机在风力发电中起着至关重要的作用，负责将风能转化为机械能。风力涡轮机叶片的制造材料需要具有高强度和轻量化的特性。常见的叶片形状是双流线，在某些特殊情况下，也可以使用S形叶片。然而，在风力发电设备的长期运行过程中，风力涡轮机等部件可能会受到自然环境的影响，出现腐蚀、开裂等质量问题，因此需要定期维护和保养。塔架在风力发电设备中起着支撑作用，其高度调整需要参考风力涡轮机的直径和风资源剪切指数。塔的高度通常在70-140m之间。发电机将机械能转化为电能，其容量与风力涡轮机叶片的长度相关。随着科学技术的不断进步及应用范围的扩大，在我国能源结构中风力发电的地位日益提升，为我国绿色发展和能源转型奠定了坚实基础。如何安全且经济地降低风力发电系统并网损耗，以及风力发电系统主动参与电压调节控制的能力探究，成为当下关于新能源行业的热点研究内容之一。 1.2特点风力涡轮机在风力发电过程中起着至关重要的作用。当风作用在涡轮机的叶片上时，叶片开始旋转，随着风速的增加，叶片转速逐渐增加，直至转速达到稳定，这个过程将风能转化为有效的机械能，而发电机可以将这些机械能转化为电能。实际上，*基本的风力发电系统只由两部分组成：风力涡轮机的风扇叶片和发电机。风力涡轮机的叶片受到风力的驱动并开始旋转，产生机械能。由于叶片和发电机之间的持续连接，叶片的持续旋转驱动发电机的稳定运行。这样，发电机可以有效地利用叶片产生的机械能转化为电能。通过上述方法将风能转化电能，有利于减少对传统能源的依赖，促进绿色环保能源的发展。 2风力发电并网技术目前，风力发电领域应用到多种技术，包括模拟技术、电力调度技术、风力发电预测技术和实验检测技术。仿真技术通过构建风电模型来模拟风电系统的实际运行过程，可以准确揭示系统运行中的潜在问题，及时优化风力发电机组接入电网。电力调度技术是保证电网稳定的关键，依靠对风电的准确预测，有效控制风能对电网的不利影响。时间序列渐进法的应用进一步增强了电力调度技术的科学性和实用性。风电预测技术结合多种天气预报模型，通过收集和分析风速、风向等数据，准确预测风机的运行状态和输出功率。风电预测技术能够克服恶劣天气对功率预测的挑战，并通过数字模型深入了解了风电的功率波动规律，进而实现对风能的准确控制。实验检测技术通过大量的现场实验获得风电并网的关键参数，这些参数的研究有助于评估电网的性能，并通过检测并网风电场的电能质量和有功功率调节水平来优化整个系统，确保其稳定运行。 3风力发电并网系统控制 3.1风力预测控制风力预测控制在风力发电中的重要性不言而喻。由于风力的不稳定性，通常难以维持风力发电能源的稳定供应，风力的大小和持续时间直接影响风力涡轮机的发电能力。风力增加且持续时间更长，会相应增加风力涡轮机的发电能力。然而，尽管风力发电生产出的电能*终都被整合到电网中，但其能量输出不稳定，难以与风力涡轮机实现良好配合。为了克服这一挑战，风力预测控制技术被研发出来，且已广泛应用于风力发电过程中。通过准确预测风力，对风电系统实施动态调整，增强电网的稳定性，提高其整合效率。目前，通过利用各种技术手段模拟分析风力数据，预测发展趋势，都可以获得更合理、更准确的预测结果。这一预测过程通常分为短期和中期两个阶段，短期预测主要关注风电系统涡轮机的实时调整和优化，以确保其在当前风况下*快速的运行；中期预测则是更多地关注发电系统辐射范围内的风电情况，通过对未来风电做出合理判断，为风电发电提供更稳定可靠的依据。 3.2*大功率点跟踪控制 *大功率点跟踪控制以实现风力涡轮机速度或桨距角的智能调节，确保能在不同风速下的*佳运行，保障输出*大功率。这一方法的实施依赖于良好的控制系统及算法，这些系统及算法能够实时监测风速和机组的运行状态，并做出相应的调整。当风速较低时，控制系统可以通过提高机组的速度来提取更多的风力；当风速高时，为了避免对单元的过度应力或损坏，控制系统可以通过调节桨距角来减少风力的捕获。基于此过程，*大功率点跟踪控制策略不仅提高了风电系统的发电效率，还能够保证风电机组的安全稳定运行。 3.3有功功率和无功功率控制风电并网系统在向电网提供有功功率，满足电力需求的同时还会提供无功功率，这对提高电网的电压质量至关重要。为了确保风电并网的无功补偿电压稳定性与电网一致，风电场需要配备相应的无功功补偿设备，并实现精细的无功电压控制。分析各组风电机组接入点电压调整特性。有功功率控制主要通过调整风力涡轮机的输出功率来实现，以确保它们与电网的需求相匹配。这包括准确控制机组转速或桨距角，以实现*大功率点跟踪，必要时还要进行功率限制，以避免对电网的影响。无功功率控制主要是通过调整风力发电机的无功功率输出来提高电网的电压质量。在风电场中，可以使用静态无功发电机或电容器组等无功功率补偿装置来提供或吸收无功功率，从而保持电网电压的稳定。 3.4电能质量监测与控制随着新能源发电机组接入电力系统的比例增加，新能源发电渗透率的提高对电力系统的安全、稳定和灵活经济运行提出了挑战。加强电能质量的监测控制在风力发电系统中至关重要，通过实时监测并记录电压波动和电流谐波等关键参数，能够及时发现并网运行过程中潜在的电能质量问题。这种持续监测不仅提供了有价值的数据支持，还可以更准确地了解风力涡轮机的运行状态。现代技术的应用给风力发电系统的监测和维护带来了革命性的变化。风电质量监测主要依靠优异的电能质量监测设备，能够实时监测风电场内部的电压、电流、频率等关键参数，及时发现电能质量问题。通过采用大数据和云计算技术，实现风电质量数据的远程传输和集中处理，进一步提高监测效率。 4风力发电并网系统的优化策略 4.1评估风能资源首先，通过构建风力发电量预测模型，结合天气预报等相关数据，提前预测风力发电量的波动情况。并在此基础上，充分利用风电波动特点，结合传统发电设备的灵活性，使电力系统在波动的同时保持平衡。另外，引入储能技术也是一种有效的策略。储能技术可以通过储存和释放能量来平稳调节风力发电的波动，从而减少对电力系统的影响。储能技术的引用提高了系统的稳定性和可靠性，为电力系统的平衡运行提供了更多的选择。智能控制算法可以实时监测和调整风力发电设备的输出，从而加快系统的响应速度，提高稳定性。这项技术的应用将进一步提高风力发电的效率和可靠性。 4.2优化机组布局首先，优化发电机结构设计和磁路设计比较重要。通过采用电磁设计理念，优化磁路形状，降低磁阻和能量损失，从而提高发电机的转换效率。这一改进为发电机的快速运行奠定了坚实基础。其次，优化发电机的控制策略同样重要。通过改进电流控制算法和电压调节系统，可以提高发电机对外部变化的响应速度和稳定性。增强发电机适应性的同时，还进一步提高了其运行效率。此外，适度降低发电机的运行温度也是提快速率的有效途径。在确保安全的前提下，通过采用快速的冷却系统和良好的绝缘材料，能够发电机的热损失，提高了热效率。该方法的实施需要综合考虑发电机的材料、工艺和运行环境等因素。*后，发电机的定期检查、清洁和润滑是保持其有效运行的重要手段。通过保持发电机的良好运行状态，减少机械磨损和电气损耗，从而延长发电机的使用寿命，提高运行效率。这种定期维护方法对确保发电机的长期稳定运行具有重要意义。以专业维修人员为主、设备操作人员做好配合，是在日常维护的基础上进一步对风电设备整体的深入保养，能够有效减少或避免突发故障造成的各种损失。 4.3改善负荷特性智能电网可以通过实时监测和数据分析，对负荷变化做出快速准确的调整。在高峰时段，智能电网通过优化资源配置，提高电网的供电能力；在低谷时期，合理利用闲置产能，防止资源浪费的发生。风电并网作为一种清洁可再生能源的利用方式，对改善电网负荷特性有着突出作用。风电并网运行可以大大减少对传统能源的依赖，降低电网的负荷压力。同时，风电发电的随机性和波动性使其能够在一定程度上改善电网负荷的波动，从而改善电网的负荷特性，确保电力系统的安全稳定和灵活经济运行。 4.4增强输电能力作为一个核心环节，电力电子技术在风力发电的转换过程中的应用目标是将自然风能资源转化为稳定、可持续的电能资源。这一转换过程关系到能源的有效利用，并涉及如何有效、安全地长距离传输所产生的电力，确保传输过程中的稳定性，尽可能减少能源损失。为了应对这一挑战，风电公司正在对高压直流（HVDC）技术进行深入研究。这项技术利用高压直流电进行电力传输，不仅可以实现长距离的能量传输，还可以显著降低传输过程中的损耗。HVDC技术的优点在于其对使用环境的要求相对较低，可以确保在各种条件下高质量、低损耗地传输电能，具有非常广阔的应用前景。风力发电的远距离输电是一个至关重要的研究项目。为实现快速的风力发电并网系统，有必要解决长距离输电的问题，减少输电过程中的损失。充分利用电力电子技术，确保风力发电快速、稳定、远距离传输，从而实现其更大的利用价值。 5风力发电在直流快速充电站中的挑战与展望 5.1系统概述 Acrel-2000MG储能能量管理系统是安科瑞专门针对工商业储能电站研制的本地化能量管理系统，可实现了储能电站的数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表、策略管理、历史曲线等功能。其中策略管理，支持多种控制策略选择，包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等。该系统不仅可以实现下级各储能单元的统一监控和管理，还可以实现与上级调度系统和云平台的数据通讯与交互，既能接受上级调度指令，又可以满足远程监控与运维，确保储能系统安全、稳定、可靠、经济运行。 5.2应用场景城市充电站、工业园区、分布式新能源、数据**、微电网、高速服务区、智慧医院、智慧校园等。 5.3系统结构 5.4系统功能（1）实施监管对微电网的运行进行实时监管，包含市电、光伏、风电、储能、充电桩及用电负荷，同时也包括收益数据、天气状况、节能减排等信息。（2）智能监控对系统环境、光伏组件、光伏逆变器、风电控制逆变一体机、储能电池、储能变流器、用电设备等进行实时监测，掌握微电网系统的运行状况。（3）功率预测对分布式发电系统进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。（4）电能质量实现整个微电网系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。如电压谐波、电压闪变、电压不平衡等稳态数据和电压暂升/暂降、电压中断暂态数据进行监测分析及录波展示，并对电压、电流瞬变进行监测。（5）可视化运行实现微电网无人值守，实现数字化、智能化、便捷化管理;对重要负荷与设备进行不间断监控。（6）优化控制通过分析历史用电数据、天气条件对负荷进行功率预测，并结合分布式电源出力与储能状态，实现经济优化调度，以降低尖峰或者高峰时刻的用电量，降低企业综合用电成本。（7）收益分析用户可以查看光伏、储能、充电桩三部分的每天电量和收益数据，同时可以切换年报查看每个月的电量和收益。（8）能源分析通过分析光伏、风电、储能设备的发电效率、转化效率，用于评估设备性能与状态。（9）策略配置微电网配置主要对微电网系统组成、基础参数、运行策略及统计值进行设置。其中策略包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、新能源消纳、逆功率控制等。 5.5系统功能序号设备型号图片说明 1 能量管理系统 Acrel-2000MG 内部设备的数据采集与监控，由通信管理机、工业平板电脑、串口服务器、遥信模块及相关通信辅件组成。数据采集、上传及转发至服务器及协同控制装置策略控制:计划曲线、需量控制、削峰填谷、备用电源等 2 显示器 25.1英寸液晶显示器系统软件显示载体 3 UPS电源 UPS2000-A-2-KTTS 为监控主机提供后备电源 4 打印机 HP108AA4 用以打印操作记录，参数修改记录、参数越限、复限，系统事故，设备故障，保护运行等记录，以召唤打印为主要方式 5 音箱 R19U 播放报警事件信息 6 工业网络交换机 D-LINKDES-1016A16 提供16口百兆工业网络交换机解决了通信实时性、网络安全性、本质安全与安全防爆技术等技术问题 7 GPS时钟 ATS1200GB 利用gps同步卫星信号，接收1pps和串口时间信息，将本地的时钟和gps卫星上面的时间进行同步 8 交流计量电表 AMC96L-E4/KC 电力参数测量(如单相或者三相的电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率,频率、功率因数等)、复费率电能计量、四象限电能计量、谐波分析以及电能监测和考核管理。多种外围接口功能:带有RS485/MODBUS-RTU协议:带开关量输入和继电器输出可实现断路器开关的"遜信“和“遥控”的功能 9 直流计量电表 PZ96L-DE 可测量直流系统中的电压、电流、功率、正向与反向电能。可带RS485通讯接口、模拟量数据转换、开关量输入/输出等功能 10 电能质量监测 APView500 实时监测电压偏差、频率俯差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、诺波等电能质量，记录各类电能质量事件,定位扰动源。 11 防孤岛装置 AM5SE-IS 防孤岛保护装置，当外部电网停电后断开和电网连接 12 箱变测控装置 AM6-PWC 置针对光伏、风能、储能升压变不同要求研发的集保护，测控，通讯一体化装置，具备保护、通信管理机功能、环网交换机功能的测控装置 13 通信管理机 ANet-2E851 能够根据不同的采集规的进行水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据果集汇总: 提供规约转换、透明转发、数据加密压缩、数据转换、边缘计算等多项功能:实时多任务并行处理数据采集和数据转发，可多链路上送平台据: 14 串口服务器 Aport 功能:转换“辅助系统"的状态数据，反馈到能量管理系统中。 1)空调的开关，调温，及完全断电(二次开关实现) 2)上传配电柜各个空开信号 3)上传UPS内部电量信息等 4)接入电表、BSMU等设备 15 遥信模块 ARTU-K16 1)反馈各个设备状态，将相关数据到串口服务器: 读消防VO信号，并转发给到上层(关机、事件上报等) 2)采集水浸传感器信息，并转发3)给到上层(水浸信号事件上报) 4)读取门禁程传感器信息，并转发 6结束语综上所述，作为近年来我国快速发展的可再生资源之一，风力发电在优化能源结构、减少碳排放、保障电力供应安全等方面发挥了重要作用。然而，风力发电行业也面临着一些挑战，风力的不确定性、储存困难以及并网过程中的这些问题都降低了风电的利用率，无法发挥出风力发电的*大潜力。为了应对这些挑战，以后相关技术及领域的研究开发应侧重于提高风电预测的准确性。通过遥感技术、计算机技术的应用，结合大数据与人工智能技术，更准确地预测风能变化趋势，优化风电场的运营和管理，为我国电力供应及新能源行业的可持续发展做出更大贡献。参考文献: [1]彭飞.风力发电并网运行的稳定性控制研究[D].南昌:南昌大学,2020. [2]卓双阳.浅谈新能源发电并网系统的控制[J].科学中国人,2016(35):7. [3]路立仁.浅析风力发电并网技术及电能控制策略[J].科技与创新,2016(17):134. [4]吕丰.新能源发电并网系统的控制策略[J].电子测试,2014(1):144-145. [5]魏伟,许胜辉.风力发电及相关技术综述[J].微电机,2009,42(4):66-68.用 [6]安科瑞高校综合能效解决方案2022.4版. [7]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.04版. [8]马晓明.风力发电并网系统的控制和优化策略.
2024-10-28
发表了主题帖：【能源监测】电力物联网平台的能源监测--安科瑞张云18217320907

摘要：分析了泛在电力物联网对售电侧电力市场的影响，对售电侧电力市场成员进行了分类和价值目标分析，阐明了市场成员在售电侧电力市场中的主要目的和利益需求。通过对我国售电侧市场发展的分析，对泛在电力物联网环境下建立售电侧电力市场商业模式进行了探索：第一阶段是售电公司逐渐形成竞争性的商业模式；第二阶段是形成需求侧介入售电市场的商业模式，认为该模式可为泛在电力物联网在售电侧的发展提供参考方向。关键词：泛在电力物联网；电力市场；商业模式；售电侧 0、引言泛在电力物联网打破了传统能源网络的壁垒，形成了能源共享、信息互通、数据开放的能源物联网。泛在电力物联网环境下，可再生能源接入更为容易。更加开放的能源接人、更加丰富的信息获取以及更加智能的电力设备，促进了电力市场的进一步开放。近年来，我国供电侧形成了五大发电集团并存的竞争格局，但售电侧尚未形成竞争环境。我国供配电公司长期以配售电相结合的方式运行，价格形成机制尚不健全，目前用户购电对象仍以供配电企业为主，其他社会资本进入售电行业仍存在诸多困难。泛在电力物联网环境下，售电侧电力市场需要建立1个适应开放、共享、多元化环境的商业模式。本文对泛在电力物联网环境下售电侧电力市场商业模式的建立进行分析探讨。 1、泛在电力物联网对售电侧电力市场发展的意义泛在电力物联网为售电侧电力市场在物联网云平台的建立、主动服务响应及需求侧信息处理等方面提供了技术支撑。 1.1物联网云平台建立物联网云平台对售电公司、能源服务公司、信息服务公司具有广泛的接纳性，能够为市场主体提供开放互通的交易平台。将物联网及区块链技术应用于平台建设中刚，可以实现灵活交易、自主平衡市场、透明可靠交易等功能，能够为电力市场发展提供有力支撑。灵活交易是指既接受电力交易，也接受碳交易、服务交易及信息交易等非电能交易活动，是实现互联互通的基础。自主平衡市场是指在大数据分析预测的模式下，可再生能源、分布式能源购售电可实现实时平衡。透明可靠交易是指利用区块链数据加密及实时共享等特性，确保电力交易数据不可篡改，交易数据实时共享。 1.2主动服务响应电力市场服务的对象是电力市场的主体，泛在电力物联网为电力市场主动服务的实现提供了可能。主要体现在利用智能追踪技术对市场主体行为进行主动观测，并与历史数据比对，应用云计算技术进行市场预测，为市场主体提供决策服务。以往售电侧电力市场主体的服务较为被动，例如，售电公司需获取市场电价信息再进行决策。而泛在电力物联网环境下，智能表计可以实时推送售电公司所需要的数据至公司平台，实现主动服务。电力市场的运作更为智能，售电侧电力市场主体的信息获取更为便捷，电力市场对其他资本也更具吸引力。 1.3需求侧信息处理泛在电力物联网主要改革对象是售电侧，应用先进的信息技术，实现收集、分析、预测需求侧行为信息等功能，从而为售电侧主动响应提供有力支撑。通过收集历史和实时的控制、监测、计量等海量数据陋。归纳分析售电侧市场行为，针对不同负荷的特性以及用户综合用能特点，提供灵活服务。 2、国内售电侧市场成员及价值目标分析 2.1售电侧电力市场成员及其价值目标由于电力服务具有天然的垄断性，且其稳定性是用户最为关注的特性，因此我国目前虽有部分售电公司注册，但售电商仍以现有的供配电公司为主。在泛在电力物联网环境下，首先需要打破传统贸易壁垒，由政府出台政策措施，使现有供电公司承担物联网云平台建立的角色，为其他售电企业、公司提供能源交易的平台，促使传统电力售卖体系转型；其次，应用主动服务吸引其他售电主体进入电力市场；最后，解放需求侧活力，使得需求侧与供给侧形成良好的互动效应。我国售电公司主要由具有竞争性的售电公司和非竞争性售电公司组成。非竞争性售电公司主要指供电公司售电部，具有竞争性的售电公司有以下5大主体类型： 2.1.1独立售电公司社会资本组建的独立售电公司是售电侧市场的主要成员，其主要业务是从市场交易平台购电再售卖给电力用户，从中赚取利润。其价值目标如下。 (1)减少费用。在市场平台中以尽可能低的价格购电，并降低自身投资费用及运行服务费用。 (2)增加收入。以合理的价格将购得的电能售出，并谋求政府的政策优惠，以获取利润。 (3)拓展业务范围。独立售电公司的业务模式较为灵活，可以通用多业务共同发展来拓展业务范围，提高服务质量和用户忠诚度，进而提高市场竞争力。 2.1.2大型发电企业大型发电企业通过组建售电部可以具备发电商和售电商双重角色，将一部分电能直接售于用户，另一部分电能在市场交易平台上进行交易。其价值目标如下。 (1)增加发电效率。通过技术革新提高发电效率，降低发电成本。 (2)提高可再生能源占有率。提高可再生能源上网率，降低传统能源发电量，获取更好的社会效益。 (3)减少污染物排放量，降低污染物排放治理费用。 2.1.3能源服务公司能源服务公司内部改组成立售电公司，不仅可以进行电力交易，还可以捆绑其他能源在市场交易平台上进行统一销售。其价值目标如下。 (1)拓展业务范围。在原有能源服务的基础上增加售电业务，与原有能源服务组合，探索更具吸引力的销售模式。 (2)提供节能服务。为用户提供实时电价信息，并进行合理的电价预测，从而为用户的用电决策提供参考，保证用户科学用电，减少电费支出。 (3)降低购电价格。科学引导用户用电决策，以更低廉的价格从电力市场中购买风电、太阳能发电等具有补贴电价的电能。 2.1.4大型工业园区大型工业园区组建售电公司主要为园区内的用户提供用电服务，其业务范围相对较小。其价值目标如下。 (1)提高服务质量。建立云数据库，收集园区内各用户的用电行为，为园区内用户提供稳定的用电服务和经济的能源使用方案，促进园区企业发展，从而带动售电公司进一步提高服务质量，促进园区良性循环发展。 (2)降低园区发电成本。利用大数据技术及智能算法计算可再生能源的可接受度，积极引入可再生能源和分布式能源，通过一次性投资，减少后期的持续性投入，减少外购电能，合理削峰填谷，降低外部电力市场影响程度，控制园区用电成本。 2.1.5分布式能源企业分布式能源企业借助微网系统向客户提供综合能源服务。分布式能源是未来微网系统能源的主要来源”，是将需求侧由被动变为主动参与进入电力市场的重要环节。其价值目标如下。 (1)推广分布式能源。通过降低分布式能源的售价或租赁费用来打开市场，使用户切身感受到分布式能源的效益及发展前景。 (2)提高分布式能源的发电效率和稳定性。通过新技术提高分布式能源的发电效率，并采用合理的储能装置来保证分布式能源的稳定性，促使用户有意愿购买分布式能源。 2.1.6其他类型 (1)信息服务公司。将泛在电力物联网下的各类参与者信息进行互联互通，其价值目标为：降低信息成本。利用先进的网络技术实时发布市场信息，分析参与者的行为偏好，并进行信息分类推送，从而降低参与者获取市场信息的成本。 (2)负荷集成商。售电侧市场得到充分发展后，大量用户具有与物联网平台交互的意愿，负荷集成商对大量用户信息进行整合处理，之后再与能源物联网进行交互。其价值目标为：一是降低用户的准人标准，使更多的用户参与到物联网平台进行交易；二是降低能源物联网平台的运行负担和运维难度。 2.2售电侧电力市场成员价值活动分析价值活动是商业模型中的核心元素，能够给市场成员带来利益或者增加经济价值，它由一系列运营活动组成。各市场成员目标在商业模型里通过特定的价值活动来实现。价值活动是市场成员参与市场的全部行为。售电侧电力市场价值活动主要有以下几类。 2.2.1 市场监管和政策制定售电侧电力市场要接受相关部门的监管，使市场成员能够公平竞争，确保市场长期稳定运行；并通过政策引导和激励市场成员采用新技术，消纳可再生能源，使得社会整体获得更好的经济效益和生态效益。通常情况下，市场监管和政策制定由政府部门执行。 2.2.2能源交易售电侧电力市场的主要活动为能源交易，售电公司的目标是通过能源交易获取经济利益，以维持或提高企业自身竞争力。 2.2.3用电管理售电市场直接面对电力用户，应用数据信息技术分析用户用电习惯，主动感知用户的用电行为，根据不同的用电行为推送相应的用电套餐，推动可再生能源及分布式能源的消纳。 2.2.4信息服务售电侧电力市场信息庞杂，市场参与者需要获取准确的信息以响应市场的实时变化。 2.2.5电能消耗作为电力系统的传输终端，用户通过向售电公司支付电费来获取电能，并通过节能服务及用电管理来优化用电行为，节约能源。 3、售电侧市场商业模式的建立根据对售电侧电力市场成员活动及价值目标的分析，可知售电市场的参与者主要有独立售电公司、大型发电企业组成的售电公司、节能服务公司组成的售电公司、大型工业园区内部的售电主体、分布式能源企业组建的售电公司、供电公司组建的市场交易平台、政府等职能部门以及电力用户。他们之间的价值活动构成了整个售电市场的价值体系。根据泛在电力物联网的发展程度，我国售电侧电力市场发展可分为2个阶段： 3.1第一阶段：逐步形成竞争性商业模式发电企业售电部服务于大用户及市场交易平台，大部分电能在电力市场中完成竞价，少部分电能直接与大用户签署合约进行直售，使用户能够获取较市场电价更为低廉的电价。独立售电公司从交易平台购电，将电能售卖给电力用户。能源服务公司主要从交易平台购得可再生能源，将可再生能源与其他能源以套餐形式销售，并承担节能服务及用电管理等业务。大型工业园区组建的售电公司不仅从交易平台大批量购电，还从分布式能源企业购买分布式能源，并接受能源服务公司提供的节能服务及用电管理，使园区企业在享受稳定的电力供应的同时，能够优化自身的用电策略。分布式能源企业首先需要打开微网市场，微网多处于边远地区，其与大电网互连的成本较高，而分布式能源企业具有地区优势，可以通过出售或租赁设备的方式收取设备费或租赁费(或以电费形式收取)。这一阶段形成以物联网云平台为中心、各售电公司为主导的商业模式，以智能监测技术和信息技术为载体，为整个商业网络提供技术支撑，逐渐形成大数据库，积累市场交易经验，促进可再生能源及分布式能源的发展。 3.2第二阶段：需求侧介入售电侧电力市场随着分布式能源及储能装置的推广应用，用户有了向物联网云平台售电的意愿，电力市场也需要利用用户的富裕电力进行削峰填谷。应用主动服务响应技术实时感知用户的用电需求，通过负荷集成商将用户信息上传至物联网云平台，实现电能的实时平衡。这一阶段需求侧的信息收集技术及主动服务响应技术可以使用户从用电模式向发用电模式转变。负荷集成商的介入，将小规模终端用户的富裕电力集中起来参与辅助服务市场竞争。用户不再是只能被动接受市场调度进行削峰填谷、节能省电等无偿辅助服务者，而成为可以参与有偿辅助服务市场与无功调节、AVC、AGC、热备用等发电商服务进行竞争。物联网云平台通过信息技术将各辅助服务参与者进行排序、分配服务优先级及时段，使得小规模用户通过市场竞争能够获取一定的电费补偿，提高用户参与辅助服务市场的积极性，促使辅助服务市场竞争性的提升，发电商与用户通过物联网云平台进行上网竞争，发电商服务不再是辅助服务市场的唯一选择。该阶段的商业模式更完善，也更具有可持续性。 4、安科瑞Acrel-EIOT能源物联网平台概述 Acrel-EIoT能源物联网开放平台是一套基于物联网数据中台，建立统一的上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。用户仅需购买安科瑞物联网传感器，选配网关，自行安装后扫码即可使用手机和电脑得到所需的行业数据服务。该平台提供数据驾驶舱、电气安全监测、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警和记录、运维管理等功能，并支持多平台、多语言、多终端数据访问。 5、应用场所本平台适用于公寓出租户、连锁小超市、小型工厂、楼管系统集成商、小型物业、智慧城市、变配电站、建筑楼宇、通信基站、工业能耗、智能灯塔、电力运维等领域。 6、组网结构 7、平台功能 7.1 可定制驾驶舱可定制化的驾驶舱：可根据客户的行业特性，行业需求，经过培训的工程或调试人员自行绘制客户所需的驾驶舱页面。例如下图所示的智慧物业驾驶舱，内容有：预付费、充电桩、电梯、空调、照明等设备管理、能耗统计、收益统计、运维情况等。其中百度地图可以选配成BIM建筑模型，任何传感器报警时可以在BIM模型中预警显示。 7.2 电力集抄电力集抄模块可以实现对各种监测数据的查询、分析、预警及综合展示，以保证配电室的环境友好。在智能化方面实现供配电监控系统的遥测'、遥信、遥控控制，对系统进行综合检测和统一管理；在数据资源管理方面，可以显示或查询供配电室内各设备运行（包括历史和实时参数，并根据实际情况进行日报、月报和年报查询或打印，提高工作效率，节约人力资源。变压器监控配电图 7.3 能耗分析能耗分析模块采用自动化、信息化技术，实现从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能耗管理等全过程的自动化、科学化管理，使能源管理、能源生产以及使用的全过程有机结合起来，运用数据处理与分析技术，进行离线生产分析与管理，实现全厂能源系统的统一调度，优化能源介质平衡、有效利用能源，提高能源质量、降低能源消耗，达到节能降耗和提升整体能源管理水平的目的。能耗概况 7.4预付费管理 1）登陆管理：管理操作员账户及权限分配，查看系统日志等功能； 2）系统配置：对建筑、通讯管理机、仪表及默认参数进行配置； 3）用户管理：对商铺用户执行开户、销户、远程分合闸、批量操作及记录查询等操作； 4）售电管理：对已开户的表进行远程售电、退电、冲正及记录查询等操作； 5）售水管理：对已开户的表进行远程售水、退水、记录查询等操作； 6）报表中心：提供售电、售水财务报表、用能报表、报警报表等查询，本系统所有的报表及记录查询，都支持excel格式导出。预付费看板 7.5 充电桩管理通过物联网技术，对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警。云平台包含了充电收费和充电桩运营的所有功能，包括城市级大屏、交易管理、财务管理、变压器监控、运营分析、基础数据管理等功能。充电桩看板 7.6 智能照明智能照明通过物联网技术对安装在城市各区域的室内照明、城市路灯等照明回路的用电状态进行不间断地数据监测，也可以实现定时开关策略配置及后台远程管理和移动管理等，降低路灯设施的维护难度和成本，提升管理水平，并达到一定节能减挂的效果。照明实时监控 7.7 安全用电安全用电采用自主研发的剩余电流互感器、温度传感器、电气火灾探测器，对引发电气火灾的主要因素（导线温度、电流和剩余电流）进行不间断的数据跟踪与统计分析，并将发现的各种隐患信息及时推送给企业管理人员，指导企业实现快速时间的排查和治理，达到消除潜在电气火灾安全隐患，实现“防患于未然”的目的。 7.8 智慧消防通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。填补了原先针对“九小场所”和危化品生产企业无法监控的空白，适应于所有公建和民建，实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”、用电管理“精细化”的实际需求。智慧消防看板类型型号外观产品功能能源物联网云平台 Acrel-EIOT 提供数据驾驶舱、电气安全监测、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警和记录、运维管理等功能，并支持多平台、多语言、多终端数据访问智能网关 AWT100-4G 1路下行485，上行4G；WIFI、NB、LR网口其他规格可选 ANet-1E2S1-4G 上行：以太网、4G 下行：RS485 断点续传，多平台转发，MQTT协议电力物联网仪表 ADW300-4G 三相电压、电流、功率、功率因数、频率测量；电压电流相角、电压电流不平衡度测量；电压电流2-31次分次谐波及总畸变测量；当月及上三月的电压、电流、功率极值记录；最大需量及上十二月历史需量记录；事件记录、复费率、四象限电能及历史电能记录；支持4路开关量输入、2路开关量输出；支持4路测温；支持1路剩余电流测量；支持本地显示及按键设置；有功电能精度1级。通讯方式：支持RS485通讯、Lora无线通讯、4G通讯；WIFI通讯 ADW200 4路三相电压、电流、功率、功率因数、频率测量；电压电流相角、电压电流不平衡度测量；电压电流2-31次分次谐波及总畸变测量；当月及上三月的电压、电流、功率极值记录；最大需量及上十二月历史需量记录；事件记录、复费率、四象限电能及历史电能记录；支持12路开关量输入4路开关量输出；支持12路测温4路剩余电流测量；有功电能精度1级。通讯方式：RS485接口，支持Modbus-RTU协议 ADW210 4路三相电压、电流、功率、功率因数、频率测量；电压电流相角、电压电流不平衡度测量；电压电流2-31次分次谐波及总畸变测量；当月及上三月的电压、电流、功率极值记录；最大需量及上十二月历史需量记录；事件记录、复费率、四象限电能及历史电能记录；支持12路开关量输入4路开关量输出；支持12路测温4路剩余电流测量；有功电能精度1级。单相电子式计量表 DDS 单相有功、无功电能计量，电参量测量：U、I 、P、Q、S、PF、F， LCD 显示， RS485通讯，MODBUS-RTU 和 DL/T645 协议单相电子式计量表 DDSD 单相电能计量：总电能计量（反向计入正向），3 个月历史电能数据冻结存储电参量测量：U、I 、P、Q、S、PF、F 测量 LCD 显示：8位段式 LCD 显示按键编程：3按键可编程设置密码、通讯地址、波特率、复费率和通讯协议。脉冲输出：L有功电能脉冲输出复费率：4个时区、2 个时段表、14 个日时段、4 个费率通讯： RS485接口， MODBUS-RTU 、 DL/T645-97 、 DL/T645-07 协议、红外通讯三相电子式计量表 DTSD 三相电能计量：有功电能计量（正、反向）、无功电能计量（正、反向）、 A、B、C 分相正向有功电能电参量测量： U、I 、 P、Q、S、PF、F谐波测量： 2~31 次谐波电压电流LCD 显示： 8 位段式 LCD 显示、背光显示按键编程：4 按键可编程通信、变比等参数脉冲输出：有功脉冲输出、无功脉冲输出、时钟脉冲输出LED 报警：失压、过压报警复费率及附带功能：有源开关量输入、 3 开关量输出、支持 4 个时区、2 个时段表、 14 个日时段、4 个费率、最大需量及发生时间、上 48 月、上 90 日历史冻结数据、日期、时间通讯：红外通讯、RS485 接口、同时支持 Modbus、DL/T645测温：支持 3 外置 NTC 测温单相电子式计量表 ADL200 单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。总电能计量（反向计入正向），3个月历史电能数据冻结存储；8位段式LCD显示；有功电能脉冲输出；有功电能精度1级，无功电能2级。三相电子式计量表 ADL400 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。（正、反向）有功、无功电能计量；A、B、C 分相正向有功电能计量；2-31次谐波电压电流；12位段式LCD显示、背光显示，电能精度0.5s级。单相预付费电表 DDSY-4G 单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。有功电能计量（正、反向），A、B、C分相正向有功电能，支持4个时区、2个时段表、14个日时段、4个费率最大需量及发生时间，实时需量，历史冻结数据购电记录；8位段式LCD显示、背光显示；有功电能脉冲输出；有功电能精度1级，无功电能0.5s级。三相预付费电表 DTSY-4G 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。有功电能计量（正、反向），A、B、C分相正向有功电能，支持4个时区、2个时段表、14个日时段、4个费率最大需量及发生时间，实时需量，历史冻结数据购电记录；8位段式LCD显示、背光显示；有功电能脉冲输出；有功电能精度1级，无功电能0.5s级。多功能电力仪表 AEM96 三相电力参数测量、电压和电流的相角、四象限电能计量、复费率、最大需量、历史电能统计、开关量事件记录、历史极值记录、31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）、开关量、报警输出通讯方式：RS485接口，支持Modbus-RTU 协议 AEM72 三相电力参数测量、电压和电流的相角、四象限电能计量、复费率、最大需量、历史电能统计、开关量事件记录、历史极值记录、31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）、开关量、报警输出通讯方式：RS485接口，支持Modbus-RTU 协议 ACR系列三相所有电力参数、最大需量记录（ACR320EFL）、分时电能统计及12月电能统计、日期时间显示、LCD显示、RS485通讯，事件记录。通讯方式：RS485，Prifibus-DP、以太网 APM系列全电量测量，四象限电能，复费率电能，仪表内部温度测量，总有功、总无功、总视在电能脉冲输出、秒脉冲等可选。三相电流、有功功率、无功功率、视在功率实时需量及最大需量(包含时间戳)。电流、线电压、相电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、电流总谐波、电压总谐波的本月极值和上月极值(包含时间戳)。中文显示，有功电能0.2s级。通讯方式：RS485，Prifibus-DP、以太网直流电能表 DJSF1352 1.精度：1级或0.5级，带±12V电压输出用于霍尔传感器供电 2.测量：电压、电流、功率、正反向电能，支持双路计量。智慧用电监测装置 ARCM300-Z 三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、 Hz、cosΦ），视在电能、四象限电能计量，单回路剩余电流监测， 4 路温度监测，2 路继电器输出，2 路开关量输入，支持断电报警上传电气防火限流式保护器 ASCP200-40B 可实现短路限流灭弧保护，过载限流保护、内部超温限流保护、过电压保护、漏电监测、线缆温度监测等功能，1路RS485通讯，1路GPRS（或NB）无线通讯，额度电流0-40A，额定电流菜单可设故障电弧探测器 AAFD-DU 监测故障电弧、漏电、温度两路无源干接点（开关量）输入两路无源常开触点（开关量）输出电瓶车充电桩 ACX系列充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。支持投币、刷卡，扫码、免费充电，汽车充电桩 AEV_AC007 额定功率7kW,单相三线制，防护等级IP65,具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用。通讯方式：4G、蓝牙、Wifi 30KW、600KW、120KW多规格可选电气接点在线测温装置 ARTM-Pn 可监测电压、电流、频率、有功功率、无功功率、电能，可接收60个无线温度传感器温度 ATC600 ATC600有2种工作模式：终端(-C)、中继(-Z)，可根据项目布局选择配置。可接收240个无线温度传感器温度智能光伏采集装置 AGF-M系列光伏电池串开路报警，可以配合组串电压进行综合判断；带3路开关量状态监测，用于采集直流断路器、防雷器等输出空接点状态；一次电流采用穿孔方式接入，安装方便，安全性高；测量元件采用霍尔传感器，隔离测量最大电流20A；电压测量功能可测量母线电压最高DC 1500V 三遥单元 ARTU系列可扩展DIDO以及多路模拟量输入输出单元。通讯方式：RS485接口，Modbus协议。可扩展2G、Lora、LoRAWAN、NB-IoT、4G、以太网智慧照明 ASL200系列遥控输出两路无源干接点（开关量）输入两路无源常开触点（开关量）输出
2024-10-25
发表了主题帖：【绝缘监测】绝缘监测装置在直流汇流箱的直流系统的应用--安科瑞张云18217320907

