淺析文化館屋頂分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運維管理

安科瑞 陳聰

摘要：2021年9月，有關(guān)部門印發(fā)《完善能源消費強度和總量雙控制度方案》，提出鼓勵可再生能源的使用，支持可再生能源發(fā)展。在這樣的政策推動下，光伏發(fā)電市場無疑將迎來高質(zhì)量發(fā)展的新機遇。現(xiàn)結(jié)合山東博物館光伏電站日常管理的工作經(jīng)驗以及其他項目的調(diào)研情況，剖析電站運維過程中的幾點突出問題并給予解決建議，希望能提升電站運營質(zhì)量，推動我國太陽能發(fā)電事業(yè)健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：文化公益場館；分布式光伏；并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；運維管理

0引言

2021年9月，發(fā)改委印發(fā)了《完善能源消費強度和總量雙控制度方案》，提出到2035年，能源資源優(yōu)化配置、*面節(jié)約制度將更加成熟和定型?！渡綎|省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》明確提出，“十四五”期間，山東省將實施可再生能源倍增行動，推進工業(yè)廠房、商業(yè)樓宇、公共建筑、居民住宅等屋頂光伏建設(shè)，優(yōu)先發(fā)展“自發(fā)自用”分布式光伏。在這樣的政策推動下，光伏發(fā)電市場將迎來高質(zhì)量發(fā)展的新機遇。

山東博物館太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)位于博物館頂層，有效實施區(qū)域面積約7000m2，光伏矩陣采用標準功率為180Wp的多晶硅光伏組件，共計39組2500塊，總裝機容量429kWp。項目于2010年7月建成投入使用，截至目前已持續(xù)運行11年。結(jié)合電站日常管理的工作經(jīng)驗以及其他項目的調(diào)研情況，本文將探討光伏電站日常運維過程中需要注意的幾點問題，為完善文化公益場館光伏發(fā)電運營體系助力。

1并網(wǎng)光伏電站運維過程中的突出問題

1.1設(shè)計缺乏統(tǒng)籌性、前瞻性

在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)有水平的基礎(chǔ)上，設(shè)計時應(yīng)綜合考慮方案實施的實際條件，如硬件設(shè)施、工作環(huán)境等，以發(fā)展的眼光規(guī)劃電站建設(shè)，既方便日常維護管理，又具備接駁未來技術(shù)的能力。在山東博物館逆變器工作的11年內(nèi)，除日常維護外，機房內(nèi)的設(shè)備工作正常，室外則已大修兩次。事實證明，逆變器根據(jù)太陽能電池板的單元劃分散布在場區(qū)內(nèi)，位置設(shè)計不合理將給人員日常巡檢帶來不便；室外環(huán)境惡劣，風沙、灰塵、水汽等容易進入逆變器，如不采取有效防護措施，容易引發(fā)內(nèi)部電路故障；設(shè)備選型更換不匹配、不兼容，會影響系統(tǒng)發(fā)電效率，給電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定運行帶來隱患。

1.2生產(chǎn)和技術(shù)服務(wù)水平參差不齊

現(xiàn)階段，我國太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)步入商業(yè)化應(yīng)用階段。光伏產(chǎn)品生產(chǎn)方面，市場供應(yīng)商良莠不齊，產(chǎn)品質(zhì)量波動大；技術(shù)服務(wù)方面，運維單位綜合實力薄弱，人員的專業(yè)技能水平參差不齊，*終導致光伏電站在運維管理中暴露出各種各樣的問題。光伏電站建設(shè)初期，方案設(shè)計疏忽、設(shè)備質(zhì)量缺陷、施工質(zhì)量差等問題給電站的后期運維帶來嚴峻挑戰(zhàn)；日常管理中，電站工程師對于光伏產(chǎn)業(yè)了解不細致，職業(yè)素養(yǎng)低下，實操經(jīng)驗匱乏，電站時常因操作不當而引發(fā)技術(shù)故障，或者因監(jiān)測不到位而無法準確判斷并消除故障，影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常運行。

1.3業(yè)主和維保單位權(quán)責劃分不清、管理混亂

良好的運維管理制度是保證電站穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，扎實有效地執(zhí)行制度則是電站正常運行的可靠保障。光伏電站運維管理制度，主要是明確電站在運行維保方面的管理細節(jié)，明確業(yè)主和維保單位在電站管理中的工作職責和處理權(quán)限。但是，當前光伏電站運行管理中確實存在權(quán)責不清、管理混亂的現(xiàn)象：單位部門間的管理界面模糊不清甚至留有管理空白，制度權(quán)責不完善、不明晰，導致業(yè)主和維保雙方產(chǎn)生消*怠工的態(tài)度，在電站運行、數(shù)據(jù)管理和維護保養(yǎng)等方面相互扯皮；有的電站雖然制定了較為完善的運維管理制度，但在人員落實方面存在缺位錯位，懶散現(xiàn)象時有發(fā)生。

1.4資產(chǎn)激勵策略不健全

長期以來，國有資產(chǎn)的管理研究習慣側(cè)重于資產(chǎn)顯性的投資收益，而隱性的、內(nèi)在的資產(chǎn)收益研究一直未引起足夠的重視。可再生能源開發(fā)利用作為科室的主管經(jīng)費項目，在單位主體申報財政預(yù)算時，往往被納入整體運行經(jīng)費中，沒有體現(xiàn)其突出的重要性，導致資產(chǎn)管理經(jīng)常出現(xiàn)諸如績效考核目標不清晰、重使用輕管理、經(jīng)費被擠占、產(chǎn)出效益不高等現(xiàn)象。針對以營利為目的的光伏電站，人們從投資者的角度完成了其運作模式、管理機制、政策支持等投資策略的全過程研究，而“自產(chǎn)自用”模式下潛在的能源節(jié)約，也應(yīng)當及時撥付運維資金，積*探索可持續(xù)發(fā)展的資產(chǎn)激勵策略。

2并網(wǎng)光伏電站運維管理建議

2.1優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計方案

文化場館設(shè)施平層面積大，屋面無遮擋，平面鋪開優(yōu)勢明顯，適合采用屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。新建場館建筑與