一、直流汇流箱中安装绝缘监测装置的好处：光伏并网系统的绝缘性能同样关系到系统的安全稳定运行。由于光伏电站通常建在户外，运行环境复杂多变，因此绝缘故障也时有发生。绝缘监测装置能够实时监测光伏并网系统的绝缘状态，及时发现绝缘问题，防止电气事故的发生，保障系统的安全稳定运行。二、绝缘监测装置的原理：电桥法：利用不平衡电桥原理，通过测量桥臂电阻的变化来反映绝缘电阻的变化。这种方法具有较高的测量精度和稳定性。三、绝缘监测装置的技术参数配置： 1.安装方式：导轨安装， 2.屏幕显示：LCD液晶显示。 3.功能：可以实时监测直流系统电压、直流正负极对地电压，并具有过欠压报警功能，可以监测系统正负极对地电阻，实时监测或通讯触发监测可设；可以设置两组报警阈值；具有LED灯报警指示，3路继电器输出，20条事件记录，一路RS485接口Modbus通讯等功能 4.适用电压：TH：DC100~1000V，TL：DC10~100V；四、高压配电柜安装绝缘监测装置场景
2024-10-23
发表了主题帖：【能耗监测】浅谈基于物联网的能耗在线监测平台研究与应用--安科瑞张云18217320907

摘要：随着物联网技术的发展和应用，基于物联网的能耗在线监测平台已成为各企业节能降耗和能源管理的重要手段。随着物联网技术的快速发展，大数据、云计算、人工智能等新兴技术在工业领域的应用逐渐普及。物联网能耗在线监测平台对企业的用电、用水、能耗等多个环节进行实时监测，及时发现问题，提高用能效率。本平台实现了能耗在线监测和数据分析，在帮助企业掌握用能状况、优化能源利用效率和合理安排生产计划等方面发挥了重要作用。文章从平台总体方案入手，提出了基于物联网的能耗在线监测平台应用策略，以供参考。关键词：物联网；能耗在线监测平台；数据采集；数据分析 0 引言随着节能减排政策的大力实施，以及传统行业的逐步转型升级，各大企业对能耗的关注度也在逐渐提升，许多企业都投入大量的资金用于能源管理体系建设和节能改造，但大多数企业的能耗管理模式依旧停留在传统的人工抄表、人工统计和报表汇总阶段，缺少实时数据采集和分析、监测等功能，无法准确掌握企业能耗数据情况。而将物联网技术应用到企业能耗监测系统中，可以将整个企业生产过程中的能源消耗情况进行实时采集、分析和监控，并将数据信息传递给上层管理部门，从而为企业节能降耗提供有效依据，提高企业综合经济效益。 1 平台总体方案系统采用多层架构，分为采集层、网络层、数据层和应用层。能耗在线监测平台对系统进行总体设计，通过对采集设备的控制，实现系统的能源计量和监测，建立一个准确的能源统计和能源平衡方法，实现对能耗设备、系统的在线监测和管理。采用物联网技术将采集层、网络层、数据层和应用层有机结合在一起，构成一个完整的平台。本系统由能源计量装置、能耗监测终端（电能表、电能表计量器具）、网络传输设备（通讯网关）等组成，通过采集设备与服务器连接，服务器通过通讯网关与现场设备连接，实现数据采集和数据传输功能。 2 基于物联网的能耗在线监测平台应用策略 2.1 智慧化系统设计该系统以“节能减排”为基本指导思想，以“提高，效率、降低消耗、减少污染”为目标，以“科学管理、有效控制”为原则，通过物联网技术对工业企业进行远程智能监测和管理，实现对能源资源的智能化、精细化、数字化管理。该系统设计具体分为以下几点：（1）数据采集：在企业原有的计量装置基础上进行智能化升级改造，实现对工业企业用能设备运行数据的实时采集，并与现有的能源在线监测系统进行对接，从而实现能耗数据的集中管理和分析。（2）数据传输：以 TCP/IP 通信协议为基础，采用GPRS/4G 无线通信方式实现与工业企业能耗监测系统的数据传输。（3）数据处理：通过数据分析软件对采集到的能耗数据进行整理分析，根据具体情况设置不同的报警值。（4）能耗在线监测系统由感知层、网络层、应用层组成。感知层负责采集和记录能源消耗信息和设备状态信息；网络层负责将采集到的各种信息传输给应用层；应用层负责将感知层和网络层所传送过来的信息进行分析处理，以界面形式展示给用户。（5）平台建设：首先建立能耗在线监测系统数据，建立能耗监测管理平台，然后根据能源计量仪表的分布情况及具体功能要求划分为三个子平台：工业企业能耗在线监测平台、能源审计与节能诊断服务平台、能源统计分析与能效评估服务平台。 2.2 数据采集系统数据采集系统主要由数据采集层、网络层和应用层三部分组成。数据采集层主要包括各类传感器、电表、水表等计量设备，以及各类 PLC、工控机等控制设备，提供实时在线采集企业用能数据的能力；网络层主要由工业以太网和无线通信网络构成，将采集到的能耗数据传输到应用层，实现企业用能数据的实时监测和传输；应用层主要提供企业能耗指标分析、用能管理等功能。整个系统可实现对企业能耗数据的在线实时采集，为企业用能的合理优化配置和能源管理提供了有力支撑。 2.2.1 集中采集集中采集系统部署在企业能源管理，主要由计量设备、数据采集设备和控制设备组成，负责对各生产单元及各个车间的用能数据进行实时采集、传输和存储，为能源管理人员提供生产运行情况的直观展示，实现对企业能源资源的优化配置。集中采集系统采用以太网连接的方式与企业能源管理进行通信，从而将各生产单元及各个车间的用能数据集中传输到数据采集设备中，再通过数据采集设备进行实时数据的采集和上传。当有新的生产单元加入时，系统会自动为新生产单元分配一个或多个采集设备号，并对其进行编号管理。 2.2.2 分散采集分散采集是指对企业各个生产单元及各个车间进行部署，在每个生产单元及各个车间分别部署数据采集器，实现对各生产单元及各个车间的用能数据的实时采集。分散采集的方式可分为以下两种：（1）将每个生产单元及每个车间的用能数据分别接入到 PLC 控制单元，以 PLC 为控制核心，实现对各生产单元及各个车间用能设备的控制、监测、保护等功能，同时对各生产单元及各个车间的用能情况进行监控。（2）通过 GPRS 或 CDMA 无线网络将数据采集器所采集到的数据传输到服务器，服务器根据相应标准将数据转换成标准格式后，再通过 GPRS 或 CDMA 无线网络传输到云平台。 2.3 系统控制与管理根据企业实际情况，能耗在线监测系统可以分为多个子系统，每个子系统独立运行，满足不同行业、不同规模企业的需要。同时，平台需要对各个子系统进行监控、管理和数据分析，为企业能源管理提供实时的信息和服务。要做好系统控制与管理工作，具体可以从以下几点展开：（1）能源管理。能源管理系统主要负责对企业能源设备进行远程监控，了解各个设备的运行状态、能耗情况以及设备的故障情况等信息。通过对数据的采集和分析，及时发现设备故障、能耗异常等问题，实现能源优化配置和节能降耗。（2）用能分析。系统提供用能分析功能，可以对企业的用能情况进行统计和分析，例如：各类型用能设备的能耗占比情况、各类型用能设备的日度用能趋势图等。通过对用能数据进行统计分析，可以找出企业在用能方面存在的问题和薄弱环节，为企业下一步节能降耗提供决策依据。（3）数据采集与传输。系统提供了多种数据采集方式，包括：ZigBee、LoRa、GPRS、4G/5G 通信等多种数据采集方式。同时采用工业以太网传输方式，将所有采集到的数据实时传送到数据进行存储和分析。（4）平台要部署相应的监控应用软件和数据库管理系统，监控系统网络架构图如图 1 所示。在硬件设备正常运行时进行监控与维护工作。系统需要对硬件设备进行配置并进行检测调试后才能投入使用。例如：服务器端软件需要安装在 windows 操作系统中，客户端软件需要安装在 Linux 操作系统中。同时需要保证监测应用软件和数据库管理系统都处于正常运行状态。（5）能耗在线监测平台可以按照用户权限对用户进行分组管理。用户可根据权限访问相应的子系统或子应用；每个子系统或子应用可以包括多个用户组；每个用户组可以具有不同的权限级别；每个用户组可以具有不同的系统属性；每个用户组可以具有不同的操作权限和操作频率。图 1 监控系统网络架构图 2.4 资源共享与交换本平台采用以太局域网（Ethernet）和以太网相结合的方式实现数据传输，Ethernet 通过 IP 协议进行数据交换，以太网则通过 TCP 协议进行数据传输。Ethernet 的通信过程为：用户首先通过 Ethernet 中的客户端程序访问服务器上的客户机程序，通过 TCP/IP 协议与服务器端进行通信，与服务器进行数据交换。在资源共享及交换的过程中，应做好以下两方面内容：一方面，在传输数据过程中遵守 TCP/IP 协议规定的各种消息格式和内容，如：字段类型、数据长度、发送数据频率、数据传输速率等。另一方面，在本平台中需要将 Ethernet 与以太网相结合的方式进行设计。Ethernet 采用 TCP/IP 协议进行通信，其通信过程为：用户首先访问服务器上的客户机程序，与客户机程序进行交互，客户程序根据用户指令向服务器发出请求。服务器接收到客户请求后将响应消息返回给用户，用户收到响应后继续向服务器发送请求。在 Ethernet 与以太网相结合的通信方式中，Ethernet 向以太网发送请求时需要将其封装为 UDP 包（以太网 UDP 协议）发送出去。 2.5 数据分析与处理工业企业的能源消耗数据采集范围较广，采集频率较高，数据量巨大，但数据处理能力有限，在分析和处理过程中，需要对大量数据进行汇总、分析和挖掘。本平台采用 Python 编程语言设计能源消耗数据分析平台，并将数据处理的过程封装成 API 接口，以便于企业用户调用。平台主要实现了以下功能：（1）能耗数据处理分析：本平台对企业用能情况进行分析和挖掘，提供多种能源消耗指标计算、查询功能，支持能耗指标计算和查询。其中能源消耗指标包括：电能、煤炭、天然气、水、电等；能耗分析包括：日、月、年等时间段能耗指标统计；用能情况分析包括：用电量、用电类型、用电时间等。（2）能源平衡计算分析：本平台提供多种能源平衡计算功能，如生产设备功率平衡计算、动力设备功率平衡计算等，并提供多种能源平衡计算方式，包括平均值法、极值法等。（3）统计查询功能：本平台提供多种统计查询功能，如用电量查询和用能量查询等。其中用电量查询包括：当日用电量或历史用电量查询；月用电量或历史电量查询。（4）数据挖掘分析：本平台提供多种数据挖掘分析功能，如用能情况分析功能包括：能耗强度分析；多维度对比分析功能包括：对比能耗强度、对比生产设备效率指标；基于生产设备效率的能耗效率排名分析功能包括：排名前十的生产设备效率指标排名、排名前二十的生产设备效率指标排名。（5）报表展示功能：本平台提供多种报表展示功能，如日报表、月报表、年报表等。其中日报表包括：当日用能总量统计；当日用电量统计；当月总用电量统计；本月总用电总量统计。 2.6 能耗指标控制该企业以煤电为主要生产原料，采用人工和半自动生产模式。根据企业生产需求，对各工艺环节的能耗进行控制。要进行能耗指标控制，可以从以下两方面展开：一方面，通过对各工序能耗数据的实时监测和分析，可以及时发现各工序设备、工艺路线、生产状态等方面存在的问题。对于影响能源消耗指标波动的设备或工序等因素，可以在平台上进行干预或调整，从而提高整个生产过程中能源消耗指标变化情况的准确性和及时性。另一方面，可以根据各工序能耗数据分析结果，合理安排生产计划，优化生产工艺等。平台能够为企业制定节能减排工作方案提供数据支持和决策依据；在能源消耗指标发生波动时能够及时发现问题并进行干预或调整；在能耗指标达到设定目标后能够及时进行预警提示。 2.7 能耗数据展示与查询要做好能耗数据的展示与查询工作，可以从以下几点展开：（1）能耗在线监测平台可以按照用户需要进行模板定制，包括能源平衡表、日（周）平均用能对比、日（周）总能耗对比等；还可以通过用户自定义的方式，将数据按照不同的维度展示出来。（2）在数据展示方面，以柱状图、饼图、曲线图等多种形式展现能源数据；同时还可以对历史的数据进行查询，查看历史能源消耗情况；在数据查询时，用户也可以通过下拉框选择合适的时间范围来进行查询。（3）在展示功能方面，可按照企业的规模大小、能耗种类等进行划分。通过查看每个企业的整体用能情况来了解整个行业内企业的用能情况；通过查看各企业整体用能情况来了解整个行业内各个企业的用能情况；通过查看某个区域内各企业整体用能情况来了解该区域内各个企业的用能情况。（4）在能源查询方面，以用户自定义查询条件来进行查询。如果用户在平台中已经录入了基础信息和历史用能信息，系统可以自动搜索与之对应的能源数据；如果用户没有录入基础信息和历史用能信息，系统可以自动搜索与之对应的能耗数据，并按条件进行排序。通过上述能耗在线监测平台研究与应用，能够有效地提高企业能源管理水平和能源利用率，实现了能源监测和控制全覆盖。 3 安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析系统 Acrel-5000建筑能耗分析系统是用户端能源管理分析系统，在电能管理系统的基础上增加了对水、气、煤、油、热(冷)量等集中采集与分析，通过对用户端所有能耗进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。用户可按照有关规定实施能源计算，分析现状，查找问题，挖掘节能潜力，提出切实可行的节能措施，并向县级以上管理节能工作的部门报送能源计算报告。 4 应用场所适用于公共建筑、集团公司、工业园区、大型物业、学校、医院、企业等不同行业的能耗监测与管理的系统设计、施工和运行维护。 5 系统组网图 6 系统功能 6.1系统概况平台运行状态，当月能耗折算、地图导航，各能耗逐时、逐月曲线，当日，当月能耗同比分析滚动显示。 6.2 用能概况对建筑、部门、区域、支路、分类分项等用能进行对比，支持当日逐时趋势、当月逐日趋势曲线、分时段能耗统计对比、总能耗同环比对比。 6.3 用能统计对建筑、区域、分项、支路等结构按日、月、年报表的形式统计对分类能源用能进行统计，支持报表数据导出EXCEL，支持选择建筑数据进行生成柱状图。 6.4 复费率统计复费率报表按日、月、年统计对单栋建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用电量及成本费用进行统计分析。支持数据导出到EXCEL。 6.5 同比分析对建筑、分项、区域、支路等用能按日、月、年以图形和报表结合的方式进行用能数据同比分析。 6.6 能源流向图能源流向图展示单栋建筑自己设定时段内各类能源从源头到末端的的能源流向，支持按原始值和折标值查看。 6.7 夜间能耗分析夜间能耗以表格、曲线、饼图等形式对选择支路分类能源在自己设定时段工作时间与非工作时间用能统计对比，支持导出报表。 6.8 设备管理设备管理包括，设备类型、设备台账、维保记录等功能。辅助用户合理管理设备，确保设备的运行。 6.9 用户报告用户报告针对选定的建筑自动统计各能源的月使用的同环比趋势，并提供简单的能耗分析结果，针对用电提供单独的复费率用能分析，报告可编辑。 7 系统硬件配置 8 结束语能耗在线监测平台在节能减排、能源管理、能源审计等方面取得了显著成效，为企业节能管理、能源审计及科学用能提供了有效工具，为能源行业实现绿色低碳发展提供了技术支撑。能耗在线监测平台以企业的能耗数据为基础，通过对企业用能设备能耗数据进行采集、分析和处理，结合企业能源管理体系要求及能源审计要求，对企业用能设备的能耗情况进行分析与评估，从而实现企业对能效管理的持续改进。参考文献 [1]章景平.基于物联网的能耗在线监测平台研究与应用[J].智能城市应用,2023,6(3):73-75. [2]王永昌,卢迪,张龙,等.能耗监测系统在某海上油田群节能中的应用[J].上海节能,2022(5):602-605. [3]姜翠丽,于文蛟.基于物联网的公共机构能源管理系统的探索与实践[J].现代信息科技,2022,6(8):168-171. [4]安科瑞企业微电网设计与选型手册.2022.05版.
2024-10-08
发表了主题帖：【储能电站】浅谈基于储能电站提高风电消纳能力的电源规划研究--安科瑞张云1821732...

摘要：文章提出了一种基于遗传算法的电源规划模型，旨在提高电网对风电的消纳能力并保持系统稳定。通过构建不同的规划方案，分析了储能电站的引入对电力系统的影响，包括提升风电消纳能力、电网稳定性和经济效益。即使储能设施初期投资较高，但长期看可以有效降低运行成本，提高电网的可靠性。此外，文章还探讨了允许风电输出波动对规划结果的积极影响，提供了一种在确保电力系统可靠性的同时降低投资成本的策略。关键词：风电消纳；电源规划；储能电站 0引言随着全球气候变化和能源危机的日益严峻，可再生能源的开发和利用成为世界各国的共同选择，其中风能作为清洁能源的代表，其开发利用受到了广泛关注。然而，风能的间歇性和不稳定性给电网的稳定运行和风电的大规模消纳带来了挑战。 1储能电站提高风电消纳能力工作机理基于储能电站提高风电消纳能力的电源规划研究，关注的是如何通过储能系统提高风电的利用效率和稳定性。风能作为一种可再生能源，虽然环保，但存在一定的不稳定性，特别是风速的变化导致发电量波动。为了解决这一问题，储能电站的作用显得尤为重要。储能电站通过存储风能在风速较高时多出的电力，解决了风电供应不稳定的问题。当风速减弱，风力发电量减少时，储能电站可以释放之前储存的电力，保证电网的稳定供电。 2模型求解的流程图1展示的是一个基于遗传算法的电源规划模型求解流程，遗传算法是一种启发式搜索算法，用于解决优化和搜索问题。该流程图详细描述了电源规划模型的各个步骤，从初始化种群到解决方案输出。流程从“开始”标记出发，首行的是“种群初始化”。在这个阶段，创建了一个种群，包含多个个体，每个个体代表电源规划问题的一个潜在解决方案。种群的每个个体都有一个与之相关的适应度值，该值指示该个体解决问题的能力。接下来，流程进入“计算个体适应度”的步骤，基于现有的系统数据和参数约束，计算每个个体的适应度值。适应度值越高的个体，被认为是更好的解决方案。之后，流程图指向一个判定环节：“满足条件”，这个环节检查当前种群是否已经达到了既定的停止条件，这些条件可能是解决方案的精度满足预定的要求，或者算法已经达到了预设的迭代次数。在“选择”阶段，根据个体的适应度进行选择，适应度较高的个体有更高的机会被选中参与下一代的生成，这个过程模仿了自然选择，即适者生存的原则。“交叉”是指选定的个体通过某种方式交换它们的一部分基因，生成新的个体，这个过程对应于生物学中的繁殖和遗传，有助于产生新的解决方案。 2.1解码与编码在应用遗传算法进行电源规划问题求解时，染色体编码的设计至关重要。染色体编码是算法能否成功应用于电源规划的决定性因素。一个有效的编码满足3个基本原则：完备性、健全性和小冗余性。完备性确保编码可以覆盖所有可能的解决方案，健全性保证每个编码都能够对应一个有效的解决方案，而小冗余性则意味着编码系统尽可能简洁，以降低无效解的出现。 2.2适应度函数的选择在遗传算法中，适应度函数是决定个体存续的关键，它衡量了个体在特定环境中的生存能力。高适应度的个体有大的概率传递其基因到下一代，而适应度低的个体则可能被淘汰。为了有效地引导算法搜索过程，并确保解决方案的质量，本文采用了一种惩罚策略来增强个体的适应度。这种策略通过对目标函数添加惩罚项来调整适应值函数，使其能够反映约束条件的满足程度。在构建小化国民经济投入的目标函数时，电力和电量的约束被作为惩罚项考虑在内。这样做的目的是确保在追求成本效益的同时，也要满足电网的基本运行要求。类似地，当目标是大化风电消纳能力时，电压和频率约束则成为惩罚项。此时的目标函数为：这意味着解决方案不仅要追求风电的利用，而且要保证电网的稳定性和可靠性。目标函数的设计反映了这种平衡的追求。在适应度函数中，电网的稳定运行参数被赋予了权重，这样可以在种群进化的过程中自然淘汰那些可能导致电网不稳定的解决方案。 2.3遗传参数的选择经过多轮的试验和调整，确定了适合本文遗传算法模型的关键参数。设定了一个由150个个体组成的种群，以确保有足够的多样性来探索解空间。选择率设置为0.65，以平衡精英主义和多样性的保持。此外，采用了0.78的较高交叉率来鼓励信息在个体间的广泛交换，而变异率则定为0.05，以引入新的基因变异但又不至于破坏已经适应的结构。使用0.68作为随机数种子，以保持实验的一致性和可重复性。这些参数的设置旨在优化算法的搜索能力，同时保持算法的鲁棒性和避免过早收敛到局部优解。 3算例仿真 3.1规划内容采用了一个虚拟的电网环境，对特定地区的电力系统进行了未来7年内的规划，其中涉及12个预期建立的电源。电力总负荷及总用电量逐年增长情况如表1所示。特别地，编号为9～12的电源是规划中的储能电站，它们的容量取决于当地的风能资源利用情况，因此无法在规划开始前准确设定。储能电站的容量将依据规划过程中的具体情况动态确定，每个电站由若干储能单元组成，具体的技术参数如表2所示。这种规划方法允许在考虑风能资源的同时，灵活调整储能电站的规模，以适应实际需求。 3.2不同规划方案的结果及对规划结果的分析本文提出的算法与模型应用于对一个区域的电力系统实施了为期7年的电源规划，产生了3种不同的规划方案。在方案1中，直接采用了本文描述的算法和模型。方案2则在模型的基础上做了调整，允许风电场的输出功率有一定幅度的波动。方案3排除了储能电站的参与，除此之外，与方案1保持一致。这些方案的比较分析旨在评估储能电站的影响以，及风电输出波动对区域电力系统规划的影响。优化方案结果如表3所示。根据表3的数据，可以观察到以下现象：①不同的投资选择导致各电厂启用的顺序有所变化。这主要是由于选址的地理位置、当地环境条件及电厂类型的不同考量，进而影响了投资总额。②通过比较不同的投资模型，可以看出总投资成本和电网对风电的吸纳能力呈现显著差异。在方案1和方案3的对比中，方案1由于纳入了储能电站，多出的投资为109.6亿元，但其风电消纳能力显著优于方案3。这表明储能电站的引入显著提升了电网的风电消纳效率，并降低了库存与缺货成本，增强了市场竞争力。然而，储能设备的高成本也使得经济投入相应增加。③在方案2和方案1的对比中，尽管风电消纳能力相近，国民经济总投入却降低了31.4亿元。这是因为方案2在不牺牲电力系统可靠性的前提下，允许风电场输出功率有更大的波动，减少了所需储能电站的容量。由于储能系统成本随容量增加而上升，因此总投入相应减少。综合分析可知，本文模型有效展现了储能电站在增强风电消纳能力上的优势。同时，也实现了在风电波动范围内的可靠性和经济性之间的平衡，符合当前国际对环境保护、可持续发展、电能可靠性及市场竞争力新形势的需求。 4安科瑞Acrel-2000MG微电网能量管理系统 4.1概述 Acrel-2000MG储能能量管理系统是安科瑞专门针对工商业储能电站研制的本地化能量管理系统，可实现了储能电站的数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表、策略管理、历史曲线等功能。其中策略管理，支持多种控制策略选择，包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等。该系统不仅可以实现下级各储能单元的统一监控和管理，还可以实现与上级调度系统和云平台的数据通讯与交互，既能接受上级调度指令，又可以满足远程监控与运维，确保储能系统安全、稳定、可靠、经济运行。 4.2应用场景适用于工商业储能电站、新能源配储电站。 4.3系统结构 4.4系统功能 4.4.1实时监管对微电网的运行进行实时监管，包含市电、光伏、风电、储能、充电桩及用电负荷，同时也包括收益数据、天气状况、节能减排等信息。 4.4.2优化控制通过分析历史用电数据、天气条件对负荷进行功率预测，并结合分布式电源出力与储能状态，实现经济优化调度，以降低尖峰或者高峰时刻的用电量，降低企业综合用电成本。 4.4.3收益分析用户可以查看光伏、储能、充电桩三部分的每天电量和收益数据，同时可以切换年报查看每个月的电量和收益。 4.4.4能源分析通过分析光伏、风电、储能设备的发电效率、转化效率，用于评估设备性能与状态。 4.4.5策略配置微电网配置主要对微电网系统组成、基础参数、运行策略及统计值进行设置。其中策略包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、新能源消纳、逆功率控制等。
发表了主题帖：【充电桩】浅析基于云平台的充电桩用能计量有序充电服务的应用--安科瑞张云1821732...

摘要：鉴于电动汽车数量未来爆发式增长的现象，利用分布式边缘云模块化技术，以服务功能划分为有序充电云模块和远程自动检测模块，通过蜂窝无线远距离传输的方式，实现采样数据及控制信息上下行数据交互的承载。利用云平台的虚拟化存储、动态扩展、功能模块化部署特点，可以在灵活的空间范围内部署后台计算与能源资源匹配与应用；利用一套远程自检装置，通过软件形式定期下发自检测程序，充电桩启动自检模式，将检测报告与装置内存储的标准数据进行比对，进一步改善平台充电桩监控状态。通过边缘云平台信息分区分功能交互的模式，利用虚拟空间构建一个大容量、高可靠的管控平台，为车联网应用提供一种切实可行的解决方案。关键词：云平台；自动检测；能源管理；有序充电今年，电动汽车行业抓住了疫情影响洼地，迅速找到了发展突破口，从电动汽车发行政策到锂电池开发技术均出台了多层面利好消息，未来一段时间内会出现电动汽车乘用车数量井喷现象，如何满足如此批量的电动汽车充电服务需求，有必要改善现有车联网服务平台服务能力。车联网作为充电桩集群式系统管理平台，可以远程对充电桩空闲状态、运行状态、分布位置等进行管理，并通过车载终端获取管辖区域内的车辆充电需求及位置要求，将充电需求与充电桩存量信息进行匹配，为车辆主动推送合适的充电方案信息。但随着车辆数量的快速递增，传统车联网管理方法会逐步表现出处理能力的缺陷，应通过某些智能化技术提升管理系统的处理容量和效率。 1 有序充电计量数据管理及桩站管理现状传统车联网系统数据的管理更侧重于对车辆的管理，例如车辆运行路径、车辆能量剩余情况、车辆间距、一定空间内车辆容纳数量等信息，以上综合信息有利于帮助系统了解充电桩附近的车辆充电需求量，主要目的是为车辆主动推送充电信息，用户可以从车载终端或其他APP上迅速搜索到附近可充电的充电点，节省了用户的等待时间。但电动汽车发展速度过快，导致传统车联网在数据控制与管理方面也逐步显露出了较多不匹配的地方，总结为以下几点：（1）充电桩数量与电动汽车充电需求数量完全不成正比：充电桩安装需要安全、有源的空间预留，随着城市智能化建设的加速，可以满足充电桩部署的空间比较有限，如何解决有限的能源用于更多的设备充电是需要解决的问题。（2）充电桩充电技术还未完全成熟：某个省质检单位对充电桩产品出厂前检测结果反映，70%产品存在着安全隐患，例如有的存在故障无警示或者元件接地错误等，也意味着，这批充电桩在运行一段时间后出现安全问题的可能性很大。在充电桩数量如此有限的情况下，再加上充电桩故障的风险，给充电能力增加了更大的压力。（3）车联网缺乏对充电桩联网供电能力的评估：目前车联网仅是将每个充电桩供电水平值采集到系统，当周边有车辆预到达时，可推送充电消息。但往往由于充电桩分配不合理，导致有的车辆无电可充，而有可充电的桩站却空闲。 2 基于云平台服务的有序充电应用管理架构基于以上深度的分析，解决车联网充电服务问题的根本要从两个方面入手：一是加强车联网能源供应与充电需求的匹配度；二是增加充电桩自检测能力，并能通过程序自优化方法对充电桩进行升级。本文针对两个主要需求采用边缘云模块的方式，不同的云功能设计不同的模块，还能借助云特性实现云模块间的数据耦合与扩展。通过功能云数据与能源管理系统内其他设备相互联系，可支撑整个充电过程服务的实现。整体架构如图 1 所示。车联网对于封闭式的电网而言，属于信息外网，因此架构从纵向来看划分为信息内网与信息外网两部分。信息内网侧重于能源侧，包括配电网发电-充电桩供电-供电交易计量，其过程具体可描述为智能配电网将传统电网或分布式新能源等不同形式能源通过 10 kV 电缆通道传输到能源路由器，由能源路由器根据用户需求将能源分配给的汽车充电，并将充电结果反馈到交易中心进行记录，完成收费过程。信息外网侧重于充电服务，主要由用户电动汽车、用户信息交互 APP 及车联网组成，其过程具体可描述为当车辆需要充电时，利用APP软件将需求发送到车联网，车联网根据系统内充电桩圈的空闲情况及设备状态情况，合理推送充电方案，完成充电过程。基于边缘云平台的车联网服务架构与传统架构的不同之处在于，部分原由能源交易管理系统执行的功能下放到车联网内。BMS（Battery ManagementSystem）是动力电池管理系统的约束，掌握电池的状态，保证充放电过程的安全，功能模块集成在车联网平台中；能源管理系统对每个充电桩运行状态数据通过数据逻辑形式发送到车联网云端，进行镜像存储，车联网中的控制云能更充分结合用户用能行为习惯，将用户群体需求圈中的所有充电桩供能状态集中建模，综合参考用户等待时间、充电桩群综合供能效率、车辆服务移动综合距离等评价参量，保证分配方案的合理化。将控制权下放到车联网系统中，1.它属于分布式管理方式，采用边缘云处理的方法，能够更快地出具分配方案，相比能源管理系统集中式处理方式，效率和准确率均会有所提升，也能降低集中数据管理的负担；2.它与用户直接接触，可以较灵活地根据用户充电习惯的改变而优化能源分配模型，实时更新云数据库空间内容，以更多数据服务形式满足用户服务的要求。其次基于边缘云平台增加的检测云模块，通过在系统主站部署一套智能化检测装置，提前将常规性充电桩运行状态检测方案转换成软件编码形式，周期性地下发自检模式控制指令，充电桩会自动启动自检功能，完成线缆连接、电流额定功率、通信故障等系列检测程序，最终形成自检报告，对于有问题节点会将警示消息传输到车联网，车联网会根据充电桩状态实时调整分配方案，并下发检修信息到能源管理平台，报送电网进行检修。检测云从设备自身状态出发提升了设备使用寿命，也变相缓解了充电桩使用的压力。 3 基于边缘计算的有序充电算法实现车联网有序充电服务过程以用户侧需求为主，按照先预测用户充电需求趋势来提前部署充电桩分配方案。如果采用传统的需求与充电桩实时匹配方案，经常出现充电桩无空闲的状态，因此要对需求提前预测，才能尽量保障能源的供应。有序充电流程如图 2 所示。电动汽车用户接收到的信息可能包括电价信息、奖励和惩罚信息、充放电功率限制、充放电时间限制等。这些信息可能来自于不同的主体，电动汽车用户根据这些信息结合自身的行驶需求，对各种信息做出选择和响应决策。同一充电设施可能被多个用户使用，电动汽车用户并不是直接的电力用户。在这些公共停车位上，包含了长时间充电或快速充电的需求，可具备功率较大的交流充电或者直流充电设施。这些充电设施应具备用户识别和充电费用结算功能。多辆电动汽车充放电协调控制的目标包括：1.执行上级控制命令；2.满足各电动汽车用户的充电需求。在控制过程中，电动汽车接入、退出，各控制对象的状态在不断地变化。协调控制策略应实时、动态地进行调整，可见控制策略是有序充电规则制定的核心。本文采用基于密度聚类的方式对用户充电行为数据进行分析，具体测算过程如下：（1）构建一个三维的信息采集坐标，横坐标为用户需要充电时间，纵坐标为充电电量，空间坐标为发出充电需求时车辆所在位置。（2）对数据进行实时采集，选择不同时间段的充电行为进行采集，在三维坐标轴上记录下多方面信息，在坐标轴上标识出的一个点表示一个车辆在某个空间位置需要充电的电量信息，最终在坐标轴上形成多个标识位置不同的节点。（3）将 n 个训练节点均标识在坐标轴上，从图面上初步确定了核心节点k，以这k个核心节点为起点，设定距离门限值δ，分别计算k个核心节点周围节点的距离，计算条件如下：通过计算，可以形成 k 个不同范围密度圈。计算遗漏节点 t，将每个遗漏点再分别与k个密度圈的节点计算距离，选择小的距离值，然后纳入到此密度圈中；依次计算，直到遗漏节点划分完毕，记录t个节点距离值L，并备注为特殊节点。具体映射模型如图3所示。至此，完成用户充电行为的坐标描述，用能行为直观地表示成不同的能量密度圈，机器可以容易计算出每个密度圈中表示的充电总量、车辆数量、聚集时间段和充电区域，从而可以大致描绘出详细的充电行为曲线图。依照此行为曲线图中位置及电量参量，将充电桩群进行密度划分，同样形成不同的密度集，将两个密度集进行比对，构建两个参量的密度圈一对一、一对多的映射关系。（1）充电桩聚集密度太零散，用户需求侧一个密度圈会对应多个能量侧密度圈。（2）用户用能量过大，同样需要多个能量侧密度圈来映射。（3）一对一的情况是指用户侧需求刚好在同区域的能量圈范围内[8]。无论哪种映射关系，具体到圈内每个节点的映射关系均是在能量维度满足的条件下，距离短原理来计算。按照需求侧和能源侧负荷曲线匹配结果形成充电序列，车联网以设定顺序下发充电桩分配指令，电动汽车依照指令完成充电路径。通过本文设计的有序充电服务计算模型，实现了充电桩运行状态与用户需求的共同联网分析，分析模型在控制云中集成实现，适应用户需求改变和充电桩状态不稳定的现象，可以实时更新模型条件及映射关系，保持车联网服务模型的适应性。 4 基于云架构下的远程自动检测有序充电管理单元设计与实现充电桩自检功能是车联网平台中新增的部分，通过在平台中部署一套智能化自检装置，包括软硬件基础组件构成，通过多个无线通道同时对多台充电桩进行性能检测，一般选择蜂窝式的通信组网模式，符合充电桩分布集群式的部署特征。智能化自检装置软硬件结构图图 4 所示。 EEWORLDIMGTK4 结构主要划分为硬件模块与数据库软件服务器部分，硬件部分主要实现充电桩状态信息的采集与处理，充电桩上部署了除了互感器等电量采集的元器件外，还有各种非电量传感器检测模块，所有数据通过无线多通道并行上传到检测装置的测试接口，高精度数字功率计可以将充电桩实时的三相电流、电压及瞬时功率值计算出来，并通过可编程交流负载，模拟不同电阻档位进行测试，验证充电桩运行电路中各个触电电量值及开关量状态是否在安全运行标准数值范围内。按照充电桩检测用例过程要求编写测试程序，下发到充电桩中，可自动完成自检测过程[9]。其次对于充电桩环境监测是在传感器参量处理电路中执行，将采集的温度、湿度、电磁等参量的数据融合采集、分类计算，同样将数据结果与历史故障门限值数据进行比对，对于超过安全运行标准的数据进行报警，如故障在可自动修复范围内，系统会下发优化程序，充电桩进行自调优完善过程。针对刚才描述中涉及到的检测编译程序及历史故障库等部分均在数据库服务器中集成存储，结构化数据库按照检测数据、处理模型、故障库等类型、优化程序等将数据存储在不同的容器中，根据系统自检过程顺序调取不同数据，配合完成各项自测项目。 5安科瑞充电桩收费运营云平台系统选型方案 5.1概述 AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不间断地数据采集和监控，实时监控充电桩运行状态，进行充电服务、支付管理，交易结算，资要管理、电能管理，明细查询等。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压，欠压，绝缘低各类故障进行预警；充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝，云闪付扫码充电。 5.2应用场所适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。 5.3系统结构系统分为四层： 1）即数据采集层、网络传输层、数据层和客户端层。 2）数据采集层：包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。 3）网络传输层：通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。 4）数据层：包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。 5）应客户端层：系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能，同时为运维人员提供运维APP，充电用户提供充电小程序。 5.4安科瑞充电桩云平台系统功能 5.4.1智能化大屏智能化大屏展示站点分布情况，对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示，同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩，查看设备使用率，合理分配资源。 5.4.2实时监控实时监视充电设施运行状况，主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压电流，充电桩告警信息等。 5.4.3交易管理平台管理人员可管理充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作，可查看小区用户每日的充电交易详细信息。 5.4.4故障管理设备自动上报故障信息，平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理，同时运维人员可通过运维APP收取故障推送，运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。 5.4.5统计分析通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度，查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。 5.4.6基础数据管理在系统平台建立运营商户，运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施，维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动，同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。 5.4.7运维APP 面向运维人员使用，可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行远程参数设置，同时可接收故障推送 5.4.8充电小程序面向充电用户使用，可查看附近空闲设备，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。
2024-09-14
发表了主题帖：【储能】浅谈锂电池储能电站火灾危险及对策研究分析--安科瑞张云18217320907

【摘要】锂电池储能技术，因其快速响应、能量密度高的特点，为解决大电网的调频调峰、发电侧的可再生能源友好接入、用户侧的削峰填谷及维持孤网稳定运行等问题提供了一种有效的解决途径。本文结合锂电池的结构机理，对锂电池储能电站火灾危险性进行了系统分析，并对储能电站火灾防范和应急处置提出建议，以便为锂电池储能电站消防安全技术研究提供参考。【关键词】锂电池储能电站；火灾危险性；应急处置引言随着风能、太阳能等可再生能源在能源结构中占比不断提升，越来越多的间歇性、波动性能源的接入需求，以及锂电池成本的下降，锂电池储能电站在新能源并网以及电力系统辅助服务等领域不断被运用。随着锂电池储能电站的建设，国内外锂电池储能电站的火灾逐渐增多，大家对锂电池储能电站消防安全问题非常关注。现对锂电池储能电站的火灾危险性进行分析，探讨研究储能电站火灾防范和应急处置对策。一、锂电池储能电站概述 (一)锂电池储能电站应用。锂电池储能电站具有高效率、应用灵活、响应速度快等优点，是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段，适应新一轮能源革命的发展形势，近年来在国内外的应用呈上升趋势。截至2020年年底，我国已投运的新型电力储能累计装机容量达到3.28８吉瓦，计划到2025年实现新型储能装机容量达3000万千瓦以上。锂电池储能电站投运后将接入源网荷储控制系统，为电网提供调峰、调频、备用、事故应急响应等多种服务，满足电网在可再生能源消纳、电网安全运行等方面的迫切需求，同时在提高能源综合利用效率，助推绿色能源发展等方面发挥重要作用。 (二)锂电池储能电站组成。首先由多个锂电池单体经串并联后构成电池模块，电池模块经串联连接构成模块电池箱(如图1所示)，后多个模块电池箱通过并联集成安置在一个集装箱内成储能电池舱(如图2所示)，多个电池舱再加上系统配套的PCS(储能变流器)舱、SVG舱、总控舱等组成一个锂电池储能电站。图1模块锂电池箱的串联连接情况图2由多组模块电池箱连接成的电池舱内部情况二、锂电池储能电站的火灾危险性 (一)锂电池单体的火灾危险性。 1.锂电池的构造。锂电池一般由正极、隔膜、负极、有机电解液和电池外壳组成，适应不同应用场景，有各种形状和构造(如图3所示)。锂电池负极一般都使用石墨材料。电解液常用碳酸酯类作为溶剂，添加剂可能不尽相同。锂电池正极材料差异较大，常见有磷酸铁锂、锰酸锂和三元材料等。隔膜主要是正、负极分隔开来，一般采用高强度、薄膜化的聚烯烃系多孔膜，是防止电子通过的，但可以让锂离子通过。锂电池充放电是依靠锂离子在正极和负极之间移动来完成的(如图4所示)。锂电池的电极材料、隔膜、电解液均是易燃物，其中火灾危险性*的是隔膜。图3几种形状的锂电池结构图4锂电池充放电原理图 2.锂电池火灾危险性。锂电池在密闭的空间存储了大量的能量，具有一定的危险性，“热失控”是导致锂电池起火的常见原因。锂电池热失控的常见因素有：一是内部短路。锂电池在使用过程中负极表面会形成一些“小毛刺”(即锂枝晶)，如果锂枝晶的长度超过隔膜的厚度，就会穿透隔膜，导致电池内短路。锂电池隔膜本就很薄，现为了追求高续航，提高电池能量密度，隔膜越来越薄。超薄的隔膜、可燃的电解液，再加上内部的锂枝晶，这些因素很容易导致电池内部短路进而热失控。二是过充过放电。锂电池过度充电会逐渐导致电池温度升高，高温使隔膜收缩融化，造成正负极相互接触而短路放热。高温也会使电解液分解产生气体，气体在密封的电池内部形成压力致锂电池膨胀外壳撑破，导致外部空气进入电池内部发生氧化反应，从而热失控引发燃烧爆炸。同样，外部大功率过放电也会导致电池内部发热并膨胀，出现和过充类似的破坏过程导致起火。三是化学反应放热。电池的高能量密度值是通过升高电压来获得的，若电解液耐高压能力不足，就会被氧化分解放热使电池温度升高，高温会引发电池内部各种副反应。电池温度会进一步升高，引起电解液与正极材料、黏结剂热反应，并终导致燃烧爆炸。四是制造工艺缺陷。电池工艺本身的瑕疵导致电芯极耳过长，会与极片或壳体接触形成内短路。还有在制备过程中带入微粒或灰尘，极片切割形成金属毛刺，隔膜上存在微孔洞等都会增加短路的危险性。五是使用过程缺陷。多批次甚至同批次的单体电池在容量、内阻等性能指标上距离标称值有一定误差，成组前分选不严格，导致锂电池单体间的一致性不好，或者受到撞击、挤压、穿刺、振动、跌落等会导致热失控，终诱发起火或者爆炸 (二)锂电池储能电站的火灾危险性。 1.锂电池单体热失控。锂电池储能电站具有串并联数量多、规模大、运行功率大等特点，如某个锂电池热失控，通过热传导、热辐射会引发相邻电池单体发生热失控，又因锂电池之间均有线路相连接，增加火灾蔓延渠道，导致整个锂电池舱火灾蔓延。 2.电气故障。电气故障是锂电池储能电站火灾的主要原因，因锂电池储能站中除锂电池外还存在大量附属电气设备，这些都将影响到储能电站的整体火灾危险性，如果使用运营过程中管理不到位，将会发生电气方面的火灾。比如，因意外的大电流(雷电、浪涌)、高电压侵入锂电池储能电站会引发火灾。一方面是因为锂电池储能电站中的电气设备高度集成，对大电流、高电压的抵御能力不足；另一方面是因为锂电池储能电站中通信等线路多，增加了大电流、高电压侵入的渠道。 3.电池管理系统失效。锂电池储能电站中，电池管理系统(BMS)是一个关键部件。BMS可实时监测锂电池的各种状态(电压、电流、温度、荷电状态、健康状态等)，对锂电池充电与放电过程进行安全管理(如防止过充、过放管理)，对锂电池可能出现的故障进行报警和应急保护处理以及对锂电池的运行进行优化控制，并保证锂电池安全、可靠、稳定地运行。一旦BMS维护保养不到位出现故障，容易导致锂电池起火或BMS自身引发火灾。比如，一起锂电池储能电站火灾，通过监控观察，在电站先起火的3s内，多处BMS先后爆燃，随后蔓延至电池端发生拉弧爆燃，引发了火灾。通过对未燃烧的BMS勘验，发现因长期的发热超温使部分电气元件腐蚀、绝缘老化，已不能满足原设计的电阻、绝缘要求，难以发挥监测、保护作用。 4.施工维修过程不规范操作。锂电池储能电站是由大量锂电池单体串并联连接而成，容量较大，短路时电流会很大。施工检修过程中一些不规范的操作*易引发火灾。比如，某锂电池储能电站建设过程中，因建设周期短，施工采用的功率线接头端口型号相同，施工人员长时间重复劳作情况下，因操作不慎，将功率线正负极接反了，导致电池外短路引发火灾。三、锂电池储能电站的火灾防范对策 (一)提高锂电池自身的安全防御。锂电池储能电站应选用质量可靠的锂电池制造厂商的产品，电动汽车等退役的锂电池，因电池性能、寿命等方面有所退化，不宜简单合并用于大规模储能电站。电池模块成组前，应对单体电池电压、内阻、电流、容量等参数的一致性进行筛选，确保重要参数一致。锂电池储能电站还应安装电池管理系统(BMS)，对数据及时采集与实时监控，保证电池发挥*效率的同时让电池保持在*工作温区，还能让BMS从外部来保持电池的一致性，提高安全性能。 (二)加强储能电站的建设、维护和管理。锂电池储能电站禁止设置在人员密集场所、高层建筑内、地下建筑、易燃易爆等场所。应选择符合要求的设施设备，使用和容量相一致的电气线路，各部件匹配合理，防止因电气故障发生事故。设计时还应充分考虑安全保护性能，符合防火和防爆要求。在电池舱四周舱壁设置隔热阻燃衬层，采用具有耐高温绝热性能的材料。舱内应设置防爆型排风装置，电池舱之间保持一定防火间距，相互间的防火分隔、防火封堵等要到位，储能电站应设置相应的消防设施。还要加强施工过程的管理，确保专业施工人员按照操作规范施工，确保连接部位牢固。正常运营期间要定期组织专业技术人员对相关设备开展全面、彻底的检查，进行维护保养，及时消除安全隐患，保证设备完好运行。 (三)锂电池储能电站火灾的尽早探测。一般情况，火灾发生过程可分为初起、发展、猛烈和熄灭四个阶段。初起阶段火灾还没有蔓延扩散，此阶段通过自动报警系统及时探测到火警，可及早进行处置，减少灾害的扩大。目前主要采用的是传统的火灾自动报警感烟和感温探测器，只有等到烟雾和温度弥漫到整个舱室以后，才能起到预警作用，如采用吸入式感烟探测器，能够实现早期报警。或者根据不同锂电池的燃烧产生的不同可燃气体(如一氧化碳、氢气等)，有针对性地增设可燃气体探测器，可在起火前及早发现，防止火灾发生、蔓延和扩大，将损失降到。也可在每一个电池箱体内部加装探测器，当电池箱体内部有故障的时候，能够更早发现，并地定位到是哪个电池箱体发出的预警。 (四)锂电池储能电站火灾的快速抑制。目前锂电池储能站多采用无导电性的七氟丙烷自动灭火系统，灭火剂喷洒完毕后，在保持密封状态的电池舱内使灭火剂充分扩散来灭火。该灭火方式，灭火药剂无法早期作用于发生热失控的电池箱内部，也只能扑灭明火，无法从根本上抑制火灾。由于锂电池燃烧不需要氧气参与，属于内部材料化学反应，传统隔绝氧气灭火方法不起作用。如果不能持续冷却，内部反应一直持续，会发生复燃。扑救锂电池火灾的灭火剂要具备降温和灭火双重功能，水的降温灭火效果明显，大量、持续喷水是针对锂电池火灾有效的扑灭方法。当然关键要注意防止触电，启动时应“先断电、后灭火”，在灭火过程中不要触碰锂电池高压组件。建议采用模块级分布式细水雾灭火系统，让一个喷头保护一个电池模块，做到点对点防护，当发生热失控的时候，雾滴全覆盖电池模块内部，定向喷到发生热失控的电池箱体内，起到及早抑制火灾的目的。四、安科瑞Acrel-2000MG微电网能量管理系统（一）概述 Acrel-2000MG储能能量管理系统是安科瑞专门针对工商业储能电站研制的本地化能量管理系统，可实现了储能电站的数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表、策略管理、历史曲线等功能。其中策略管理，支持多种控制策略选择，包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等。该系统不仅可以实现下级各储能单元的统一监控和管理，还可以实现与上级调度系统和云平台的数据通讯与交互，既能接受上级调度指令，又可以满足远程监控与运维，确保储能系统安全、稳定、可靠、经济运行。（二）应用场景适用于工商业储能电站、新能源配储电站。（三）系统结构（四）系统功能 1.实时监管对微电网的运行进行实时监管，包含市电、光伏、风电、储能、充电桩及用电负荷，同时也包括收益数据、天气状况、节能减排等信息。 2.智能监控对系统环境、光伏组件、光伏逆变器、风电控制逆变一体机、储能电池、储能变流器、用电设备等进行实时监测，掌握微电网系统的运行状况。 3.功率预测对分布式发电系统进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。 4.收益分析用户可以查看光伏、储能、充电桩三部分的每天电量和收益数据，同时可以切换年报查看每个月的电量和收益。 5.策略配置微电网配置主要对微电网系统组成、基础参数、运行策略及统计值进行设置。其中策略包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、新能源消纳、逆功率控制等。五、硬件及其配套产品六、结语随着锂电池储能电站的规模化应用，如何保证锂电池储能电站的消防安全成为其发展的*一要务。锂电池生产企业要加快技术革新，进一步研究锂电池火灾机理，改善生产工艺，制造出*安全的锂电池。锂电池储能电站设计施工企业设计出安全保护性能优越的锂电池储能电站，并做好电池的安全施工。锂电池储能电站运营企业要利用多种火灾自动报警探测器组合实时监测，及早发现异常，减少锂电池储能电站火灾的发生。同时确保万一火灾发生时，利用熟练的事故预防措施和紧急情况下的处置办法，提高现场处置能力，防止火灾扩大蔓延，将灾害降到。【参考文献】 [1]蔡旭.大型电池储能PCS的现状与发展[J].电器与能效管理技术，2016，62(14)：1~8 [2]高飞，杨凯，李大贺，刘浩，苏涛，王丽娜.锂离子电池组件燃烧性及危险性评价[J].中国安全科学学报，2015，25(8)：62~67 [3]朱江，张宏亮.锂电池储能系统火灾危险性及防范措施[J].武警学院学报，2018，34(12)：43~45 [4]严娟 .锂电池储能电站火灾危险及对策研究 [5]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022年05版 [6]安科瑞Acrel2000ES储能能量管理系统选型手册.2024年04版 [7]安科瑞光储充微电网系统解决方案.2024年04版
2024-09-13
发表了主题帖：【智能照明】浅谈在节能降耗背景下医院的建筑电气照明系统设计--安科瑞张云1821732...

摘要：随着新时代的发展，我国照明技术从传统的蜡烛到电气照明，经历了一段漫长的演变过程。目前医院建筑电气照明系统属于一体化设计，对于24h不间断使用照明的建筑，能源消耗量巨大，且因为医院的特殊性，要保证医院建筑内24h实时不间断照明，但是医院建筑内有些空间不存在医患人员时，不需要持续照明，传统的照明系统是整个系统同时照明，造成了大量不必要的能源损耗，能源的过量消耗对于环境以及人体都有很大的损伤。基于此，对节能降耗的医院建筑电气照明系统设计进行研究，仅供参考。关键词：节能降耗；医院建筑；电气照明；照明系统造 0引言目前，能源短缺已成为一个全球性问题。在建筑业的发展中，建筑电气照明系统的节能水平与中国的能源利用率有关。照明系统中的低功率因数和高电压波动将导致较大的功率损失。因此，要认真研究电气照明系统的节能设计。 1医院照明设计需求门诊照明的设计。诊所是医院重要的功能室，设计的主要要求是创造舒适的照明环境，使患者能够与医生良好沟通。因此，门诊照明得保持必要的照明和良好的色彩再现，以满足医生的工作需要。同时，为了避免患者的焦虑和不适，通常使用没有频闪光源的暖白光光源。诊所的照明通常为300Lx，灯和灯由李丹控制，方向与外窗平行。室内的照明设计。病房是患者能长期呆下去的重要空间。根据医护人员和患者的不同活动，照明要求也各不相同。因此，室的整体照明设计采用混合型。患者需要柔和的照明环境，以保持舒适和舒适的状态。病房的照明通常在100 ~ 150 LX之间，采用没有频闪光源的颜色和温度的温暖光源。医护人员需要足够的区域照明来检查和治疗患者。一般来说，医院病床顶部装有高颜色半透明聚光灯，局部照明可达到300 ~ 500 LX。同时，考虑到夜间照明的必要性，为了避免影响其余患者，原则上，微光灯安装在墙壁的主角线上，或者采用格栅百叶窗，照明控制在1 ~ 2lx。为领土的运作和清理设计照明。有干净要求的房间，如工作区和重症监护室，需要灭菌和干净的灯。同时，手术和清洁区对照明系统设计要求很高。以手术室的照明设计为例，需要安装特殊外科用无影灯、普通灯、信号灯和应急照明电源，手术用无影灯和普通照明需要单独控制，以单独电路供电，提高可靠性。手术室照明标准需要750lx以上，建议按照1000lx设计，光源的浅色指数一般需要90以上，色温适合无影灯。另外，内置的密封照明条主要用于普通照明，为了防止意外进入，得在手术室外门上方0.2米处安装警示灯，还得提供紧急照明电源。 2建筑电气照明系统节能设计中的问题 (1)系统负荷系数低的荧光灯和金卤灯降低了照明系统的功率因数，造成线路损失大。为了有效解决这类问题，设计人员需合理设置无效的系统补偿功率，但这种处理也增加了建筑照明系统的建设和使用成本。(2)电压波动造成较大损失。如果系统平均电压增加4%以上，荧光灯的寿命将缩短约一半。因此，如果建筑物照明系统引起明显的电压波动，系统寿命将会缩短，电压波动将会增加电源线路运行时的功率耗散。为了解决上述问题，得合理选择灯泡。 3基于系统设计要点 3.1光感器设计医院建筑电气照明系统硬件区域的光感器是节能降耗领域重要的器件之一，此器件的工作任务主要是检测医院建筑内移动的人员，然后根据变化的时间点进行合理强度的照明。检测器安装在每栋建筑内的每个楼层顶上，光感器会设定一定的照明时间，一旦照明时间达到，光感器提前2s进行重新识别，如果还存在人员则持续照明，如果不存在立即熄灭，节省建筑的照明能源消耗。光感器的临界光亮度为80cd/m2，光感器的有效时间设定为300s。 3.2灯具选择与布置为了营造温暖舒适的医疗环境，根据综合医院建筑各功能场所的特殊要求，根据现行国家标准《建筑照明设计标准》(50034-2013年)和相关设计标准的照明标准值，选择合适的灯来满足医疗活动的需要。(1)门诊部门的灯和灯的选择。门诊服务区主要提供医疗活动，一般使用网状荧光灯。如果条件允许，建议使用带有LED光源的天花板嵌板照明，照明约为300lx。另外，为了让医生确认和治疗，可以在患者头顶安装温暖的白色窄4000K天花板灯，照明一般为300 ~ 500 LX。(2)在操作区域内，灯和灯的选择。手术室照明强度要高，灯的数量不能太大，还要考虑手术室的节能要求。一般来说，建议使用发热量低、几乎不会使室内温度上升的LED光源。选择灯和灯时，要考虑清洁和卫生要求。通常会选择内置的密封灯带，它具有很好的防震效果，可以阻止眩光。一般来说，手术室的照明应采取调光方法。手术室不能有强烈的反射，照明的均匀性不能低于0.7。色温得与无阴影光源的色温兼容，颜色再现接近自然光。根据手术室的大小和操作特点，选择没有特殊阴影的灯，得配备调光开关，根据特殊配电盒方案供电。(3)病房地区的灯具选择。一张伊登床得允许在病房区，并安装当地灯光。通常使用漫反射灯和高颜色光源。通常，模块化荧光灯安装在综合医疗皮带上，以满足患者在床上的要求，避免影响其他床。光源要暖和，功率不能太高。 3.3控制开关的使用如果一个地方或固定场所同时有许多灯和灯，得合理地管理它们。在充足的自然光条件下，开关应安装在靠近远窗的窗户上。因此，在室内照明设计过程中，充分考虑到将使用室内照明的人数。如果人少的话，只应该使用少量的灯和灯笼，其他的灯和灯笼可以炖，这可以在一定程度上减少资源的浪费。民用场所居室和通道照明设计采用统一的开关控制方法，正确考虑照明条件和场所使用要求，并进行合理的群体控制。在设计影院照明控制时，进行统一管理和控制照明设备，并根据影院内部标准和要求控制照明强度。就酒店而言，所有客房都应配备节能控制开关。可使用自然照明楼梯和走廊，安装应急照明设备和节能控制开关。光线充足时，节能控制开关可自动关闭。 3.4控制器设计对于医院建筑电气照明系统来说，识别并执行光感器和脉冲器发送的照明命令也是十分重要的，因此在系统的硬件区域设计一个控制器，完成系统照明的约束。为了达到预期效果，文中选择EIB控制系统，控制器主要由总线、控制阀、各种零件以及双绞线组成。总线采用二进制材料，该材料具备较高的灵敏度，对于任何强度的信号都可以识别并控制。此控制器的输出模式采用继电器和NPN晶体管的模式，供电电源为24V，控制精度可以达到1.0等级，为了降低各个器件之间工作的磨损，控制器的外壳采用不锈钢材质，工作功率为2W，控制频率为800次/s，输出的有效功率为25W。 3.5采用新型电子节能镇流器压载是节能灯所需的。传统的压舱物可能在压舱物中起一定作用，但实际效果并不令人满意，不能完全满足目前的需求，需要消耗大量的能源。新的电子压载有很多优点，如低噪音、低频闪污染、低消费功能等。同时大大降低线损率，提高电网质量水平。因此，需要高度重视电子节能压载，并正确应用于节能结构，达到良好的节能降耗效果。 4 AcrelEMS-MED医院能源综合管理平台 4.1平台概述 AcrelEMS-MED医院能源管理平台充分结合《医疗建筑电气设计规范》《绿色医院建筑评价标准》、《医院建筑能耗监管系统建设技术导则》等行业规范、根据医院用户需求以及能源管理部门要求，采集分析能源、能耗、能效数据，监测以电能质量、智慧用电相关指标以及其他用能指标，并与国家能源政策与用能模式改革结合。能够辅助医院后勤管理人员进行能源供应系统及设备的运行管理工作，帮助医院管理层实时掌握医院的能耗情况，为医院能源信息化建设和节能管理提供了良好的技术平台。 4.2平台拓扑图 4.3医院智能照明控制系统解决方案医院人流比较密集，科室较多，照明用电在医院电能消耗中约占到15%左右。所以合理使用照明控制系统，在提升医生和患者的体验情况下大程度使用自然光照明，通过感应控制做到人来灯亮，人走灯灭或保持地强度照明，尽量解决照明用电。 ASL1000智能照明控制系统可以实现场景控制、时间控制、区域控制、光照度感应控制以及红外感应控制等多种控制方式，能有效避免公共区域的照明浪费，还可以帮助医院管理照明。系统在配电箱内的模块主要有总线电源、开关驱动器、IP网关、耦合器、干接点输入模块等。这些模块使用35mm标准导轨安装。安装在控制现场的模块主要有光照度传感器、红外传感器和智能面板。有人经过可以设定红外感应控制亮灯，人离开后在设定的时间内熄灯，智能面板等手动控制设备，可实现自动控制、现场控制和值班室远程控制相结合。 5结束语近年来，新的大型医院建筑不断涌现，医院的服务质量和水平也在不断提高。作为24小时不间断运行的公共建筑，医院照明系统中灯具的种类和数量非常多。良好的照明环境和舒适度可以提高患者的康复效果，降低医疗失误率。医院照明系统有引导、手术、等待、住院、急诊、值班、用餐、监控、室外照明等类别和要求。照明能耗约占医院总能耗的8%~15%，能耗占比很大。参考文献：周梁燕.基于节能降耗的医院建筑电气照明系统设计刘文茜.浅析大型医院建筑照明系统设计[J].中国设备工程,2021(23):104-105. 时登福.建筑电气照明系统节能优化设计技术要点分析[J].光源与照明,2021(06):7-8. [4] 安科瑞企业微电网设计与应用手册2020.06版． [5] 安科瑞用户变电站变配电监控解决方案2021.10
发表了主题帖：【汽车充电桩】浅谈电动汽车充电桩绝缘智能化自检装置的设计与应用

摘要：纯电动汽车的能量来源于动力电池，而作为二次电池其充电环节必不可少。新能源汽车产业近几年正在历经大变革、高速度发展，本该随之兴起的充电基础设施建设一直迟迟未跟随产业链的进展而加快提速。其中比较重要一项就是充电桩的漏电问题，目前，虽然我国在电动汽车充电桩上均有绝缘检测功能，但是针对其安全问题还未完善，就平衡电桥法、不平衡电桥法及直流法三种绝缘检测方式的优劣势进行了简单对比。从检测原理、注意事项等多个方面对绝缘监测装置进行了简单分析，并通过实践表明该装置可有效提升充电桩的安全性。关键词：电动汽车；充电桩；绝缘检测为了减少对环境的破坏，促进经济发展与环境安全，电动汽车作为我国未来汽车工业发展的目标，加强充电桩自我孤立的设计，可以有效提高我国资源的可持续发展，另一方面提高经济效率，实现我国“环境保护”这一基本国策。电动汽车技术的发展使我国越来越多的专业人员对这一领域感兴趣。充电电池是电动汽车技术应用的一个重要和不可缺少的组成部分，它已经被认为是其发展水平的一个重要和具有代表性的组成部分。我国的充电标准较低，特别是充电功率较低和速度较慢。电线杆是现代社会促进姿势的主要方向，因此它们在安全方面要求更高。在这方面，我国明确规定了直流电充电的规格，并建议进行必要的隔离试验，从而提高充电的安全性。 1充电桩系统的理解通俗来说，所谓的充电系统包含了四个部分：电动汽车充电桩、网络集中器、电池管理模块、管理服务平台。鉴于四部分的要求，可依据以下四点分析：安全性：充电安全性可以确保汽车本身以及工作人员的生命安全，这是主要的要素，借助安全性这一点，提高管理的便利性。便捷性：此装置采用新智能管理系统，在充电时，用户和工作人员不需要过多地参与操作，即可完成汽车充电，具有很好的便捷性。高回报：充电系统在给蓄电池充电时，一方面降低蓄电池充电的成本，其次提高电动汽车的运行效力，两者结合，是双赢的局面。效率：此特征主要是通过高科技手段使得充电效率大大提高，通过这个环节，达到充电系统工作的征途效能，然后达到降低能源消耗的目的。 2绝缘检测方法通常，直流系统并不会受接地点的影响而出现运行障碍的。但是，如果未及时发现故障点，则可能会在另一个接地故障点出现问题时引发重大事故。为确保直流系统运行的安全可靠性，在线检测直流系统的绝缘状况。一旦检测到接地故障或者发生此类故障时，要及时发出报警信息，向维修人员明确标示发生故障的分支点，减少因查找故障点所造成的维修延误，引发故障现象的发生。因此在对正负直流母线电压接地这一项工作检查时，用电压表来测量，并将其绝缘电阻计算出来，以便能够在电阻值低于设定标准时，能够及时地向操作人员发出警报信息，同时可以自动化启动分支，用于对其故障地点进行检测。在本次研究中，主要以两种常见的母线绝缘电阻检测方式来进行分析，即平衡电桥法与不平衡电桥法，而在对去路绝缘电阻进行检测时，多会借助交流法与直流法。 3电动汽车充电桩绝缘检测的实现方案本研究包括云端服务器、电动汽车充电桩漏电检测在线监控系统和客户端；云端服务器工作时，通过HTTP确保浏览器与客户端的联通，通过TCP确保充电桩漏电检测在线监控系统处于正常联通状态；电动汽车充电桩漏电检测在线监控系统包括充电桩漏电检测传感器、基于NB-IoT通信控制模块、协调器节点、嵌入式网关，充电桩漏电检测传感器上带有红外感应传感器，充电桩漏电检测传感器之间采用NB-IoT无线通信技术，将充电桩漏电检测传感器看作网络中的网络可用协调器节点，借助此节点实时收集网络报警节点信息，同时信息共享到网关，进而传输到远端的服务后台。漏电检测的实现过程：在本研究中，确保云端服务器上线是基于NB-IoT的通信控制模块完成，一旦确认成功连接状态，双方通过握手协议建立数据连接。更进一步地，在本研究中，云端服务器为不同类型的连接提供不同的数据通信端口。更进一步地，在本研究中，云端服务器构建为多用户接入模式，客户端登录系统时，需要确认身份，用户名和密码验证正确的情况下，允许进入系统，且需要一定登录权限，手机app登录时，也做了相应的设置，在用户名、密码核对无误的情况下，才允许进入系统，且需要相应权限。更进一步地，在本研究中，设计了云端服务器的组群权限管理，此功能的增加，可以使得云端服务器在提升业务管理方面更加完善，使得业务信息、流程管理更清楚、更具有针对性。在本研究中，漏电检测装置通过NB-IoT无线通信技术进行监测，每个报警器作为NB-IoT网络节点，WSN组网方式组合成一张实时连接的无线网络。方式将数据传输到DATA网络，该网络中包含了所有现场节点的报警信息。在此传输过程中，在完成协调器与嵌入式网关之间的数据信息共享时，首先由报警器节点信息汇聚到网关，后台用户查询和设置命令下发给系统网络以进行信息校验。嵌入式网关在实时报警和上传数据的作用也凸显重要层级，充电桩漏电检测装置产生的异常信息首先由NB-IoT模块监测并通过系统中的模块电路主板借助固定IP传输，数据传输到服务器后，按照服务器预先设定的报警阈值进行数据复核判断，完成报警信息的外发与推送。电力公司运检部门的检修工作也因此得心应手，不需要现场巡视，借助网络联通服务器，查询本公司的资产设备编号即可确认监测装置目前所处的状态，如果发现有需要处理的警情，可通过短信方式通知相关运维人员，方能及时处理故障等。本研究的工作原理：充电桩漏电检测传感器检测到漏电后，充电桩漏电检测装置加装的传感器感漏电流触发报警，这份报警信息将会由NB-IoT网络传输到内嵌网关终端，网关具有智能化功能，处理数据后，会显示报警设备的位置信息，位置信息也会通过NB-IoT发送至平台预设的该特定IP上，相关使用方可以借助服务器查询设备是否漏电。该系统还设置了系统推送信息，NB-IoT模块通过互联网将消息发送给相应的维修单位，确保监管工作到位到人，使得设备稳定工作。与当前技术相比，本设计具有如下有益效果：借助当前技术背景与现状，完成四个确保设计：确保充电桩漏电装置非法开启行为可追溯、报警信息可查询。确保报警依据后台能够查阅告警设备的位置信息。确保软件根据充电桩漏电检测装置编号和地图呈现对应状态。确保警情可以立即通知相关维护处理、补救等。 4安科瑞充电桩收费运营云平台系统选型方案 4.1概述 AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不间断地数据采集和监控，实时监控充电桩运行状态，进行充电服务、支付管理，交易结算，资要管理、电能管理，明细查询等。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压，欠压，绝缘低各类故障进行预警；充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝，云闪付扫码充电。 4.2应用场所适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。 4.3系统结构系统分为四层： 1）即数据采集层、网络传输层、数据层和客户端层。 2）数据采集层：包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。 3）网络传输层：通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。 4）数据层：包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。 5）应客户端层：系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能，同时为运维人员提供运维APP，充电用户提供充电小程序。 4.4安科瑞充电桩云平台系统功能 4.4.1智能化大屏智能化大屏展示站点分布情况，对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示，同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩，查看设备使用率，合理分配资源。 4.4.2实时监控实时监视充电设施运行状况，主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压电流，充电桩告警信息等。 4.4.3交易管理平台管理人员可管理充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作，可查看小区用户每日的充电交易详细信息。 4.4.4故障管理设备自动上报故障信息，平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理，同时运维人员可通过运维APP收取故障推送，运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。 4.4.5统计分析通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度，查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。 4.4.6基础数据管理在系统平台建立运营商户，运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施，维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动，同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。 4.4.7运维APP 面向运维人员使用，可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行远程参数设置，同时可接收故障推送 4.4.8充电小程序面向充电用户使用，可查看附近空闲设备，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。 4.5系统硬件配置 5结束语由上述内容可以得知，在对电动汽车的充电桩进行使用时，需要提前进行绝缘检测，以保证其应用的安全性。这便要求将绝缘检测装置控制模块融入到充电桩内，然后再进行充电操作，只有切实保证绝缘性能后，方可进入充电阶段，这样能够有效降低因充电桩质量问题而导致的电动汽车受损，或对操作人员人身安全所造成的威胁。参考文献：赵阳，殷玉朋，陈霞，单率，朱雅雯.电动汽车充电桩绝缘智能化自检装置的设计与应用 [2] 刘芳.企业档案管理中信息技术应用搞研究 [3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版
2024-09-10
发表了主题帖：【高速公路】浅谈高速公路低压供配电系统改造和电力监控管理

摘要：社会的快速发展，推动了国家整体经济实力的增强，促进了科学技术水平的不断提升，为了满足社会不断发展的需要，我国的交通运输事业在不断发展，高速公路作为交通运输事业的重要组成，其建设质量直接影响着道路交通运输的安全性以及可靠性。高速公路低压供配电系统的改造工作就是为了提升高速公路的运行水平，切实发挥高速公路的优势，推动我国道路交通事业更好更快的发展，在做好供配电系统改造的基础上，做好电力监控管理工作。本文以某高速公路低压供配电系统的改造以及电力监控管理为例，展开了一系列的探究，首先分析了某高速公路原有的低压供配电系统以及电力监控管理的现状，然后分析了高速公路低压供配电系统设计改造的思路，分析了高速公路低压供配电系统改造施工方案，分析了低压供配电系统改造后的集中监控管理模式。对于提升我国交通运输的服务质量，推动社会主义市场经济平稳健康发展有一定的借鉴意义。关键词：高速公路；低压供配电；系统改造；电力监控；管理水平引言高速公路低压供配电系统是高速公路机电系统建设的重要组成。低压供配电管理系统需要运行可靠，稳定，效率高，切实保障供电的可靠性，保障供电不间断。高速公路的低压供配电系统为其他系统提供的电能质量的高低直接影响整个机电系统运行的稳定性以及设备的使用寿命。本研究以某高速公路的低压供配电系统的改造展开了探究，原有的低压供配电系统已经不能满足高速公路发展的需要，所以必须结合实际进行系统改造，促进电力监控管理工作效率的提升。某高速公路原有低压供配电系统以及管理现状本文研究的高速公路全线设有收费站个数为13个，服务区4个，低压配电站17个，柴油发电机组17台。由于受到技术因素的影响，配电站的供电主开关，备用的发电机组都是以手动操作进行。整条线路的低压供配电系统都是由各自的收费站以及服务区进行管理，每个收费站，服务区都配有专门的电工，为了保障配电站运行的安全性以及稳定性必须进行24小时不间断值班，并且每个站点都是相互独立的，站点职责独立。高速公路低压供配电系统的改造设计思路通过分析该高速公路的实际，需要结合公司的管理需求以及设备的使用现状，借助自动控制以及智能化的技术策略，对于所有的站点的低压供配电系统以及备用的柴油发电机组进行智能化的改造，将原有的需要用手动操作的主开关，转换开关进行更换，还需要增设智能测量控制装置，增加计算机以及集中监控软件，每个站点都能够实现无人值守，借助计算机实现所有站点集中监控和集中管理。 3.1改造后的低压供配电系统需要具备无人值守功能首先改造后的低压供配电系统需要具备无人值守功能。每个站点的低压供配电系统都能够实现无人值守的功能，在新增的计算机集中监控中心，借助监控软件，能够对于每一个站点的电力运行参数进行集中的监控。还能够监测设备的具体的运行状态，站点低压配电系统所处的环境，借助计算机系统对于每个站点的用电量进行统计分析。 3.2改造后的低压供配电系统需要具有集中监控的功能改造后的低压供配电系统具有集中监控的功能，借助电力监控主机采集各个站点低压供配电系统内各个监控设备电力参数信息数据，通过图形将各个站点内的设备的具体的工作状态实时的显示出来，同时对于数据信息进行系统的分析处理，制定相关的控制方案，向各个站点内部的监控设备发送数据信息以及信号命令，保障各个站点内部的低压供配电系统都能够在安全，可靠的状态下运行。每一个站点的低压供配电系统都是由两个子系统构成，电机监控子系统以及视频环境监控子系统。低压和发电机监控子系统的设备有通信设备，多回路监控单元，工业以及太网交换机等设备组成，能够将发电机组运行参数进行实时的监控及时传输到监控中心。高速公路低压供配电系统改造施工方案 4.1对每个站点的低压供配电系统的进线主开关进行改造将原有的开关失压脱口装置去除，增设自动合闸触点装置，实现主开关本地远程分合闸，整体供电回路能够对电压，电流，功率因数实现远程监控。 4.2对每个站点的低压供配电系统的分路开关进行改造改造低压供配电系统的分路开关，增设电压，电流，功率检测装置，改造完成后在各个分路上能够实现电压，电流，功率的监控。 4.3对每个站点的低压供配电系统的发电机组进行改造对于各个站点的低压供配电系统的发电机组进行改造，改造完成后的机房近排风系统能够满足自动化无人值守机房的要求，需要增设开关量探头，将供油回路进行改造，增加智能化的控制系统，设置带有报警接口的智能化的充电机。改造工作完成后能够实现供电的自动化，并且对于机组实现远程控制，同时还配备了在紧急状况下独立钥匙启动，停机功能，借助计算机设备能够实现对于柴油发电机组的监控和监测，手动条件下所有的工作都能够借助自动化操作完成。低压供配电系统改造后的集中监控管理模式探究结合高速公路低压供配电系统的运行实际，进行系统的改造，实现了智能化改造，将原有的分散管理变得更加集中。在改造工作完成之前，，每一个站点都配有专门的值班电工，并且为了保障运行的稳定性以及可靠性，这些电工都是24小时值班的，每一个站点的专职电工人员需要保障站点运行稳定，做好设备的检修和维护工作，并且各个站点之间的工作状态都是相互独立的，站点和站点之间的工作并没有交集，每一个站点都仅仅对于本站点内的工作负责任。 5.1改造完成前分散管理存在很多弊端系统改造工作完成之前，是采用分散式管理的模式进行管理的，有很多弊端，电工必须24小时进行值班，并且配备的电工数量比较多，由于电力生产，电力维修人员都是特种工种，所以配备这些人力资源需要比较高的成本维持。各种零配件的种类和数量比较多，每一个站点单独管理，为了保障站点设备处于正常的运行状态，需要配备好备用的零配件。 5.2改造完成后集中监控管理的优势系统改造工作完成之后，具有很多优点，同时极大的方面电力监控管理，实现集中监控，节省了现场值班电工的数量，原来需要人工值班24小时保障运行的稳定性以及可靠性，而系统改造完成之后仅仅需要监控中心一个点就能够完全取代24小时值班的工作模式，其他站点不必额外管理；系统改造完成之后将现场值班电工的劳动强度大大降低，现场值班电工在改造完成之前需要定时查看设备的状态，并且结合实际情况做好登记，而集中监控管理后将现场查看的频率大大降低了；同时系统改造工作完成之后，各种零配件的储备量减少了，结合具体的设备状况，在全线的几个站点内部设置备件系统，不需要在每一个站点都设置备用件，所以管理模式变得非常集中有效。六安科瑞电力监控系统产品介绍与选型 6.1概述 Acrel-2000Z电力监控系统是安科瑞电气股份有限公司根据电力系统自动化及无人值守的要求，针对35kV及以下电压等级研发出的一套分层分布式变电站监控管理系统。该系统是应用电力自动化技术、计算机技术和信息传输技术，集保护、监测、控制、通信等多功能于一体的开放式、网络化、单元化、组态化的系统，适用于35kV及以下电压等级的城网、农网变电站和用户变电站，可实现对变电站方位的控制和管理，满足变电站无人或少人值守的需求，为变电站稳定、经济运行提供了坚实的保障。 6.2应用场所办公建筑（商务办公、国家机关办公建筑等）商业建筑（商场、金融机构建筑等）旅游建筑（宾馆饭店、娱乐场所等）科教文卫建筑（文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑）通信建筑（邮电、通信、广播、电视、数据中心等）交通运输建筑（机场、车站、码头建筑等）厂矿企业建筑（石油、化工、水泥、煤炭、钢铁等）新能源建筑（光伏发电、风能发电等） 6.3系统结构 Acrel-2000Z电力监控系统釆用分层分布式设计，可分为三层：站控管理层、网络通信层和现场设备层，组网方式可为标准网络结构、光纤星型网络结构、光纤环网网络结构，根据用户用电规模、用电设备分布和占地面积等多方面的信息综合考虑组网方式。 6.4设备选型七结束语综上所述，结合某高速公路低压供配电系统实际，详细的介绍，低压供配电系统的升级改造，改造工作完成之后，相比较改造工作完成之前，实现了有效的集中管理，大大解放了人工，同时将管理效率大大提升了，降低了实际的管理运行成本。充分利用了现代科学技术带来的优势，促进了整个系统的安全可靠运行，促进了高速公路建设的顺利行，推动了我国交通运输事业的长足稳定发展，为社会主义市场经济的发展提供了强有力的支持。参考文献 [1]陈思卫.高速公路低压供配电系统改造和电力监控管理[J].建筑工程技术与设计,2018:2349. [2]马广永.基于就地补偿手段对煤矿低压供电系统的改造[J].机电信息,2012(24):91-91. [3]安科瑞电力监控与保护类产品选型手册,2022.07. [4]安科瑞企业微电网设计与应用手册，2022.05.
2024-08-29
发表了主题帖：【解决方案】小商品市场配电系统安全用电解决方案--安科瑞张云18217320907

1.概述随着市场经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,全国各地相继建起了大批大型小商品批发市场,此类市场以其商品种类繁多、价格实惠、停车方便等特点吸引了大量的顾客,成为人们日常光顾的重要场所,地方便了广大人民群众的日常生活。小商品市场集商品销售和短时货物储存于一体,具有建筑规模大、单体空间跨度大、市场内摊位密集、人员流动量大、经营性质复杂、经营品种内可燃物、易燃物较多、火灾荷载大等特点。另外加上这类小商品市场的消防安全状况参差不齐,实际使用中各项防火措施很难全部落实到位,导致此类场所的电气火灾危险性较大。一旦发生火灾,造成的生命和财产的损失不可估量。 2.应用场所小商品市场低压配电系统。 3.应用场所及方案下面以浙江某轻纺城工程为例介绍配电系统安全用电解决方案。项目概况：该轻纺城是某市综合性市场。其占地10万平方米，仓库面积8000多平方米，经营面积7万多平方米。市场地理条件优越，前临省道，后枕沪、学、甬高速公路，东离市2公里，西距国际机场3公里，市区多条公交车直抵市场，形成了极为方便的立体交通网络。轻纺城已形成服装、窗帘、灯具、家私、板材、五金、副食、鞋类、百货、家电等12个专业交易区和床上用品、玩具、通迅器材、针织内衣、化妆品等5条特色街，总摊位4000余个，日均客流量4-5万次，年成交额50多亿元！客户痛点：店铺密集、人员流动量大、商品易燃，防火等级高，消防压力大。一旦发生电气火灾事故，造成的生命和财产的损失不可估量。项目需求：对该其三级配电系统进行智能化升级改造，使得轻纺城电气安全管理从传统的“人防”“物防”为主进化到“人防”“物防”“技防”“联防”四防一体化的新业态，限度做到“早预防、早发现、早隐患”，达到“电不伤人、电不起火、电不漏电、节能用电、远程控制等功能”的目的，提升配电系统的用电安全性、可靠性，提高配电系统的智能化监测和保护水平。项目总金额500多万。项目一期已完成，由同行实施。此项目为二期，包含2幢楼，规模大于一期。该工程为市场配电改造项目，涉及副食、服装、灯具等多个区域。根据对应配电箱后负载统计及项目需求，设置了16台智能安全配电装置，项目具体配置见以下示图。为了方便系统的监测和管理，提高管理效率，本方案在变电所值班室内还配置了安全智慧用电系统，该系统通过4G无线通讯将智能安全配电装置与后台主机连接，用于实时监测管理安全装置后的负载回路，值班电工和安全负责人员可以通过手机APP或电脑的WEB浏览器对系统运行状况进行监控，消防值班室可以通过云平台对配电系统的运行状态进行全方位监控，对用电数据和故障报警进行统计和分析，评估系统的状况，并进行运维管理。项目系统图和接线图如下图所示装置使用前后对比图装置现场安装图片 4.AISD系列智能安全配电装置介绍 4.1产品介绍 AISD系列智能安全配电装置是安科瑞电气有限公司专门为低压配电侧开发的一款智能安全用电产品，本产品主要针对低压配电侧人身触电安全事故、线路老化、漏电引起电气火灾等等常见隐患而设计。产品主要应用于寺庙、学校、医院、养老院、康复、酒店、商场、企事业单位、家庭电器等各类低压用电的场合。 4.2功能特点采用一体化整机设计，专门的用户接线及操作窗口，简化用户使用。提高供电连续性。装置负载侧电网发生单相接地故障时，电网可持续供电，装置报警，但不会切断电源，不影响用电设备继续运行。提高供电安全性。装置输出侧负载线路发生单相接地故障时，接地点不会产生火花，防止电气火灾事故发生。保障人身安全。装置限制了负载侧电网的漏电流，人体误触碰到单根供电线路时，能对人体进行保护，不会造成触电事故。监测报警功能。后端输出线路发生过载、过欠压、绝缘，以及装置内部超温故障时，装置发出声光报警信号。电参量测量与显示。装置能实时测量输出线路的电流、电压、功率、电能、装置温度和输出线路对地绝缘电阻值，并在触摸屏上实时显示。事件记录。装置可存储20条事件记录，可供用户查询。通讯功能。装置配有1路RS485通讯，采用标准Modbus-RTU协议。也可选配无线通讯功能，通过有线组网或无线方式将数据发送到云平台，用户可以使用浏览器、手机APP或微信众号对装置的远程监测和控制。具有应急市电切换、浪涌保护及紧急按钮断电功能。 4.3技术指标 5.注意事项 1）在选用智能安全配电装置时，装置的额定容量应该与后方用电设备的额定容量保持一致。例如，当智能安全配电装置的额定容量为3kVA时，后方用电设备的额定容量应不超过3kVA，严禁将其使用于额定容量不匹配的配电线路中。 2）智能安全配电装置器采用落地安装，应确保安装场所无滴水、腐蚀性化学气体和沉淀物质，并注意环境温度和通风散热。 3）接线时应按接线图操作，同时为了防止接头处接触电阻过大而导致局部过热，也避免因接触不良而导致装置工作不正常，应确保装置相应端子接线拧紧压实。 4）严禁非专业人士擅自打开产品外壳参考文献 [1]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版
2024-08-26
发表了主题帖：【新能源】浅谈新能源汽车火灾原因及对策分析 --安科瑞张云18217320907

摘要：新能源汽车具有广阔的发展前景，然而在推广和使用过程中存在一些安全隐惠，其中突出的是火灾问题。因此，通过分析新能源汽车火灾的主要原因和特点，提出针对性的应对策略与防范对策，包括加强电池安全性能的研发、优化电控系统等。措施的实施有助于减少新能源汽车火灾的发生，保护人民生命财产安全，促进新能源汽车行业的健康发展。关键词：新能源汽车；火灾；原因 1.新能源汽车的相关概念 1.1新能源汽车的概念新能源汽车采用非传统车载动力系统，主要或完全依赖非传统车用燃料提供动力。它结合了的车辆控制和驱动技术，展现出的技术原理、创新技术和结构。当前市面上的新能源汽车种类十分可观，不管是插电式混合动力汽车，还是纯电动汽车都销量很好，此外，燃料电池汽车、混合动力电动汽车以及生物燃烧汽车等也颇受用户的喜爱。随着石油资源日趋枯竭以及传统汽车工业对环境造成的危害越发严重，新能源汽车逐渐成为主流，新能源汽车的产生也在逐渐扩大。目前，我国现代化科技的发展趋势更加强调人性化和可持续发展，对新能源的重视程度也越来越高，基于此，新能源汽车拥有着无限广阔的发展潜力和市场前景。新能源汽车行业的发展逐步改变了当前汽车产业生态，促使整个产业生态向更好的方向不断发展。其中，我国在汽车动力电池方面加大了创新力度，目前的新能源汽车已经可以由多种不同类型、不同特征的动力电池作为动力源，常见的动力电池包括磷酸铁锂电池、钛酸锂电池等，性能良好。 1.2新能源汽车行业树立正确安全理念的必要性电气线路过负荷引发火灾汽车因线路过载荷引发火灾，一般是由于线路实际的负载超过其额定负载,引起整条线路发热，引起线路外绝缘的燃烧或破损，进而引起线路间的短路，点燃周围可燃物质引发火灾。对汽车内部的装饰,使电器设备和电器装置相对增加，如:大功率音响设备、自动报警系统、自动门等,在增加这些设备时,由于接线位置不正确、接线不规范等原因,经常造成部分线路的过载现象，给火灾的发生埋下了重大隐患。新能源汽车行业迎来了良好的发展契机，与此同时，新能源汽车行业迎来了良好的发展契机，与此同时，由新能源汽车引发的火灾事故数量也在持续增加。为了能够让新能源汽车行业实现可持续发展，首先要重新认识新能源汽车，以的理念去看待其安全问题，严格树立安全观念。新能源产业作为一种新兴产业，如今发展势头迅猛，大众在关注其产销量的同时对质量也会格外关注。此外，相较于传统的燃油车，新能源汽车出现的时间较短，其生产技术、应用技术等都有较大的发展空间，需要改进和存在安全隐患的地方也较多，如果用户在驾驶过程中存在不恰当之处，很容易引发各类事故。因此，社会大众要更加关注新能源汽车的安全问题，树立正确驾驶及使用观念，充分认识到安全性能在新能源汽车产业发展中的重要性。另外，新能源汽车产业的发展，要增强安全发展意识。产量、销量是新能源产业发展的重要部分，而安全性也是发展的重要部分，安全问题甚至关系到该产业能否实现可持续发展。新能源汽车从业者要充分意识到安全的重要性，才能避免产业停滞不前的情况。 2.新能源汽车火灾特点分析 2.1火灾扑救难度较大若新能源汽车发生火灾或者严重的撞击事故，其内部的动力电池会出现不同程度的损伤、变形，变形后的电池会因泄漏电池液体而引起着火甚至是爆炸，导电介质也会给司机或乘客带来很多威胁，常会引起人员触电。纯电动汽车使用锂离子电池提供动力，但是这种电池很容易引发触电，一旦锂电池同空气相接触，便会因发生剧烈氧化反应而导致爆炸事故的出现，这种情况会更加危险，也会增加救援和处理难度。 2.2需要较长灭火时间相比于其他类型的电动汽车，纯电动汽车内部的装置更多且分布着更复杂的线路，大部分装置属于易燃物，一旦发生火灾，如果没有采取措施任由其自由燃烧，那么火焰会持续燃烧1.5h左右，温度可以达到近1000℃。若汽车的车身或车头着火，会因火势得不到控制而蔓延至整个车身，火势较大的情况下，使用普通灭火器已经效果不大，汽车内部的座椅和护栏等部件也会阻碍救火，因此很难直接将起火点快速扑灭，灭火任务不仅难度大，而且耗费的时间也会更长。 2.3容易造成人员伤亡与财产损失相比传统燃油汽车，新能源汽车更加环保，为人们的出行带来了便利。但是近年来，新能源汽车火灾事故时有发生，造成了一定的人员伤亡。与燃油汽车不同，新能源汽车的电池燃烧速度更快，燃烧时会产生大量有毒气体，且在发生火灾后，车门会难以打开，这对车内人员的逃脱带来阻碍。如果车内驾驶员和乘客已经受伤，那么逃离和救援难度更大。电动车的动力源来自电池，当汽车燃烧后，汽车功能无法正常使用，这在很大程度上影响到了车内人员的逃生，对车内及周围人员的生命安全造成威胁，如果人员无法逃脱，很容易发生伤亡。尤其是纯电动汽车，一旦发生火灾锂电池将无法再使用，整辆车可能会迅速燃烧甚至发生爆炸，此时不仅汽车会受到较大损失，周围物体也会受到影响。 2.4电气线路漏电、短路引发火灾汽车在行驶过程中的颠簸、振动，易造成车内线路间的相互摩擦,加上车内温度、湿度等因素以及其它原因的影响,很容易造成车内线路绝缘的自然老化、破损或完全丧失,于是就可能发生漏电或线路间短路的现象,引起可燃物的燃烧起火成灾。例如，某施工现场的控掘机其工具箱内存放的镰刀由于振动将线路的绝缘破坏,镰刀与线路间发生漏电，引燃了工具箱内的可燃物而引发了火灾。 3.电动汽车火灾统计分析本文参考了《中国消防年鉴》等重要资料，对发生在2011年至2020年间的典型电动汽车火灾事故进行了详细统计。统计所得的结果有助于相关人员获知事故发生的规律和特征，有助于消防人员采取有针对性的灭火措施，这些策略能够为减少此类事故的发生和降低其危害提供参考。 3.1事故发生原因统计分析短路和电器故障是新能源汽车发生火灾的主要原因，这些原因导致的火灾事故占据了总数的80%。新能源汽车内的电池一旦出现故障，电池内部温度会在短时间内急剧升高，冲破电池外壳，而新能源汽车内部大部分装置和管线都属于可燃物，一旦接触到火焰就会在短短几秒钟内迅速燃烧、蔓延。而电池过充导致新能源汽车发生火灾的原因占比约为15%。人们不规范的充电习惯是造成电池过充的主要原因，很多人为了方便通常会选择在夜间充电，而充电时间通常为一整晚，这种行为为发生火灾埋下了隐患。且充电过程基本上属于无人监管的状态，一旦发生火灾，很难快速发现及扑灭。另外，自燃、改装、人为纵火等其他行为也是引发新能源汽车火灾的原因。 3.2火灾发生时间段分析相关数据显示，新能源汽车火灾的高发时段主要集中在凌晨0点至早上6点，这个时段的火灾占比达到了79%。如前所述，电池过充问题很常见，也易引发火灾，过充大多是由于居民充电习惯不好。部分人习惯在夜间充电，时间基本上在夜间10点之后，人们在睡眠中警惕性较低，无法及时关注到充电异常情况。因此，夜间、凌晨是新能源汽车发生火灾事故的高发时段，此时段内的危险很难及时被人发现，这就导致电池在燃烧后无法快速被扑灭，而人们发现火灾时火势已经蔓延开，甚至会影响到周围建筑，造成人员伤亡和财产损失。而晚间6点到深夜12点这段时间内火灾数量占比为13%，这个时间段是大部分人的下班时间，人们通常会选择下班到家后直接进行充电。由于这个时间段内仍有大部分人处于活动状态，因此此时段发生火灾的概率会低于凌晨。在早上6点至中午12点、中午12点至晚上6点这两个时间段内的火灾概率相对较低，分别为6%和2%，此时段内是新能源汽车使用频率较高的时间，且又处于白天，人员活动情况也比较频繁，所以火情更容易被发现和处理，火灾引发的伤亡情况和财产损失也相对少一些。 3.3火灾发生季节分析新能源汽车火灾的发生频率在不同季节中存在差异。从数据来看，秋季和冬季是新能源汽车火灾的高发期，占比分别为36%和26%。相比之下，夏季和春季的火灾发生频率较低，占比分别为25%和13%。这不仅与电池性能有关，也与气温和空气湿度等因素有关。人们常说“天干物燥，小心火烛”这句话，可见干燥的天气更容易发生火灾。再加上秋冬季节气温较低，对汽车电池性能造成一定影响，此时若电池过充，发生电池短路和泄漏的情况，进而引发火灾。而夏季和春季虽然温度较高，但是这个季节内雨水较多，空气也更加湿润，不易引发火灾。引发新能源汽车火灾的主要原因 4.1汽车电池功能及相关技术不够完善我国新能源汽车的相关技术正处于发展阶段，相关设备的研发并不完善，尤其是电池相关的技术研发。目前国内新能源汽车的电池普遍存在升温过高、在超过一定温度后就会燃烧的问题，而电池一旦燃烧，很容易引发较大的火灾。虽然燃油车自燃的现象并不少见，但新能源汽车的火灾更难被扑灭。从各类新能源汽车火灾事故案例中可以发现，新能源汽车发生火灾的比例是低于传统燃油车的，但是传统燃油车的保有量却明显高于新能源汽车。这是因为新能源汽车主要起火点在于电池部分，电池功能问题会引发火灾，且电池一旦报废，汽车整体的损失就会更大。汽车电池成为引发火灾的“元凶”，成为“元凶”的原因是电池常出现短路、电池液体泄漏以及电池连接不合理等问题，电池处在接触不良状态。此外，如前文所述，电池过充和过度放电也是引发火灾的重要原因。 4.2新能源汽车产业发展质量以及相关技术有待提升目前，我国新能源汽车行业的发展速度非常快，展现出广阔的发展前景。由于起步时间相对较晚，相关技术尚未完全成熟，整个产业的发展质量和相关技术仍有待提高，许多问题仍待解决。从当前新能源产品的技术研发情况和应用情况来看，新能源汽车的相关技术与传统的燃油车的相关技术仍有较大差距。 4.3大众普遍缺乏足够的安全防范意识新能源汽车属于全新的领域，所运用的技术和理念也较为新颖，相关部门、企业乃至群众都较为缺乏安全防范意识和防火意识，同时也缺乏科学有效、完善合理的安全管理制度。新能源汽车的安全问题尤其是电池充电这部分，相关部门和企业并没有对此进行规划和总结，充电基础设施并不完善，数量也相对较少，相关部门对这方面的管理不够深入，群众安全意识比较淡薄。很多用户由于缺乏相关知识和安全意识，容易进行违规操作。同时，用户对检修和保养等方面的了解不足，无法及时发现汽车存在的问题，这也为火灾的发生埋下了隐患。新能源汽车火灾问题防范对策 5.1不断优化和改进电池材料及相关技术电池的稳定性高，能够在很大程度上避免新能源汽车火灾事故的发生，而优化和改进电池材料及相关技术能够有效提高电池的稳定性。一，在生产新能源汽车时，首要任务是确保汽车配备符合标准、性能稳定的电池。这不仅是为了保障安全，也是为了赋予车辆更高的质量、更稳定的性能。二，保障车辆内部的电控系统处在平稳运行状态。使电池保持在合理工作环境中，电池使用良好的情况下不易出现火灾。因此相关人员要优化电池，不仅要保证产品的质量和安全，还要提高其实用性。这样，优化后的电池才能投入实际使用。三，在优化和改进新能源电池的过程中，还要优化和规范电池的使用方式，具体来说就是要尽可能统一电池的使用方式和充电方式，这样才能让电池使用更加规范，减少火灾的发生。四，电池技术要根据不同类型新能源汽车的实际需要采取相应的火灾防护措施，如电池冷却、电池隔热、室息措施等。在所有类型的电池中，锂离子电池热失控相对更加严重，一旦锂电池发生燃烧，很难对其扑灭，锂电池通常只有自行燃烧完毕后才能熄灭火焰，但是在锂电池出现热失控的初期阶段采取有效的预警措施和防护手段，及时降低热失控传播，就能够有效避免电池燃烧。 5.2熟练掌握电池灭火方法以及加强火灾处置工作当新能源汽车发生火灾后，需要在场能够正常活动的人员启动紧急处理工作，采取相应的处理措施，并及时拨打119。首先，消防救援队伍要紧急召集充足的人员，调集相应的装备赶往火灾现场开展救援。新能源汽车电源一旦起火，很难在燃烧过程中扑灭火焰。因此，相关人员要立即断开车辆电源，并将车辆钥匙放置在距离车辆较远的位置，或者将其放入信号屏蔽袋中，避免车辆再次启动。其次，参与火灾救援的人员要加强个人防护措施，确保在救火过程中佩戴绝缘手套，以防止因故障产生的电击。另外，在灭火过程中还需要注意预防高温毒气。新能源汽车与传统燃油汽车的区别是动力源不同，新能源汽车的动力来源是电。在火灾发生时，传统燃油汽车所使用的汽油燃烧温度只有500℃，而新能源汽车的电池起火后温度高达1000℃，新能源汽车除了火灾温度过高，可能会伴有漏电危险外，电池还会因燃烧释放氟化氢、氰化氢等有毒有害气体。如果消防员未佩戴空气呼吸器、专业面罩等防护用具，就会吸入有毒气体，进而威胁到健康和安全。因此，消防人员及其他灭火人员要佩戴好能够正常使用的呼吸器，并选择相应的灭火剂。要准确判断火灾火势。目前市场上的大部分新能源汽车所配备的电池是锂离子电池，并且大部分汽车品牌也会在为用户提供的应急救援手册标注出灭火方法。通常情况下，锂电池一旦燃烧很难被扑灭，并且燃烧时间较长，可达24h。在电池燃烧的时间内，电池内部一直会处于高温状态，因此在灭火过程中，电池不再产生烟雾后1h内仍然要对其进行监控，否则很容易出现复燃的情况。 5.3做好火灾现场清理工作进行新能源汽车火灾现场清理工作的主要目的在于防止再次发生意外伤害，因此在开展工作过程中要时刻保持谨慎、细致的状态，切忌麻痹大意，一旦发生二次伤害，后果不堪设想。开展火灾现场清理工作，首先要将涉事车辆的温度降至安全范围，之后再将车辆现场移交给车主或相关部门。在移交过程中，工作人员要提醒车主或相关部门采取正确的运转方法或处理方法，避免出现二次伤害。其次，工作人员在引导现场人员进行撤离的过程中，要认真清点人数，并整理好火灾处理设备和器材，并将现场垃圾清理干净。工作人员要认真检查事故现场，防止事故现场物品，避免因事故现场物品丢失而导致无法查清事故原因的情况。工作人员在车辆移交工作结束后还要协助相关部门和相关人员探查事故原因。 5.4相关部门要加大管理力度相关部门要加强对新能源汽车的管理，才能有效减少火灾事故的发生。首先，相关管理部门要对新能源汽车的锂电池生产出台更加严格、有效的安全标准和生产规范，确保新能源汽车在制定好的安全生产标准的指导下拥有更好的质量，还要进一步细化完善相关生产标准，同时要加强对新能源汽车的全过程管理，从生产到投入使用再到报废停用的整个过程，都要依照标准进行安全管理。相关部门还要出台具体的法律法规，从企业到消费者再到执法部门全部做到有法可依，从法律角度有力规范新能源汽车的生产和使用。其次，消防部门是处理和解决新能源汽车火灾的主要部门，因此，消防部门要针对新能源汽车火灾制定具有针对性的灭火方案。与传统燃油汽车相比，新能源汽车引发的火灾具有更大的危险性，同时危害更大，因此灭火救援行动要更具针对性和科学性。救援方案要注意以下几方面：①了解火灾情况，有效规避风险；②快速疏散人群，防止高温毒气伤害到无保护人员；③在灭火过程中，要科学选择灭火剂，确保其能够有效扑灭火灾，并防止火灾复燃和产生毒气；火灾扑灭后，要做好善后工作，清理现场并调查火灾原因。要及时总结事故教训和灭火经验，这些都会成为相关人员在进行后续灭火工作时的重要参考依据。 6.安科瑞AcrelCloud-9000充电站运营平台 6.1平台概述安科瑞充电站运营平台依托物联网、云计算、互联网、大数据、AI等技术，对充电站配电系统的运行、电能消耗、电能质量、充电安全和行为安全进行实时监控和预警，为充电站的可靠、安全、经济运行提供保障，并及时切除安全隐患、避免电气火灾发生，从而保障人员的生命财产安全，打造“安全、高效、舒适、绿色”的“人—车—桩—电网—互联网—多种增值业务”的智慧充电站，提升充电站的社会和经济价值。 6.2适用场合可广泛应用于医院、学校、酒店、体育场等公共建筑；商业广场、产业园等综合园区；企业、住宅小区等场所。 6.3系统结构平台采用分层分布式结构，主要由感知层、网络层和平台层三个部分组成，详细拓扑结构如下：现场设备层：连接于网络中的各类传感器，包括多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电能质量分析仪表、电气火灾探测器、限流式保护器、烟雾传感器、测温装置、智能插座、摄像头等。网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器，智能网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。平台管理层：包含应用服务器和数据服务器，完成对现场所有智能设备的数据交换，可在PC端或移动端实现实时监测充电站配电系统运行状态、充电桩的工作状态、充电过程及人员行为，并完成微信、支付宝在线支付等应用。多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电气火灾探测器、限流式保护器、智能插座可通过全网通4G通讯模组与平台直接通讯。电能质量分析仪表、烟雾传感器和测温装置通过RS485，摄像头通过RJ45与智能网关通讯，再由智能网关通讯通过4G统一与平台通讯。限流式保护器既可以通过4G连接平台，也可以通过RS485连接网关。平台搭建在客户自己配置的服务器上。搭建完成之后，客户可以在任意能联网的地方，通过有权限的账号登陆网页以及手机APP查看各处的运行情况。 6.4相关产品介绍 6.4.1 7KW交流充电桩AEV-AC007D 产品功能 1）智能监测：充电桩智能控制器对充电桩具备测量、控制与保护的功能，如运行状态监测、故障状态监测、充电计量与计费以及充电过程的联动控制等。 2）智能计量：输出配置智能电能表，进行充电计量，具备完善的通信功能，可将计量信息通过RS485分别上传给充电桩智能控制器和网络运营平台。 3）云平台：具备连接云平台的功能，可以实现实时监控，财务报表分析等等。 4）保护功能：具备防雷保护、过载保护、短路保护，漏电保护和接地保护等功能。 5）材质可靠：保证长期使用并抵御复杂天气环境。 6）适配车型：满足国标充电接口，适配所有符合GB/T20234.2-2015国标的电动汽车，适应不同车型的不同功率。 7）资产安全：产品全部由中国平安保险承保，充分保障设备、车辆、人员的安全。 6.4.2直流充电桩系列 6.4.3电气火灾探测器ARCM300T-Z-4G 产品功能： 1）电表由独立的计量芯片进行电压、电流、电能的计量； 2）LCD字段显示，支持四按键编程； 3）支持470Mhz~510MhzLora无线通讯，频道和扩频因数可设置、支持RS485通讯，波特率1200bps-9600bps可设，奇偶校验位可设、支持红外通讯； 4）支持2G、NB、4G通过直接上传平台； 5）支持监测设备主动上报停上电信息； 6）支持穿刺夹取电、磁钢取电等，满足不断电施工的技术要求； 7）支持标准的DIN35导轨安装、安装完成后可加装铅封盖，防止私自拆卸； 8）支持全电力参数测量（U、I、P、Q、S、PF、F），电压及电流不平衡度，电压电流相 6.4.4限流式保护器ASCP200 产品功能： 1）短路保护：保护器实时监测用电线路电流，当线路发生短路故障时，能在150微秒内实现快速限流保护，并发出声光报警信号； 2）过载保护：当线路电流过载且持续时间超过动作时间（3~60秒可设）时，保护器启动限流保护，并发出声光报警信号； 3）表内超温保护：当保护器内部器件工作温度过高时，保护器实施超温限流保护，并发出声光报警信号； 4）组网通讯：保护器具有1路RS485接口，可以将数据发送到后台监控系统，实现远程监控。 6.5平台功能 6.5.1首页平台首页显示充电站的位置及在线情况，统计充电站的充电数据 6.5.2实时监控 1）充电站监控可以按站点名称进行筛选，显示站点详情、充电枪列表、统计订单信息、故障记录，点击某个充电枪编号后在进入充电枪监控页面实时监测变压器负荷（搭配ACM300T、ADW300），当负荷超过50%时，系统会限制新增开始充电的充电桩的功率，降为50%，当变压器负荷超过80%时，系统将不允许新增充电桩开始充电，直到负荷下降为止。如图所示：统计当前充电站各充电桩回路的数据；通过卡片的形式展现充电桩的数据；显示故障列表；如图所示： 2）充电桩监控显示充电桩充电数据；显示各回路的充电状态；可以对充电中的回路进行手动终止；显示订单信息、故障信息；如图所示： 3）设备监控显示限流式保护器的状态，包括线路中的剩余电流、温度及异常报警，如图所示： 6.5.3故障管理 1）故障查询故障查询中记录了登录用户相关联的所有故障信息。如图所示： 2）故障派发故障派发中记录了当前待派发的故障信息。如图所示： 3）故障处理故障处理中记录了当前待处理的故障信息。如图所示： 6.5.4能耗分析在能耗分析中，可查看指定时段关联站点和关联桩的能耗信息并显示对应的能耗趋势图。如图所示： 6.5.5故障分析在故障分析中，可查看相关时间内的故障数、故障状态、故障类型、趋势分析以及故障列表。如图所示： 6.5.6财务报表在财务报表中，可根据时间查看关联站点的财务数据。如图所示： 6.5.7收益查询在收益查询中，可查看总的收益统计、收益变化曲线图、支付占比饼图以及实际收益报表。如图所示： 7.结语目前，我国新能源汽车的产量和销量迅速增长，其适用范围也在不断扩大。新能源汽车在成为社会大众重点关注的同时，其相关技术也在不断发展。但是随着越来越多新能源汽车被投入到使用中，由其引发的火灾事故风险也在不断增加。为了有效保障人民的生命财产安全，维护好社会的稳定，需要深入研究和分析新能源汽车火灾的原因，并找到具有针对性的应对措施，才能有效解决新能源汽车火灾问题，推动我国新能源汽车可持续发展。
发表了主题帖：【储能新能源】浅析集装箱储能柜系统在新能源行业的应用--安科瑞张云18217320907

0、引言随着全球能源结构的转型，新能源的发展日益受到重视。在我国，新能源产业已成为国民经济的重要支柱产业之一。其中，集装箱储能柜系统作为一种新型的储能设备，以其独特的优势在新能源行业中发挥着越来越重要的作用。本文将从集装箱储能柜系统的定义、特点、应用等方面进行浅析，以期为新能源行业的发展提供有益的参考。 1、集装箱储能柜系统的定义及特点集装箱储能柜系统是一种采用标准化集装箱为载体，将储能设备、电池管理系统、监控系统等集成于一体的储能解决方案。它具有以下几个特点：高度集成：集装箱储能柜系统将储能设备、电池管理系统、监控系统等集成在一起，实现了储能设备的一体化设计，降低了系统的复杂性。灵活性强：集装箱储能柜系统可根据项目的需求进行快速调整，实现储能容量的扩展或缩小。同时，其运输方式灵活，可实现远距离运输。安全可靠：集装箱储能柜系统采用电池管理系统，对电池进行实时监控，确保电池在正常工作范围内运行，提高了系统的安全性。经济性好：集装箱储能柜系统采用标准化设计，降低了生产成本。同时，其运行维护成本低，具有较高的经济性。环境友好：集装箱储能柜系统采用清洁能源储能设备，如锂离子电池，减少了碳排放，有利于实现绿色发展。 2、集装箱储能柜系统在新能源行业的应用 2.1光伏发电领域集装箱储能柜系统在光伏发电领域中的应用日益广泛。储能柜系统可将光伏发电与储能设备相结合，实现发电与用电的平衡，提高光伏发电的利用率。在光伏发电高峰期，储能柜系统可将多余的电能储存起来，待到用电高峰期再释放，从而实现光伏发电的削峰填谷，优化电力供应。 2.2风力发电领域集装箱储能柜系统在风力发电领域也具有广泛的应用前景。由于风力发电的间歇性特点，储能柜系统可以将风能转化为电能储存起来，待到无风或风力较小的时候释放，从而提高风力发电的稳定性。此外，储能柜系统还可以为风力发电提供备用电源，提高风电场的供电可靠性。 2.3新能源汽车领域集装箱储能柜系统在新能源汽车领域中的应用也日益成熟。储能柜系统可以为新能源汽车提供充电服务，实现新能源汽车的能源补给。此外，储能柜系统还可以将新能源汽车的电池作为储能设备，实现新能源汽车与储能系统的互动，提高新能源汽车的使用效率。 2.4电力辅助服务领域集装箱储能柜系统在电力辅助服务领域具有较大的市场潜力。储能柜系统可以作为调峰、调频等辅助服务设备，为电网提供实时调节能力，提高电网的稳定性和可靠性。此外，储能柜系统还可以为电网提供备用容量，应对突发情况，保障电力供应的稳定性。 3、集装箱储能柜系统在新能源行业的优势 3.1提升新能源并网能力随着可再生能源如光伏和风能的并网比例不断提高，储能系统成为保障电网稳定性的关键。集装箱储能柜系统能够提供快速响应的电力支持，帮助电网调度机构实现对新能源发电的控制，提高新能源发电的并网质量和效率。 3.2增强电网调峰调频能力电网调峰调频是确保电力系统平稳运行的重要手段。集装箱储能柜系统可作为灵活的调峰调频资源，快速响应电网的需求，平衡供需两侧的电力负荷，特别是在新能源出力波动较大的时段，储能系统能够有效平滑发电曲线，保证供电的稳定性。 3.3促进新能源消纳由于新能源发电的间歇性和不稳定性，如何在电网中合理消纳这些能源成为一大挑战。集装箱储能柜系统可以通过储存新能源电力并在需求高峰时段释放，从而增加电网对新能源的接纳能力，减少因新能源发电波动造成的电力浪费。 3.4支持新能源汽车发展新能源汽车的快速发展对充电基础设施提出了更高的要求。集装箱储能柜系统可作为大型充电站使用，为新能源汽车提供快速充电服务，满足日益增长的充电需求。同时，储能系统还可以在电网负荷高峰时，将电动汽车的电池作为储能资源，向电网供电，实现电网和电动汽车的互动。 3.5促进能源消费革命集装箱储能柜系统还可以应用于分布式能源管理和微电网建设中，为用户提供电力的时间和空间灵活性，促进能源消费模式的转变。通过储能系统的应用，用户可以在电价较低时储存电力，高价时段使用，从而降低用电成本，优化能源消费结构。 3.6助力能源安全能源安全是战略的重要组成部分。集装箱储能柜系统可以提高能源系统的韧性和抗风险能力。在能源供应短缺或紧急情况下，储能系统能够迅速响应，提供必要的电力支持，保障能源安全。在未来的发展中，集装箱储能柜系统需要克服成本、技术、政策等方面的挑战，进一步优化性能，提高安全性和经济性。同时，企业和研究机构应共同努力，推动相关技术标准和政策的制定，促进集装箱储能柜系统在新能源行业的广泛应用，为我国能源结构的转型和绿色发展贡献力量。 4、Acrel-2000ES储能柜能量管理系统 4.1系统概述安科瑞储能能量管理系统Acrel-2000ES，专门针对工商业储能柜、储能集装箱研发的一款储能EMS，具有完善的储能监控与管理功能,涵盖了储能系统设备(PCS、BMS、电表、消防、空调等)的详细信息,实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表等功能。在高级应用上支持能量调度,具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。 4.2系统结构 Acrel-2000ES，可通过直采或者通过通讯管理或串口服务器将储能柜或者储能集装箱内部的设备接入系统。系统结构如下： 4.3系统功能 4.3.1实时监测系统人机界面友好，能够显示储能柜的运行状态，实时监测PCS、BMS以及环境参数信息，如电参量、温度、湿度等。实时显示有关故障、告警、收益等信息。 4.3.2设备监控系统能够实时监测PCS、BMS、电表、空调、消防、除湿机等设备的运行状态及运行模式。 PCS监控：满足储能变流器的参数与限值设置；运行模式设置；实现储能变流器交直流侧电压、电流、功率及充放电量参数的采集与展示；实现PCS通讯状态、启停状态、开关状态、异常告警等状态监测。 BMS监控：满足电池管理系统的参数与限值设置；实现储能电池的电芯、电池簇的温度、电压、电流的监测；实现电池充放电状态、电压、电流及温度异常状态的告警。空调监控：满足环境温度的监测，可根据设置的阈值进行空调温度的联动调节，并实时监测空调的运行状态及温湿度数据，以曲线形式进行展示。 UPS监控：满足UPS的运行状态及相关电参量监测。 4.3.3曲线报表系统能够对PCS充放电功率曲线、SOC变换曲线、及电压、电流、温度等历史曲线的查询与展示。 4.3.4策略配置满足储能系统设备参数的配置、电价参数与时段的设置、控制策略的选择。目前支持的控制策略包含计划曲线、削峰填谷、需量控制等。 4.3.5实时报警储能能量管理系统具有实时告警功能，系统能够对储能充放电越限、温度越限、设备故障或通信故障等事件发出告警。 4.3.6事件查询统计储能能量管理系统能够对遥信变位，温湿度、电压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。 4.3.7遥控操作可以通过每个设备下面的红色按钮对PCS、风机、除湿机、空调控制器、照明等设备进行相应的控制，但是当设备未通信上时，控制按钮会显示无效状态。 4.3.8用户权限管理储能能量管理系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。 4.3.9安科瑞配套产品 5结束语总之，集装箱储能柜系统在新能源行业具有广泛的应用前景。随着新能源产业的快速发展，集装箱储能柜系统将发挥越来越重要的作用，为绿色能源的发展提供有力支撑。然而，集装箱储能柜系统在推广应用过程中仍面临一定的挑战，如技术成熟度、成本控制、政策支持等。因此，未来需进一步加大研发力度，提高集装箱储能柜系统的性能和经济性，推动其在新能源行业的广泛应用。集装箱储能柜系统在新能源行业的应用前景广阔，其对于促进新能源的稳定输出和提高能源利用效率具有重要意义。
2024-08-21
发表了主题帖：【解决方案】浅谈基于实时数据采集的用电企业电能管理系统设计与应用--安科瑞张云1...

摘要：在信息化技术应用日益发展的今天，各类用电企业对于电能的管理已经不仅局限于按月的电能计量结算了，对供电系统运行的实时监测、对电能量按工序或设备的考核、甚至是按单炉单机的成本核算，都需要建立起动态实时的电能管理系统。本文介绍了基于实时数据采集的电能管理系统的设计及应用情况，对实时电能管理系统的总体结构、数据模型、功能结构及各环节的应用要点进行了分析研究。关键词：用电企业；电能管理；实时数据库数据采集； 0引言电能管理系统以智能电表（以下简称电能表）为数据采集的源头，利用互联网、工业以太网等各种网络通讯方式与实时电能数据采集系统相连接，实时电能数据采集系统将处于分散状态的电能数据读取到实时电能采集数据库；依靠实时电能采集数据库，电能采集监测系统可以提供动态实时的电能采集网络监测功能；再通过电能数据上传接口定时将电能管理数据保存到电能数据管理系统的数据库，按照设定的处理周期进行电量结算，后利用电能管理信息系统提供电能管理信息。根据不同类型企业的需要，通过电能数据服务接口可以为ERP等信息化系统提供电能网络运行和电量数据，为生产管理与成本管理提供电力系统的数据；根据电能管理用户的需要，还可以通过外部数据接口接受来自企业内部其它信息系统的数据，例如有关计划数据、生产实绩数据等。系统的总体结构设计如图1所示。图1电能管理系统总体结构 1实时电能数据采集系统实时电能采集系统是以实时数据库技术为基础，建立起实时电能采集数据库，采集的主要步骤是：系统根据设定的参数自动轮询电能表，读取相关数据；对于读取到的数据，将根据不同规约的格式（如DL/T645的数据格式）对数据进行解析并进行有效性检查，舍弃不正确的数据；读取电能表的顺序将根据配置在实时数据库中的电能表序号进行；电能表出现通讯异常时，如无应答、校验错等，系统自动重采。重采的次数可以在配置界面中设置。如重采失败，系统会记录并显示对应的状态数据，为运行管理人员提供监测与处理信息。维护管理人员可以通过手动操作读取指定电能表相关数据、对电能表进行参数设置（如校时操作）等；系统读取的数据均跟随时间标签，并根据设定的时间间隔自动将电能表数据写入到实时数据库中。实时电能数据采集系统的采样周期通常可以设置为500ms。 2电能采集监测系统电能采集监测系统是一套有动态实时功能的Web应用软件系统，它首先提供一套反映系统内所管理变电所、开关站或配电室等电网结点分布情况和当前运行状态的“电能采集系统总体监测图”，图中可以根据用户需要设置各结点设备的状态，例如：正常运行为“绿色”、故障或检修停运状态为“红色”、备用状态为“灰色”。点击图上的某一结点设备，可以按电能网络图或电能数据表的形式动态的显示该结点内部所属的各个用电部位的电能数据。实时数据显示的刷新频率可以与实时电能数据采集系统的采样周期相同。这一系统的功能主要是为电能管理系统提供基础的运行管理服务，也为现场电能表的运行维护提供服务，同时还可以间接的为电能表所测量的供电、用户设备的运行维护提供参考信息。 3电能数据上传接口按照设定的数据上传周期，定时由实时电能数据采集系统提取电能管理需要的数据，保存到电能数据管理系统。依据一个企业对电能数据所需要的小时间粒度，上传周期可以为1分钟到60分钟设置，例如化工企业若以满足生产日报为小时间要求，则设置为10分到60分钟都可以，但若想满足转炉炼钢按炉次计算成本的要求，就设置为不大于2分钟。总之上传周期的设置，就是以企业对通电数据的需要为前提，根据系统存储能力、考虑数据的处理效率来确定，设置时还要兼顾数据的保存期限要求。 4电能数据管理系统电能数据管理系统以关系数据库为基础，针对电量计算数据和电力系统运行数据两个种类分别构建出按时间分层的电能数据模型如图2所示。其中：电量计算数据是指用于电量计算的正向有功电量、正向无功电量、反向有功电量、反向无功电量等，这类数据可以按时间分为采集量、小时量、班量和日量等多个时间层面进行计算处理，并且有不同时段的峰、平、谷数据。当需要进行周报、旬报、月报等数据时，可以利用电量日数据来实现。电力运行数据是指对于电力系统运行管理所需要的单相或三相电流、电压、电量、功率因数等数据，在采集上传基础上，按小时生成大值、小值和平均值等统计数据。为电力系统的运行管理提供实时的和历史的原始数据与统计数据。这种数据的分类存储策略，主要是用来满足用户的不同管理需求；而分层的数据存储策略则是为了更好的满足数据的处理效率要求。数据在按设定的采集周期形成采集基础数据的同时，按时自动进行各时间层面数据的归集处理，并且可以根据不同层面数据的使用有效期限设置自动转储与清理策略。例如，电能采集原始数据、电量计算采集数据和电力运行采集数据可以设置为保存3个月到12个月，小时数据、班数据和运行统计数据可以保存为3年，日数据可以保存10年等。超过保存期限的数据自动进行转储与删除，这样能够在满足使用要求的前提下尽量减少在线存储空间的占用，目的就是为了提高处理效率。图2电能数据模型 5电能管理信息系统电能管理信息系统是一个面向管理与服务的Web应用软件系统，它主要由运行管理、计量管理、综合管理、信息服务和系统管理五大功能项目构成，电能管理信息系统的主功能结构如图3所示。运行管理功能由采集信息、数据查询、分析曲线、平衡曲线、运行日报、参数管理等子功能项组成，主要是用来满足电能采集网络和电能表等的设备与线路的运行监测与管理。对于能源责任管理细化的单位，也是各责任部门人员观测自己责任范围内供电设备和用电设备运行状况的窗口。计量管理功能由人工结算、人工平衡、计量台帐、计量报表等项组成。其中人工结算是在数据正常采集、上传与自动结算某环节出现问题，重新从实时数据库提取某一时段数据后，由人工选择进行重新结算处理的功能；人工平衡是对于自动采集过程中由于线路或设备故障原因所造成的异常数据进行处理的功能，处理的时间层面可以选择在小时、班或日的任一层面，经过人工平衡的数据点原始数据与人工数据同时保存，后续的结算以人工数据为准进行；计量台帐和计量报表可以按用户的格式要求和时间要求进行设计。综合管理功能是以用户对电能管理的综合管理要求为目标所设计的功能项目，例如电能消耗指标完成情况统计表、主要设备电能消耗统计表、设备停机电能损耗计算表等。信息服务功能是对企业的各类用户提供电能管理信息查询、报表、统计计算的功能项目。例如对于企业高层管理提供全公司按产品或按分厂车间的电能消耗统计或明细查询，对分厂或车间提供本部门或各基层工段班组的电能消耗统计或明细查询。系统管理功能提供登录操作人员的授权、系统参数设置、系统数据的转储备份等功能。本系统的各项操作都自动记录操作人员和操作时间，为系统的管理提供帮助。图3电能管理信息系统主功能结构 6安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案 6.1概述用户端消耗着整个电网80%的电能，用户端智能化用电管理对用户可靠、安全、节约用电有十分重要的意义。构建智能用电服务体系，全面推广用户端智能仪表、智能用电管理终端等设备用电管理解决方案，实现电网与用户的双向良性互动。用户端急需解决的研究内容主要包括：表计，智能楼宇、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等课题。安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案通过对用户端用电情况进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各分项用电的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约电能，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。 6.2应用场所（1）办公建筑（商务办公、大型公共建筑等）；（2）商业建筑（商场、金融机构建筑等）；（3）旅游建筑（宾馆饭店、娱乐场所等）；（4）科教文卫建筑（文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑等）；（5）通信建筑（邮电、通信、广播、电视、数据等）；（6）交通运输建筑（机场、车站、码头建筑等）。 6.3系统结构 6.4系统功能 6.4.1实时监测系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分状态，以及有关故障、告警等信号。 6.4.2电能统计报表系统以丰富的报表支撑计量体系的完整性。系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。该功能使得用电可视透明，并在用电误差偏大时可分析追溯，维护计量体系的正确性。 6.4.3详细电参量查询在配电一次图中，当鼠标移动到每个回路附近时，鼠标指针变为手形，鼠标单击可查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，并可以查看24小时相电流趋势曲线及24小时电压趋势曲线。 6.4.4运行报表系统具有实时电力参数和历史电力参数的存储和管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到数据库，在查询界面中能够自定义需要查询的参数、指定时间或选择查询更新的记录数据等，并通过报表方式显示出来。用户可以根据需要定制运行日报、月报，支持导出Excel格式文件，还可以根据用户要求导出PDF格式文件。 6.4.5变压器运行监视系统对配电系统总进线、主变压器、重要负荷出线的运行状态进行在线实时监视，用曲线显示电流、变压器运行温度、有功需量、有功功率、视在功率、变压器负荷率等运行趋势，分析变压器负荷率及损耗，方便运行维护人员及时掌握运行水平和用电需求，确保供电安全可靠。 6.4.6实时报警系统具有实时报警功能，系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件进行实时监测，并根据事件等级发出告警。系统报警时自动弹出实时报警窗口，并发出声音或语音提醒。 6.4.7历史事件查询系统能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。 6.4.8电能质量监测系统可以对整个配电系统范围内的电能质量进行持续性的监测，运行维护人员可以通过谐波分析棒图、报表掌握进线、变压器、重要回路的电压、电流谐波畸变率、谐波含量、电压不平衡度等，及时采取相应的措施，降低谐波损耗，减少因谐波造成的异常和事故(该功能需要选配带谐波监测功能的电力仪表，不需要可删除。 6.4.9遥控操作系统支持对断路器、隔离开关、接地刀等进行分、合遥控操作。系统具有严格的密码保护和操作权限管理功能，对于每次遥控操作，系统自动生成操作记录，记录内容包含操作人、操作时间、操作类型等。实现该功能需要断路器本身具有电操机构及保护保测控装置具备遥控功能等硬件设备的支持。 6.4.10用户权限管理系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。 6.4.11通讯状态图系统支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通讯状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。从而方便运行维护人员实时掌握现场各设备的通讯状态，及时维护出现异常的设备，保证系统的稳定运行。 6.4.12视频监控视频监控展示了当前实时画面（视频直播），选中某一个变配电站，即可查看该变配电站内视频信息。 6.4.13用户报告用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇总一个月的运行数据，对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、报警事件等进行统计分析。 6.4.14APP支持电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”和“缺陷记录”五大模块，支持一次图、需量、用电量、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询等。 6.5系统硬件配置清单 7结束语用电企业通过电能管理系统的应用，不但要解决传统的电能计量结算问题，更重要的是要实现面向重要工序和重点设备的电能成本考核管理，真正使节能降耗从管理层的行为变为企业职工全员的自觉行动。一套实时采集、自动结算、动态完整的反映电能消耗详细过程与综合状况的电能信息服务体系，为企业的这些需求提供了有力的工具。这种基于实时采集的电能管理系统，还为企业供电系统的运行管理提供了网络化的监测管理工具。同时，电能管理系统的实施，也可为企业ERP等其它信息化系统提供电能数据共享。【参考文献】周健.基于实时数据采集的用电企业电能管理系统设计与应用. 徐平平,邱玉春.电力集中抄表系统中的通信技术[J]. [4] 安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版. 张磊,王晓峰,李新家.电能信息采集系统运行及维护技术[M].
2024-08-12
发表了主题帖：安科瑞分布式光伏监控系统在上海宝钢阿赛洛激光拼焊有限公司屋顶光伏发电（二期...

摘要：随着“双碳”目标的提出,开发利用可再生能源已成为必然趋势。新能源发电作为能源利用的一种重要形式,已经受到越来越多的关注。相对于大容量、高电压、远距离输送的集中发电方式,分布式光伏具有容量小、电压低、就地消纳等独特的优势而被广泛应用,近年来呈现跨越式发展趋势,研究分布式光伏接入对配电网的影响,对于提升电网及人身安全具有重要意义。本文以分布式光伏为研究对象,结合工程实例,研究了分布式光伏接入配电网的电气二次配置以及通信管理。关键词：新能源发电；分布式光伏；电气二次配置；通信管理概述上海宝钢阿赛洛激光拼焊有限公司屋顶光伏发电项目（二期）（以下简称“本项目”）是响应国家“优化能源结构，提供更加清洁、可靠的能源”的号召，投资建设的分布式光伏发电应用示范项目。本项目位于上海宝钢阿赛洛激光拼焊有限公司厂区内，利用现有厂房屋顶建设分布式光伏发电项目，总建设规模约为712.8kWp。本项目投资方为上海宝钢节能环保技术有限公司，光伏发电组件位于上海市嘉定区安亭镇百安公路1369号，通过用户配电站接入公共电网，属于上海市电力公司嘉定供电公司管理范围。本文介绍光伏电站接入系统方案的论证，系统继电保护及安全自动装置、系统通信、系统调度自动化方案研究等。 2.现有电网情况现有用户配电站为10kV用户变，站内3台10kV变压器，变压器容量为1250+1250+1600kVA。用户变压器通过10kV“31本4阿赛洛”线接入10kV本特开关站二段母线，再接入110kV百安10kV四段母线。现已投运光伏1200kWp。现有供电示意图如下：图用户配电站现供电示意图 3.新增分布式光伏设计本项目光伏组件、支架及相关设备等安装在一二期屋面的低跨区域，邻接已安装一期光伏设备的高跨屋面。一二期产线屋面（低跨）为彩钢瓦结构，屋面板为角驰Ⅲ型结构。整个屋面跨度为55米，长189米，总面积约10000平方米。除去采光带及排气通风等设施，屋面可利用率约75%，而光伏设备的占用面积约5000平方米。宝钢阿赛洛一二期厂房屋面原设计恒荷载标准值为0.3kN/m2，在本光伏项目中，安装光伏组件和光伏支架增加恒荷载0.13 kN/m2，经计算，屋面檩条及刚架梁柱的部分区域不满足强度及稳定性要求，需要对屋面檩条以及刚架梁柱的局部区域进行加固处理。对于屋面檩条，可通过在下方增加隅撑的方式进行加固；对于梁和柱，在不满足的区域进行两侧贴钢板加固。图光伏组件示意图在厂房东侧邻接的电气室的外侧绿化带内，将安装本项目的升压变压器及并网设备，采用箱式变电站的形式。箱式变电站占用面积约40平方米。逆变器输出的交流电升压至10kV后接入高压开关柜，再通过1回出线接入位于1期电气室的厂区进线10KV母排，在母排处拼装高压并网进线柜，实现并网。设备位置见以下示意图，最终布置以详细设计完成后出具的施工图纸为准。另外在此区域内已安装有一期光伏电站的组件冲洗水箱，因此将共用冲洗水站，二期将在屋面上扩展安装冲洗管网图平面关系示意图 4.技术方案本项目规模约为712.8kWp，利用厂房屋顶建设光伏发电系统，关键设备光伏组件、逆变器、变压器等采用国内知名产品。分布式光伏系统所发电量采用就地消纳，自发自用，余电上网。本项目光伏发电系统所输出的直流电经组串式逆变器转换成交流电后，就地升压至10KV，经开关柜通过1回出线接入至厂区10KV进线母线的用户侧，实现并网，供厂区负荷使用。结合用户的总厂用变压器容量（4100KVA）及一期已经并网运行的光伏系统总量（1200kW）分析，光伏并网容量不超过厂变容量的80%，再根据屋面的勘查情况考虑，确定本光伏项目的建造容量为712.8kWp为宜。 4.1升压变压器及高低压配电设备本项目配备1台三相交流800KVA的干式变压器。额定电压10.5±2×2.5%/0.38kV，接线组别为 Dy11。交流频率为50Hz,可以户外使用，能效等级满足国家规范要求。变压器一次侧接入自交流汇流柜或低压接入柜输出的线路，交流汇流柜负荷开关兼具通断保护功能，变压器二次侧输出接至10KV进回线，配备开关柜、PT柜及计量柜，采用预制舱设计安装。开关柜输出后经1回10KV高压交流电缆直接接至光伏并网进线柜，进线柜与厂区10KV进线母线拼接，利用母排连接，具体接入方式以实际设计为准。 4.2继电保护及安全自动装置本光伏电站内主要电气设备采用微机保护，以满足信息上送。元件保护按照《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB14285－2006）配置。 1）并网线路继电保护及安全自动装置分布式光伏项目线路发生短路故障时，线路保护应快速动作，瞬时跳开相应并网点断路器，满足全线故障快速可靠切除故障的要求。安装光伏发电项目的用户变电站10kV母线应配置故障解列装置，实现频率电压异常紧急控制功能，跳开相应断路器（专用开关）。 2）防孤岛检测分布式光伏项目逆变器必须具备快速检测孤岛且监测到孤岛后立即断开与电网连接的能力，其防孤岛方案应与继电保护配置、安全自动装置和低电压检测装置等相配合，时间上相匹配。该逆变器防孤岛检测策略应符合国家电网的相应规定逆变器具备极性反接保护、短路保护、低电压穿越、孤岛效应保护、过热保护、过载保护、接地保护等。高压开关柜上装设测控保护装置，设置过电流保护、零序过电流保护。测控保护装置以通讯方式将所有信息上传至光伏本地监控系统。本项目光伏电站在故障或异常运行状态时能够迅速断开与系统的并网连接,停止向电网送电，不会对现有系统的正常运行产生影响。图新建光伏一次图 5.系统结构本项目光伏电站配置一套综合自动化系统，采用安科瑞电气股份有限公司所提供的Acrel-Cloud1200分布式光伏电力监控系统具有保护、控制、通信、测量等功能，可实现光伏发电系统、开关站的全功能综合自动化管理。本项目逆变器、高低压设备等状态信号都要接入本监控系统。本项目光伏电站监控系统包括两部分：站控层和就地层，网络结构为开放式分层、分布式结构。监控系统通过以太网与就地层相连,就地层按照不同的功能、系统划分，以相对独立的方式分散在逆变器区域或箱变中，在站控层及网络失效的情况下，就地层仍能独立完成就地各电气设备的监测。计算机监控系统通过远动工作站GPRS公网与上海市电力公司实现数据通讯。站控层由计算机网络连接的服务器、操作员站、远动站等组成，提供站内运行的人机界面，实现管理控制就地层设备等功能，形成全站监控、管理中心，并具备与远方控制中心通信的接口。就地层设备由智能测控单元、网络系统通讯单元、逆变器数据采集单元、多功能电能表等构成，主要电气设备包括微机保护、防孤岛保护、电能质量在线监测装置、故障解列装置、多功能仪表、逆变器、箱变测控等设备。它直接采集处理现场的原始数据，通过网络传送给站控层监控主站，同时接收站控层发来的控制操作命令，经过有效性判断、闭锁检测、同步检测等，最后对设备进行操作控制。每个光伏发电单元配带无线发射功能的数据采集装置，采集每组光伏组件数据，逆变器参数，测控装置、智能计量表计的数据，打包后通过无线网络传输给监控系统实现监视。图监控系统网络结构图项目配置设备清单如下表所示：系统功能光伏发电效率监测通过现场测控单元、数据采集器采集有关信息，进行包括对数据合理性校验在内的各种预处理，实时更新数据库，其范围包括模拟量，数字量和脉冲量等。（1）模拟量模拟量包括电流、电压、有功、无功、频率、功率因数等电量数据和日照强度、风速、风向、温度、湿度、气压等非电量数据。（2）数字量数字量采集含逆变器运行状态、故障信号，开关、隔离开关以及接地刀闸的位置信号，保护动作信号、运行监视信号等。图9 实时监测主界面图分布式光伏电站运维管理 Acrel-Cloud1200分布式光伏电力监控系统报警处理分事故报警和预告报警。前者包括非操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号，后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限/复限、计算机站控系统的各个部件、就地单元的状态异常等等。（1）事故报警事故报警发生时，公用事故报警器将立即发出音响报警，监控画面上用颜色改变和闪烁表示该设备变位，同时显示红色报警条文，打印机打印报警条文，数据转发装置向远方控制中心发送报警信息。事故报警通过手动或自动方式确认。（2）预告报警预告报警发生时，其处理方式除与事故报警处理相同外，音响和提供信息颜色可区别于事故报警。能有选择地向远方发送信息。 6.3人机界面能通过显示器对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视，画面支持双屏显示，画面操作支持无级缩放，可以平滑漫游，具有导游图功能。具有网络拓扑分析功能，能对设备进行动态着色，确定带电设备的颜色。主要显示画面包括：（1）运行监视图，包括显示设备运行状态、各主要电气量(电流、电压、频率、有功、无功)、环境数据(气温、湿度、气压、风速、风向、日照强度等)等的实时值；（2）网络监视图，用图形方式及颜色变化显示出计算机监控系统的设备配置、连接状态；（3）发电量实时监视图，通过柱状图及数据表直观的查看和对比每台逆变器实时发电量信息，同时可以通过链接查看和对比发电量曲线；（4）发电单元监控图，显示每个发电单元详细信息，允许手动控制、和调节每个发电单元运行工况；（5）各种保护信息及报表（6）二次保护配置图，反映各套保护投切情况、整定值等（7）控制操作过程记录及报表（8）事故追忆记录报告或曲线、事故顺序记录报表（9）趋势曲线图、棒状图（10）各种统计及功能报表等。图人机界面一次图 7.结语分布式光伏发电系统依靠清洁、可再生的特点广泛应用，但发电量呈显著的非稳定特性，这对电力系统的稳定运行和经济效益构成了调成，因此分布式光伏项目并网时需要接受调度主站系统的调控，助力用户、电网分布式光伏高比例有序并网，强化分布式光伏的统一管控，推动分布式光伏和大电网的协调运行，搭建数据透明、调控便捷、能源互动的新型分布式新能源调度管理体系。参考文献 [1] 史钺平.分布式光伏对区域配电网的影响研究[D].上海应用技术大学,2022. [2] 杨丽娜.分布式光伏发电并网对配电网的影响[J].科技资讯,2024,22(11) [3] 丁坚.基于深度学习的分布式光伏发电系统的优化与性能分析[J].电气技术与经济,2024,(07):308-310.
2024-08-08
发表了主题帖：【解决方案】浅谈智能电能计量系统在用电检查中的应用

摘要: 我们历史非常悠久，在五千年以来的历史长河当中，我们的成就也是巨大的，这是人类历史重要的一步。可是，中国在经历了一些战争之后，在许多方面都要逊色于其他，在这种情况之下，许多产业都陷入了停滞和无法前进的阶段之中。20世纪九十年代，电力进入到了我们的生活之中，那时候的人们对未来的预测并不是很好，但是随着时代的不断发展，各种问题也越来越多，越来越严重。关键词：电能计量自动化；用电检查；计量管理 0 引言在社会发展的今天，资讯科技已经渗透到了我们的生活当中。电力计量管理系统的研制和电力管理的一系列应用，符合当今社会发展的相关需要，满足了电力行业的市场化和信息化水平的巨大进步。文章对电力测量自动化系统的概念、各个部件的主要作用进行了一系列的介绍，并对其在电力管理当中的应用进行了阐述。 1 电能计量自动化系统的定义 (1) 电力自动化系统的重要组成部分之一就是电力计量自动化系统，其主要包括现场计量自动化终端通信信道和计量自动化系统。其中，计量自动化主站管理系统主要就是来实现各类计量自动化设备和系统数据的采集、分析和处理工作，与此同时，可实现对各类现场计量自动终端的相关控制;通信信道主要功能是: 公用电话交换网、CDMA、通用包无线业务、专线、调度网等，它是现场计量自动化终端和计量自动化主站管理系统之间的通信桥梁，可以实现计量自动化主站管理系统的远程信息采集的功能，计量自动化系统要功能就是对仪表等测量点的电能进行相应的采集和传输，并将数据传输至计量自动控制，并完成相应的指示。当前，随着科技的快速进步，计量自动化系统的设计思想、技术方法都在不断地进行发展而在现行的计量自动化系统当中，远程监控系统的主要目标就是客户，而用户负荷控制管理系统则是为电力公司的管理，而配电终端监控系统则是为电力公司的管理者提供一系列的服务，而低压集中抄系统则是面向用户和电力稽查人员，多子系统的相互配合主要帮助用户实现抄表自动化，帮助企业实现监管自动化负荷警报自动化、异常分析自动化。在电力系统的自动化过程当中，计量自动化是其中的一个关键的环节它包括采集数据、更新瞬时量、电压合格率、谐波等信息，是电力信息采集和监控配电运行的一个关键的设备。通过对计量自动化系统的一系列的分析，可以更好地进行电能的管理，提高供电质量，提高供电企业的经营效益。一般的计量自动化系统由计算机、客户端、计量表、通信网络四大系统构成，计算机系统能够对用户的数据进行实时的监控和管理，客户端则能够显示各种基础信息，如表码、瞬时量等，便于用户对电能的查询、计算。 (2) 计量表能够监控用户的用电量，电压合格率能够反映出所辖区域的电力使用状况，并对可能出现的一些危害进行相关的监控和分析。通讯网络能够与使用者进行一种即时的通讯，提示有异常情况的使用者。随着社会对用电的日益增长，计量自动化系统在用电监测、计量管理等各个方面都起着重要的作用，同时也能够协助市场营销部门开展一系列的工作，在实际的工作当中，通过计量自动化系统，及时地分析用电的风险问题，掌握辖区内所有客户的电量，数据和负荷数据，及时的查处计量故障，查找一些窃电的行为。为了能够提供高效生产率，满足社会的基本需求，然而由于计量自动化系统面向的用户有分散和集中的，对这些用户的电量自动采集需要保证数据信息的完整性，除此之外，还要满足计量自动化系统具有一定的开放性，因为用户对电能质量的个性化需求，即根据客户的用电量来确定电力市场的销售模式，并对其进行一种及时地调整，从而使电力市场的销售更加的科学化、人性化。电力计量自动化系统和市场营销系统虽然是两个不同的业务部门，但它们都是电力公司的一种资源，所以具备目标的一致性。 2 电能计量自动化系统功能 2.1 低压集中抄表系统该系统主要采用的是通讯技术与微机技术相结合的技术，其工作的流程就是由集中器等现场计量自动采集终端利用 RS485 线路或电力线路载波，完成对居民用户智能电表当中的电能等信息的采集、存储，以及由 GPRS 这种通用分组无线服务，向计量自动化主站管理系统发送各种数据。由于低压集中抄表系统的存在，使电能的采集成为了一种自动的电能收集，从而大大减少了抄收时的人力资源问题，提高了电能的统计精度，从而可以对窃电行为进行一种有效的监控!为电费的计算和回收工作提供了可靠的数据支撑。 2.2 计量遥测监测系统在变电所、发电站当中，经常使用计量遥测监控系统，它的主要作用就是实现电力数据的全面集成。一般而言，遥测监控系统能够实现对入地电网的远程监控，并对每个月的用电量进行相关的统计，并对所收集到的一些数据进行分析，找出主要的线路故障同时，计量遥测监控系统也为实时更新大量的数据提供了一个平台，能够综合地分析、整理、记录所收集到的电能、电压、电流等数据。 2.3 大客户大负荷管理系统随着我国经济的迅速发展，大量的大型企业，如工矿企业就应运而生，由于用户的相对特殊性，需要对用户的电能、电压、电流、功率等一系列的因素进行实时的监测，并根据监测的结果，为用户提供一种高质量的供电服务。大用户大负载管理是新形势下电力公司创新发展的一个必然的选择。大客户大负荷管理系统的功能是通过计算机技术、计算机通信技术和自动化控制技术对大客户进行一种实时的监控，通过大客户大负荷的管理系统，可以实时的采集、存储大客户的电能、电压、电流、功率因数等一系列的信息，并对电网的负载进行实时的监控和分析，在出现异常状况的时候，能够及时地做出快速的反应，保证用电的安全和稳定。 2.4 配变计量监测系统配变计量监控系统的组成包括: 计量自动化控制监控系统、现场计量自动化终端、电量计量装置等。配变计量监测系统是以无线网络作为通信采集基础，以低压配电器为工具，对广大电力用进行电量数据的监测和收集工作，并根据所收集到的数据，对配变的工作状况进行一种实时的监测，对各种异常情况进行及时发现、快速的排查。 3 电能计量自动化系统在用电检查和计量管理中的重要性在电能检测与计量管理等方面，该系统能够 24 小时监控电力使用者的用电量，并能够对异常的状况做出一种及时的响应。这样可以减少测量、检验工作受到气候条件、工作时间限制等一系列因素的影响，在用电的过程当中，自动化系统能够更加全面地掌握用户的用电情况，建立用户的电能档案，对不同的时段进行一系列的分析，从而能够更好地检测到用户的不正常行为，提高防窃电的效率。通过对自动计量系统的显示，检验人员可以及时地对出现的问题进行相关的处理，从而降低用电统计的相对盲目性，提高用电检查的工作效率。用电检验人员无需多次进行实地勘察，可以依据资料的反馈，对冬类问题进行一和及时准确的处理，以提高工作效率，提高工作的科学性。为供电公司节约员工的劳动成本，为供电员工节省劳动的时间。此外，计量自动化系统还能够对线损进行一种全面的分析，为线损分析提供更为准确的数据支撑吧。在反窃电工作当中，计量自动化系统发挥着不容忽视的作用，通过对其进行一种实时的监测与反馈,能够及时地发现偷盗、偷盗行为。此外，该自动控制系统还配备了报警的装置，使电力稽查人员能够更好地处理偷盗的行为，提高处理各类突发事件的效率。 4 电能计量自动化系统在用电检查工作中的应用一，电能计量自动化系统可以实现对电能用户的用电量实时地进行监控，监控使用的电流、电压和负荷，采集到的数据发现超限用电和超负荷的情况，系统会进行报警提示。这给工作人员传输警惕信号,及时性的前往问题用户的家中，制止这种违法的行为，并对其进行教育指导，除此之外，电力计量自动化系统可对电力使用状况进行相应的数据过程监测，为了避免其再次的违法，进而建立了一套动态实时性的电力负荷管理制度体系。二，由电力测量自动化系统采集和查询客户的电流和电压的使用情况，并根据监测过程发现的异常数据的进行快速分析，从而确定用户有没有偷电行为,并将其列入重点的监控对象进行实时的监控，监控过程中发现其违法行为并充分地掌握相关证据后，就会严格地执行有关的法规，与此同时，利用电能计量自动化系统监控的测量点的一些数据，可以分析和计算出使用者的窃电行为。2013年8月9号，阳江阳西供电公司营业厅按照计量的相关指示，进入电力计量自动化系统，对阳西县某水电站的瞬时量进行了-些调查，结果显示，该公司在某一时段的二次电流达到14A（5A），但二次电压出现了明显的下降，随后，他调取了 XX水电站的电费数据，结果显示，从2013年2月26日开始，从 2013年2月26日开始，一直到23时，都是在21时到23时之间，初步判定有窃电的可能，并对其进行了连续的用电监测，之后确定有窃电行为。三，利用电力计量自动化系统的一种监控信息或者利用用户不正常的用户查询系统，对其异常的数据进行一种相关的分析，从而能够及时地发现计量设备的一系列故障，并对其进行现场的用电检查，及时的解决一些相关的问题，确保用电工作的顺利进行和用电的效率。 5 电能计量自动化系统在计量管理工作中的应用一，利用计量自动化系统当中的数据召唤功能提高了计量设备检测的能力。在日常的计量工作当中，确保计量准确是一要务。在过去的一个月里用户的一次检测是一项非常重要的工作，以往在客户的现场，往往就会发现客户的电力设备还没有连接没有负载，导致无法进行现场的检查。由测量自动化系统检测用户的现场操作资料，从相位角度判定线路是否正确，并查看负载电流是否符合现场的一次测试，确定负载符合相关的规定之后，再到现场进行检查，以防止重复多次上门进行有效的检验;如果发现有什么不正常的地方，按照线路图到现场进行纠正。采用系统判定和实地检验双重判定的测量配线，可将测量误差降到低。二，根据相应的报警数据对异常警报情况进行梳理归类，这样可以提高计量设备的异常问题处置能力。对相应的报警数据对其原理性的分析可以快速锁定问题点。目前主要将计量相关报警信息划分为计量相关报警、经济运行相关报警、安全运行报警等。再对其相应的报警类型进行细化拆分，计量自动化系统会自动地生成一种业务处理工单，并通过通信端口传递至营销的系统中，从而提高计量设备的异常问题处置能力。三，通过对计量自动化系统的监测功能，对各种数据进行详细的分析统计，准确地对测量中的各种故障和风险点进行准确的分析。该系统的故障排除方法，使计量工作的及时性和准确性得到了很大的提升。例如，某局2010年到2013年，共发生了120起计量故障，其中由现场巡视发现的计量故障20起，占总故障数16.6%，由非巡检发现的计量故障18起，占总故障数15%，由计量自动化系统发现的计量故障90起，占总故障数约68.4%。对其他几起失效的原因进行了分析，认为PT二次环电压失压，CT二次环电流失流或不平衡，通信口失效 (老式电子表)。统计分析的结果显示，该系统能够对现场计量设备的运行状况进行一种实时的监测，从故障发生的渠道比例分析可知，采用该系统进行的监测比一般的现场巡检更加及时、高效，使其由被动向主动的工作方式进行转变。 6 安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案 6.1概述用户端消耗着整个电网80%的电能，用户端智能化用电管理对用户可靠、安全、节约用电有十分重要的意义。构建智能用电服务体系，推广用户端智能仪表、智能用电管理终端等设备用电管理解决方案，实现电网与用户的双向良性互动。用户端急需解决的研究内容主要包括：表计，智能楼宇、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等课题。安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案通过对用户端用电情况进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各分项用电的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约电能，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。 6.2应用场所（1）办公建筑（商务办公、大型公共建筑等）；（2）商业建筑（商场、金融机构建筑等）；（3）旅游建筑（宾馆饭店、娱乐场所等）；（4）科教文卫建筑（文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑等）；（5）通信建筑（邮电、通信、广播、电视、数据等）；（6）交通运输建筑（机场、车站、码头建筑等）。 6.3系统结构 6.4系统功能 1）实时监测系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分状态，以及有关故障、告警等信号。 2）电能统计报表系统以丰富的报表支撑计量体系的完整性。系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。该功能使得用电可视透明，并在用电误差偏大时可分析追溯，维护计量体系的正确性。 3）详细电参量查询在配电一次图中，当鼠标移动到每个回路附近时，鼠标指针变为手形，鼠标单击可查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，并可以查看24小时相电流趋势曲线及24小时电压趋势曲线。 4）运行报表系统具有实时电力参数和历史电力参数的存储和管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到数据库，在查询界面中能够自定义需要查询的参数、指定时间或选择查询更新的记录数据等，并通过报表方式显示出来。用户可以根据需要定制运行日报、月报，支持导出Excel格式文件，还可以根据用户要求导出PDF格式文件。 5）变压器运行监视系统对配电系统总进线、主变压器、重要负荷出线的运行状态进行在线实时监视，用曲线显示电流、变压器运行温度、有功需量、有功功率、视在功率、变压器负荷率等运行趋势，分析变压器负荷率及损耗，方便运行维护人员及时掌握运行水平和用电需求，确保供电安全可靠。 6）实时报警系统具有实时报警功能，系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件进行实时监测，并根据事件等级发出告警。系统报警时自动弹出实时报警窗口，并发出声音或语音提醒。 7）历史事件查询系统能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。 8）电能质量监测系统可以对整个配电系统范围内的电能质量进行持续性的监测，运行维护人员可以通过谐波分析棒图、报表掌握进线、变压器、重要回路的电压、电流谐波畸变率、谐波含量、电压不平衡度等，及时采取相应的措施，降低谐波损耗，减少因谐波造成的异常和事故(该功能需要选配带谐波监测功能的电力仪表，不需要可删除。 9）遥控操作系统支持对断路器、隔离开关、接地刀等进行分、合遥控操作。系统具有严格的密码保护和操作权限管理功能，对于每次遥控操作，系统自动生成操作记录，记录内容包含操作人、操作时间、操作类型等。实现该功能需要断路器本身具有电操机构及保护保测控装置具备遥控功能等硬件设备的支持。 10）用户权限管理系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。 11）通讯状态图系统支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通讯状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。从而方便运行维护人员实时掌握现场各设备的通讯状态，及时维护出现异常的设备，保证系统的稳定运行。 12）视频监控视频监控展示了当前实时画面（视频直播），选中某一个变配电站，即可查看该变配电站内视频信息。 13）用户报告用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇总一个月的运行数据，对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、报警事件等进行统计分析。 14）APP支持电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”和“缺陷记录”五大模块，支持一次图、需量、用电量、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询等。 6.5系统硬件配置清单 7 结语总之，电力计量自动控制系统被广泛地应用于电力部门的电力检测、计量管理，它的实时数据监测、分析、处理、查询等是保证电力系统能够正常、平稳发展、及时发现和处理各种事故、计量故障、偷电漏电、超负荷用电等具有重要的作用，减少人力物力投入的同时也能够促使检查工作轻松高效，这具有较大的经济效益。参考文献赵承.电能计量自动化系统在用电检查和计量管理中的应用[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2022(11):0172-0175 顾根雨.电能计量自动化系统在电力营销中的应用[J].集成电路应用,2021,38(04):134-135. 李景信.计量自动化系统在用电检查和计量管理中的应用[J].电子技术与软件工程,2021(02):126-127. 安科瑞企业微电网设计与应用手册 2023.07版
2024-08-06
发表了主题帖：【新型储能】浅淡新型电力系统下的储能技术

摘要：针新型电力系统是新型能源体系的重要载体，具备清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动五大特征。储能技术在新型电力系统构建中扮演着不可或缺的角色，是实现五大特征的重要引擎，也是保障电力持续可靠供应、保障电网安全稳定运行、促进新能源高效消纳（简称“两保一促”）的基础支柱。关键词：电力系统；储能技术；新能源 0.引言随着新型电力系统已经正式迈入“路径设计”及“方法论实施”的关键阶段。2023年7月11日，习近平总书记主持召开全面深化改革委员会二次会议，审议通过了《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》，强调要科学合理设计新型电力系统建设路径。同日《中国电力报》刊发电网有限公司辛保安董事长署名文章“新型电力系统构建方法论研究”，阐释新型电力系统构建中的关键难点。可以肯定的是，在新型电力系统建设的不同阶段，储能技术都将持续发挥重要作用，非常有必要在顶层设计的基础上，完善储能系统的理论方法，促进储能数字化智能化（简称数智化）技术创新，服务好支撑电源侧高比例可再生能源广泛接入、电网侧资源安全高效灵活配置、负荷侧多元负荷需求的战略目标。 1.开发背景当基于上述背景，《供用电》邀请我们共同策划了“新型电力系统下的储能技术”专题，组织了5篇技术论文。面向数智化发展的电化学储能电站创新应用新需求与新挑战，中国电力科学研究院有限公司李相俊等在分析我国电化学储能技术发展现状的基础上，提出了储能电池、储能变流器、储能电站的数智化应用新思路与新方法，并展望了电化学储能电站数字化智能化应用前景；针对愈加复杂的微电网黑启动问题，北京信息科技大学刘佳豪等综合考虑储能荷电状态及分布式电源出力不确定性的影响，提出了一种基于分布式电源黑启动能力在线评估的微电网动态黑启动策略，该策略可避免电源实际出力小于负荷需求而导致黑启动失败，也可减少电源实际出力过剩而导致的能源浪费；针对电池储能电站中锂离子电池的安全风险与优化运行问题，中国电力科学研究院有限公司李焓宁等兼顾电池储能单元的荷电状态、健康状态和安全状态，提出了一种电池储能电站能量管理策略，该策略保证了储能系统的安全运行，具有良好的荷电状态平衡效果，且电池储能电站能够更好地参与电力系统调度；针对改善风力发电出力特性的问题，国网福建省电力有限公司电力科学研究院陈金玉等提出了一种面向功率平抑的风-储系统鲁棒模型预测控制技术，相比于其他技术，所提鲁棒模型预测控制策略对风电波动的平抑效果更佳，且对不同水平的风电预测误差具有更强的适应性；针对电压暂降防治问题，国网湖北省电力有限公司电力科学研究院刘曼佳等提出了一种基于构网型储能变流器的电压暂降分级治理策略，该策略能够有效支撑并网点电压，保证了工业园区重要敏感负荷的稳定运行。 2.安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统解决方案 2.1概述安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统具有完善的储能监控与管理功能，涵盖了储能系统设备(PCS、BMS、电表、消防、空调等)的详细信息，实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视监控、报警管理、统计报表等功能。在高级应用上支持能量调度，具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、备用电源等控制功能。系统对电池组性能进行实时监测及历史数据分析、根据分析结果采用智能化的分配策略对电池组进行充放电控制，优化了电池性能，提高电池寿命。系统支持Windows操作系统，数据库采用SQLServer。本系统既可以用于储能一体柜，也可以用于储能集装箱，是专门用于储能设备管理的一套软件系统平台。 2.2适用场合系统可应用于城市、高速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区可再生能源系统监控和能量管理需求。 2.2.1工商业储能四大应用场景 1）工厂与商场：工厂与商场用电习惯明显，安装储能以进行削峰填谷、需量管理，能够降低用电成本，并充当后备电源应急； 2）光储充电站：光伏自发自用、供给电动车充电站能源，储能平抑大功率充电站对于电网的冲击； 3）微电网：微电网具备可并网或离网运行的灵活性，以工业园区微网、海岛微网、偏远地区微网为主，储能起到平衡发电供应与用电负荷的作用； 4）新型应用场景：工商业储能积极探索融合发展新场景，已出现在数据、5G基站、换电重卡、港口岸电等众多应用场景。 2.3系统结构 2.4系统功能 2.4.1实时监测微电网能量管理系统人机界面友好，应能够以系统一次电气图的形式直观显示各电气回路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各回路断路器、隔离开关等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。其中，各子系统回路电参量主要有：三相电流、三相电压、总有功功率、总无功功率、总功率因数、频率和正向有功电能累计值；状态参数主要有：开关状态、断路器故障脱扣告警等。系统应可以对分布式电源、储能系统进行发电管理，使管理人员实时掌握发电单元的出力信息、收益信息、储能荷电状态及发电单元与储能单元运行功率设置等。系统应可以对储能系统进行状态管理，能够根据储能系统的荷电状态进行及时告警，并支持定期的电池维护。微电网能量管理系统的监控系统界面包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电桩及总体负荷组成情况，包括收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同的需求，也可将充电，储能及光伏系统信息进行显示。图2系统主界面子界面主要包括系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电桩信息、通讯状况及一些统计列表等。 2.4.2光伏界面图3光伏系统界面本界面用来展示对光伏系统信息，主要包括逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。 2.4.3储能界面图4储能系统界面本界面主要用来展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。图5储能系统PCS参数设置界面本界面主要用来展示对PCS的参数进行设置，包括开关机、运行模式、功率设定以及电压、电流的限值。图6储能系统BMS参数设置界面本界面用来展示对BMS的参数进行设置，主要包括电芯电压、温度保护限值、电池组电压、电流、温度限值等。图7储能系统PCS电网侧数据界面本界面用来展示对PCS电网侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数等。图8储能系统PCS交流侧数据界面本界面用来展示对PCS交流侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数、温度值等。同时针对交流侧的异常信息进行告警。图9储能系统PCS直流侧数据界面本界面用来展示对PCS直流侧数据，主要包括电压、电流、功率、电量等。同时针对直流侧的异常信息进行告警。图10储能系统PCS状态界面本界面用来展示对PCS状态信息，主要包括通讯状态、运行状态、STS运行状态及STS故障告警等。图11储能电池状态界面本界面用来展示对BMS状态信息，主要包括储能电池的运行状态、系统信息、数据信息以及告警信息等，同时展示当前储能电池的SOC信息。图12储能电池簇运行数据界面本界面用来展示对电池簇信息，主要包括储能各模组的电芯电压与温度，并展示当前电芯大、小电压、温度值及所对应的位置。 2.4.4风电界面图13风电系统界面本界面用来展示对风电系统信息，主要包括逆变控制一体机直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。 2.4.5充电桩界面图14充电桩界面本界面用来展示对充电桩系统信息，主要包括充电桩用电总功率、交直流充电桩的功率、电量、电量费用，变化曲线、各个充电桩的运行数据等。 2.4.6视频监控界面图15微电网视频监控界面本界面主要展示系统所接入的视频画面，且通过不同的配置，实现预览、回放、管理与控制等。 2.4.7发电预测系统应可以通过历史发电数据、实测数据、未来天气预测数据，对分布式发电进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。根据功率预测可进行人工输入或者自动生成发电计划，便于用户对该系统新能源发电的集中管控。图16光伏预测界面 2.4.8策略配置系统应可以根据发电数据、储能系统容量、负荷需求及分时电价信息，进行系统运行模式的设置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期计划、需量控制、有序充电、动态扩容等。图17策略配置界面 2.4.9运行报表应能查询各子系统、回路或设备指定时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等。图18运行报表 2.4.10实时报警应具有实时报警功能，系统能够对各子系统中的逆变器、双向变流器的启动和关闭等遥信变位，及设备内部的保护动作或事故跳闸时应能发出告警，应能实时显示告警事件或跳闸事件，包括保护事件名称、保护动作时刻；并应能以弹窗、声音、短信和电话等形式通知相关人员。图19实时告警 2.4.11历史事件查询应能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数、电芯温度（锂离子电池）、压力（液流电池）、光照、风速、气压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。图20历史事件查询 2.4.12电能质量监测应可以对整个微电网系统的电能质量包括稳态状态和暂态状态进行持续监测，使管理人员实时掌握供电系统电能质量情况，以便及时发现和消除供电不稳定因素。 1）在供电系统主界面上应能实时显示各电能质量监测点的监测装置通信状态、各监测点的A/B/C相电压总畸变率、三相电压不平衡度百分百和正序/负序/零序电压值、三相电流不平衡度百分百和正序/负序/零序电流值； 2）谐波分析功能：系统应能实时显示A/B/C三相电压总谐波畸变率、A/B/C三相电流总谐波畸变率、奇次谐波电压总畸变率、奇次谐波电流总畸变率、偶次谐波电压总畸变率、偶次谐波电流总畸变率；应能以柱状图展示2-63次谐波电压含有率、2-63次谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电流含有率； 3）电压波动与闪变：系统应能显示A/B/C三相电压波动值、A/B/C三相电压短闪变值、A/B/C三相电压长闪变值；应能提供A/B/C三相电压波动曲线、短闪变曲线和长闪变曲线；应能显示电压偏差与频率偏差； 4）功率与电能计量：系统应能显示A/B/C三相有功功率、无功功率和视在功率；应能显示三相总有功功率、总无功功率、总视在功率和总功率因素；应能提供有功负荷曲线，包括日有功负荷曲线（折线型）和年有功负荷曲线（折线型）； 5）电压暂态监测：在电能质量暂态事件如电压暂升、电压暂降、短时中断发生时，系统应能产生告警，事件能以弹窗、闪烁、声音、短信、电话等形式通知相关人员；系统应能查看相应暂态事件发生前后的波形。 6）电能质量数据统计：系统应能显示1min统计整2h存储的统计数据，包括均值、大值、小值、95%概率值、方均根值。 7）事件记录查看功能：事件记录应包含事件名称、状态（动作或返回）、波形号、越限值、故障持续时间、事件发生的时间。图21微电网系统电能质量界面 2.4.13遥控功能应可以对整个微电网系统范围内的设备进行远程遥控操作。系统维护人员可以通过管理系统的主界面完成遥控操作，并遵循遥控预置、遥控返校、遥控执行的操作顺序，可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。图22遥控功能 2.4.14曲线查询应可在曲线查询界面，可以直接查看各电参量曲线，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、SOC、SOH、充放电量变化等曲线。图23曲线查询 2.4.15统计报表具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。对微电网与外部系统间电能量交换进行统计分析；对系统运行的节能、收益等分析；具备对微电网供电可靠性分析，包括年停电时间、年停电次数等分析；具备对并网型微电网的并网点进行电能质量分析。图24统计报表 2.4.16网络拓扑图系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。图25微电网系统拓扑界面本界面主要展示微电网系统拓扑，包括系统的组成内容、电网连接方式、断路器、表计等信息。 2.4.17通信管理可以对整个微电网系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。系统维护人员可以通过管理系统的主程序右键打开通信管理程序，然后选择通信控制启动所有端口或某个端口，快速查看某设备的通信和数据情况。通信应支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。图26通信管理 2.4.18用户权限管理应具备设置用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控操作，运行参数修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。图27用户权限 2.4.19故障录波应可以在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各相关电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。其中故障录波共可记录16条，每条录波可触发6段录波，每次录波可记录故障前8个周波、故障后4个周波波形，总录波时间共计46s。每个采样点录波至少包含12个模拟量、10个开关量波形。图28故障录波 2.4.20事故追忆可以自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时扫描数据，包括开关位置、保护动作状态、遥测量等，形成事故分析的数据基础。用户可自定义事故追忆的启动事件，当每个事件发生时，存储事故前10个扫描周期及事故后10个扫描周期的有关点数据。启动事件和监视的数据点可由用户指定和随意修改。图29事故追忆 4.结语综上所述，本专题重点围绕储能数字化智能化应用、建模仿真、运行控制、黑启动等议题，拟通过理论研究、方法推广、产业协同等方式，把握储能系统功能定位和发展趋势，为储能参与支撑新型电力系统“两保一促”等提供一定应用思路。展望未来，为促进储能技术的健康、有序发展，不仅可以通过深刻把握新型电力系统的构建逻辑，开展储能发展的方法论研究；还应通过推动储能的技术创新，深化新型电力系统落地与实践。建议持续关注新型电力系统中的储能规划评估、集成运行及新型装备技术发展，并在多能互补系统、超大规模储能电站、多类型储能联合应用、源网荷储协同优化等领域取得新的突破。参考文献 [1]李相俊.浅淡新型电力系统下的储能技术[J]. [2]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.
2024-08-05
发表了主题帖：【充电桩新能源】浅谈充电桩现场的安装实施

摘要：在化石能源日益紧缩的今天，新能源车辆逐渐走进了千家万户，与传统化石能源车辆相比，以电驱动的新能源车辆能源利用率高，缩短了能源传递过程，实现了能源有效利用。根据能量守恒定律可知，任何能量既不会凭空产生也不会随意消失，只是从一种形式转变为另一种形式，新能源车辆的能量来源为电能，作为新能源车辆的充电装置，充电安装前需充分考虑充电桩的安装位置以及与电网的挂靠情况，本文首先分析现存充电桩的安装问题，从充电桩准备工作、电线铺设情况以及接通测试过程进行系统性论述，为充电桩安装人员提供必要的理论借鉴，推动安装流程科学可靠。关键词：充电桩；公共安装；流程设计 0引言随着我国工业水平的不断进步，我国汽车工业发展动力强劲，在新能源汽车领域，我国与西方发达实现了跟跑到并跑阶段，越来越多的国人可以在国内购买到拥有产权的国产车辆，新能源车辆拥有使出行成本降低、可实现绿色出行的特性，已经受到社会的推崇，推出了扶持新能源车辆发展的利好性政策，鼓励新能源的推广和普及。但作为新能源普及中的一大障碍，充电桩数量以及安装可靠性，往往是阻挡群众购买充电桩重点考虑的问题，本文将分析介绍充电桩安装存在问题，对充电桩安装工艺进行分析，为扫除新能源车辆普及的障碍做贡献。 1充电桩安装遇到问题 1.1充电桩充电效率低新能源车辆的许用电压与家用电器与众不同，如果直接并入到家庭电路中就会造成电压的不适配情况出现，电池电压与充电器电压长期得不到适配就会导致新能源车辆电池虚标，电池老化加速。与化石能源车辆相比新能源车辆的动力补给周期较长，低效率充电功能往往不能有效满足长距离出行需求，而充电效率低下正是延长了乘客与司机的等待时间，造成厌烦出行心理。没有经过系统培训的充电桩安装人员遗漏对变压器以及稳压器安装，电压和电流不能根据需求合理放大，不但会延长充电时间，也会导致电池发热。 1.2缺少密封性构件安装在城市空间相对紧缩的今天，地下分层停车空间是解决城市空间紧张的方法，拥有地下车位的新能源车主会选在车位后方进行充电桩安装，充电桩是固定设施，而车辆是移动工具，长期固定在地面或墙面的充电桩会在地下较为潮湿的空间出现腐蚀与锈蚀情况，不但影响了使用美观，同时内部线路锈蚀也会导致整个电路出现短路，久而久之会引起充电功能失效，造成使用不便。密封构件多数是制造充电桩厂家附赠的微小零件，安装人员应根据地区气候进行增加密封构件数量，确保桩体内部干燥。 1.3充电桩不能实现智能充电和提醒功能安装过程缺少必要测试过程就不能实现充电桩智能充电与提醒功能，在万物互联的时代，充电桩应实时检测汽车电量，调整自身充电速率，在车辆电量低于百分之八十期间实现全功率充电，而电量突破百分之八十后，实现慢速充电及涓流充电，保护电池电芯的同时也避免电池自身放电情况出现。在日常使用中，多数车主都会选择在逛商场或日常应酬期间选择对车辆充电，如果充电桩不能实时提醒充电进程，车主往往会提前回到车内，电池不能完整经历充放电周期,就会导致新能源车辆的综合续航能力下降。工作人员缺少网络调试经验，以及对安装规程不够了解都是导致的充电桩不能实现智能充电的主要原因。 2充电桩安装关键工艺分析 2.1安装前进行必要准备工作充电桩安装需土木建筑与电气工程专业技术人员共同完成，在充电桩安装前应考虑车辆充电口位置，以及充电桩的充电线的长度，确保在连接充电时，电线呈自然弯曲下垂状态，避免对线路出现紧致拉伸情况。土木技术人员应清洁安装位置，确保安装位置水平，杜绝充电桩不接地情况出现，项目负责人员将充电桩厂家附带的说明书应进行多份印刷，确保所有技术人员都能了解科学安装要求，对充电桩的使用环境大体了解，同时知晓充电桩的各种功能，保证后期的科学检测。 2.2线路铺设工作充电桩在安装时的线路铺设工作是工程量较大的工作，在线路对接之前要保证充电桩与商业用电电网相连接，在分电处进行稳压器安装，避免交变电流在发生原理性震荡时，对汽车电池损坏，在墙面开槽与地面开槽时应避开承重墙，所有内隐线路布设时，需选用塑料套管对电线进行装套，确保电线与塑料管之间不留虚位，起到对电线的保护作用。在需要穿墙时，应利用扭力测试仪对电线拉扯力进行测量，避免过大的拉力造成线路的扯断。无论在任何区域和位置都避免线路缠绕与重叠，避免大电流流过时产生的电磁效应彼此干扰。 2.3设备安装工作充电桩由于自重较重，纵向高度高，需在安装前进行安装地基构件，确保充电桩坚固性以及防撞击特性，在钢筋埋设完毕后，选用混凝土二次浇筑的形式进行二次封装，确保充电桩与地面连接处的封闭性，避免鼠虫通过连接处进入到充电桩内部，造成短路情况。适时加高地基以保证充电桩的防水特性，在地基内部应预留地线位置，确保充电桩时刻接地，以防止漏电情况发生。在安装时应在充电桩可活动区域，或不同构件连接处选用绝缘的橡胶垫圈作为填充，增加了充电桩的防腐特性，避免充电桩充电时的热量损失。在部分地区安装时，应进行防盗网的设计与安装，避免充电桩遭到破坏或偷窃。只有完成充电桩主体的安装才能与线路进行对接，确保充电桩安全使用。 2.4整体调试与测试整体测试是充电桩整个安装的一点，同时也是*有技术含量的工作，在安装与测试的任何阶段，都应进行断电安装与断电测试以保证测试人员的安全。测试分为线路测试，充电状态可靠性测试以及智能功能测试，测试线路布设是否科学安全，确保所有线路不会受到拉扯，测试桩体是否接地，在整个测试完毕后，对智能充电功能进行调试与测试，通过树莓派多程序接口将电脑与充电芯片进行连接，检查芯片内部程序的错误性，检查所有算法语句的编写情况，确保在正常工作中不会出现语句干涉情况，造成维修问题情况。在对无线遥感传输测试时，核实物联网网络协议与充电桩入网许可，进行无线网络的适配，适配完毕后需测试回频稳定性以及数据及时回传功能，杜绝延迟传送情况出现，为使用者提供更加准确可靠的充电情况。 2.5物业与专业检测机构评定检测与评定是*后一道工序，也是实现与客户交接的关键。安装完毕后的充电桩应经过专业检测机构与物业公司的综合性评定，确保占地面积在规定范围内，专业测试机构会测定充电桩的并入对电网的承载压力，以及充电桩满足的使用安全等级，避免用户在使用中出现危险。对充电桩的防火设置以及漏电切断设施的检查往往是重要检查的部分，自动化切断过程是杜绝漏电发生的关键设备。检测人员在检测完毕后应将个人姓名与联系电话用钢印的形式印刻在充电桩表面，实现检测结果的终身负责制。只有在专业检测机构开具检测合格证明后，物业人员才能批准使用，允许线路供电。这时，所有的安装工序已经完成，施工方可以将安装好的充电桩移交给客户，客户可进行安装尾款的补交。 3安科瑞充电桩收费运营云平台 3.1概述 AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不间断地数据采集和监控，实时监控充电桩运行状态，进行充电服务、支付管理，交易结算，资要管理、电能管理，明细查询等。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压，欠压，绝缘低各类故障进行预警；充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝，云闪付扫码充电。 3.2应用场所适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。 3.3系统结构 3.3.1系统分为四层： 1）即数据采集层、网络传输层、数据层和客户端层。 2）数据采集层：包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。 3）网络传输层：通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。 4）数据层：包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。 5）应客户端层：系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能，同时为运维人员提供运维APP，充电用户提供充电小程序。 3.4安科瑞充电桩云平台系统功能 3.4.1智能化大屏智能化大屏展示站点分布情况，对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示，同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩，查看设备使用率，合理分配资源。 3.4.2实时监控实时监视充电设施运行状况，主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压/电流，充电桩告警信息等。 3.4.3交易管理平台管理人员可管理充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作，可查看小区用户每日的充电交易详细信息。 3.4.4故障管理设备自动上报故障信息，平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理，同时运维人员可通过运维APP收取故障推送，运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。 3.4.5统计分析通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度，查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。 3.4.6基础数据管理在系统平台建立运营商户，运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施，维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动，同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。 3.4.7运维APP 面向运维人员使用，可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行远程参数设置，同时可接收故障推送 3.4.8充电小程序面向充电用户使用，可查看附近空闲设备，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。 4结语新能源车辆是汽车发展的趋势也是缓解化石能源日益紧缩的绝好方法，但在新能源汽车普及进程中会遇到很多障碍，充电桩数量与使用稳定问题是新能源走进更多的家庭中的重要障碍，社会应加快组建专业的充电桩检测机构，确保检测科学有效具有权威性，施工队也应提高施工责任感，提高土木专业与电子信息专业技术人员配合意识，为推动充电桩事业蓬勃发展作出更大贡献。参考文献 [1]曹新颖,付涵,霍宣敏,杨泽垠,王茜,闫泽民.探究电动汽车充电桩现场检测的方法[J].时代汽车,2021(22):123-124. [2]陶沙沙.电动汽车智能充电路径规划研究[J].黑龙江交通科技,2021,44(10):173-174. [3]张良军.充电桩现场安装施工流程设计[J].时代汽车,2021(09):126-127. [4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版. [5]徐强.充电桩现场安装施工流程设计
2024-07-31
发表了主题帖：【解决方案】居民小区电动汽车如何有序充电

摘要：针对电动汽车在居民小区无序充电对电网系统产生严重隐患及充电间时过长问题，提出一种采用延迟充电的电动汽车有序充电控制策略，并在分析国内外电动汽车有序充电的研究现状后，设计了居民小区电动汽车有序充电策略的总体框架。该策略采用延迟充电对电动汽车进行有序充电控制，通过计算电动汽车的充电优先级来确定用户开始充电的时间以保证离开时电动汽车的荷电状态，很大程度达到用户期望荷电状态。通过算例仿真分析，证明提出的延迟充电策略可在满足用户对电动汽车充电量期望的同时达到削峰填谷的作用。关键词：电动汽车；有序充电；延迟充电；削峰填谷；储能 1 引言随着世界经济的快速发展和人类对能源需求的不断增长，不可再生能源被大量消耗，产生大量的环境污染。机动车辆已经成为生产生活中的一部分，使用燃油车无疑会增加CO2的排放。虽然新能源发电被越来越多地引入电网，如光伏发电，风力发电等，但由于二者的功率输出是随机波动的，会对电力系统造成影响，产生电能质量问题。因此，减少燃油车的使用，从燃油动力汽车转向电动汽车是解决汽车造成的环境污染的有效手段。当前电网系统的有基金项目：北京市教委科研计划项目序充电对智能电网的发展起着越来越大的作用。随着EV的大规模使用，有序充电对电网及分布式能源的重要性日益增强，需要解决EV充电问题。目前针对EV充电的研究内容主要涉及充电负荷预测、V2G、EV参与辅助服务、配电网规划、充电站规划等，也有一些学者对EV充电分层分区调度策略进行了研究。居民小区具有用车规律性强、可控性强、方便调研等优势，因此将居民小区作为研究对象，针对EV在居民小区充电过程中随机停放且无序充电对电网系统产生的严重隐患及充电间时过长的问题，提出一种采用延迟充电的EV有序充电控制策略。 1.1EV有序充电策略 1.1.1EV有序充电控制架构 EV充电将成为居民区电力需求的重要组成部分，需要从配电网规划原则和负荷分布的影响等方面展开研究。结合概率收费模型和电力消费数据，在标准中定义的不同充电功率下，随机模拟不受控制、限制和价格优化的EV充电产生的影响。将大量EV推迟至用电谷时段进行充电以减小EV充电对小区变压器的冲击，并且考虑到分时电价可减少用户充电费用，提高经济性，保证EV与电网的协调互动发展。EV有序充电控制架构如图1所示。 1.2延迟充电的充电变量定义 EV返回后驻车时长的计算方法为TS = tout - tback ，（1）式中：TS为用户驻车时长，h；tout为用户外出时刻；tbac 为用户返回时刻。EV 结束充电时刻tover的表达式为tover = tstart+ Tcha ，（2）式中：tstart 为充电开始时刻；Tcha 为充电时长，h。设t时刻共有m辆EV进行充电，则EV充电总功率 Pt，EV和功率Pa.t的表达式为Pt，EV = EV，（3）式中：PEV 为EV荷电功率。Pa.t = Pmax - Pload - Pt，EV，（4）式中：Pmax为功率限值，kW；Pload为除EV充电之外的日常负荷，kW。EVi进行有序充电的优先级计算方法为，（5）式中：γ为EV充电优先级。在设计EV的充电优先级时，设置当γ= 1时的优先级高，EV优先进行充电；当γ=0时的优先级低，EV最后进行充电。为了让EV在车主离开小区时处于满电状态，需要设置车主的优先级γ= 1，确保EV电池状态达到满电状态。 1.3有序充电策略具体执行方式 EV有序充电设计重要的部分是对延迟充电条件的设置，通过对满足条件的EV延迟充电且不影响用户的期望充电量为基础，完成对居民小区EV有序充电的控制。当用户把EVi连接到充电桩时,可通过充电桩的人机交互界面对EV的期望荷电状态、用户预计离开时刻进行设定。充电桩通过充电控制系统获得EVi的电池信息，并将EV的充电负荷信息上传至有序充电控制器，有序充电控制器获得各个EV的充电负荷信息后对EV的充电进行控制，其实施流程如图2所示，具体如下。（1）在t时刻将已经充电完成的EV从计算充电序列中剔除。（2）检测有无EV接入，若有则判断是否符合延迟充电条件，若无EV接入则转入步骤（4）。（3）延迟充电条件：EV离开时刻在谷时段开始之后，且用户返回时刻到迟充电完成时刻的时长大于EV充电所需时间。若上述延迟充电条件均满足则EV进入有序充电控制器的充电等待序列中，否则立即对EV充电以保证充电结束时的电池电量很大程度接近用户期待荷电。（4）有序充电控制中台采集t时刻该小区实时负荷信息，寻找充电等待序列优先级高的EV。（5）若EV充电优先级γ= 1，则有序充电控制器对充电桩下达命令使其对EV进行充电，若充电先级γ≠1，则采用当日制定的功率限制值计算t时刻功率裕度判断功率裕度是否大于EV充电功率。（6）若功率裕度大于EV充电功率则对EV进行充电，记录开始时间，计算结束时间。并更新功率裕度，继续寻找本时刻高优先级的EV，判断是否可以进行充电，直到充电优先级γ≠1且功率裕度小于EV充电功率（判定先级γ= 1的逻辑为：当EV在t时刻到完成充电时刻等于充电所需时长时开始充电、当停留时长等于充电时长时开始充电。其他充电优先级γ≠1的车辆均根据功率裕度判断是否进行充电）。（7）判断t时刻是否晚于谷时段开始时刻，是则结束循环，控制结束，否则重新执行步骤（1）。为更加直观地展现上述过程，通过问卷收集了15条居民小区EV充电数据，见表1。假设该小区的峰谷时段为21：00 至次日 08：00。在不考虑功率限制、仅满足优先级但不具体根据优先级进行有序充电的情况下，对上述控制逻辑进行简单的模拟，结果如图 3 所示，并与即充即走的无序充电模式进行对比。图3中蓝色为 EV充电时间，红色为 EV 可以进行充电的时间。由图3可见：C，G， H，I，J，K，L号 EV 均可在峰谷时进行充电。但由于没有有序充电策略的帮助，导致原本可以延迟充电的EV在到达小区时就立即开始充电，导致用电高峰时有大量EV接入电网进行充电，给小区的变压器带来很大的负担，甚至会产生安全隐患。如果采用有序充电策略，如图 4 所示，21：00 前用电高峰阶段进行充电的 EV 数量明显减少，从9 辆减少为5 辆。同时，21：00 后用电峰谷时段的充电EV由3 辆增加至7辆，显著降低用电高峰期变压器负荷，同时利用夜晚用电谷时段进行充电，达到了削峰填谷的目的。 2 EV有序充电算例分析对提出的EV有序充电策略进行试验算例分析，并利用仿真结果证明有序充电策略的有效性。 2.1参数设置为进行仿真分析，通过问卷调查获取小区EV回到社区的时间如图5所示。所采访小区的用电负荷高峰出现在20：00，功率峰值约900kW，其次为12：00，功率峰值约600kW。EV返回后电池平均剩余容量为50%。通过问卷获取EV离开社区的时间和EV充满电所用时间分别如图6及图7所示。对用户充电行为进行如下假设。（1）用户出行数据取自图5—7，共计44辆 EV，充电桩的配比为1∶1，可随时接入充电桩，等待有序充电控制器的控制。（2）所用充电桩为慢速交流充电装置，充电功率为7kW，谷时段为22：00—次日08：00。（3）EV 每天返回后均进行充电，用户期望驾车离开时EV电池电量为100%。（4）变压器的负荷红线为1100kW。 2.2仿真结果利用提出的EV有序充电策略对案例进行仿真分析，可得出有序充电和无序充电波动曲线如图8所示。从有序充电和无序充电曲线的波动可以看出，不采用有序充电策略，EV充电处于大规模无序状态，且EV的充电高峰期出现在一天中的用电高峰期到凌晨。此时电网系统的用电量即为负荷的达高峰，电网系统的负荷压力也大。而在有序充电模式下，通过合理地安排EV充电顺序，可有效缩短EV充电时间，并将原本在用电高峰期充电的EV安排到其他时间段充电，提高电网的安全运行，降低电网系统的负荷压力。 3 安科瑞充电桩收费运营云平台 3.1概述 AcrelCloud-9000安科瑞充电桩收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的汽车充电站、电动自行车充电站以及各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，实时监控充电桩运行状态，进行充电服务、支付管理，交易结算，资源管理、电能管理、明细查询等，同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压、欠压、绝缘低各类故障进行预警；充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝、云闪付扫码充电。 3.2应用场合适用于住宅小区等物业环境、各类企事业单位、医院、景区、学校、园区等公建、公共停车场、公路充电站、公交枢纽、购物中心、商业综合体、商业广场、地下停车场、高速服务区、公寓写字楼等场合。 3.3系统结构现场设备层：连接于网络中的各类传感器，包括多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电能质量分析仪表、电气火灾探测器、限流式保护器、烟雾传感器、测温装置、智能插座、摄像头等。网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器，智能网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。平台管理层：包含应用服务器和数据服务器，完成对现场所有智能设备的数据交换，可在PC端或移动端实现实时监测充电站配电系统运行状态、充电桩的工作状态、充电过程及人员行为，并完成微信、支付宝在线支付等应用。 3.4平台功能描述 3.4.1充电服务充电设施搜索，充电设施查看，地图寻址，在线自助支付充电，充电结算，导航等。 3.4.2首页总览总览当日、当月开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，累计的开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，以及相应的环比增长和同比增长以及桩、站分布地图导航、本月充电统计。 3.4.3交易结算充电价格策略管理，预收费管理，账单管理，营收和财务相关报表。 3.4.4故障管理故障管理故障记录查询、故障处理、故障确认、故障分析等管理项，为用户管理故障和查询提供方便。 3.4.5统计分析统计分析支持运营趋势分析、收益统计，方便用户以曲线、能耗分析等分析工具，浏览桩的充电运营态势

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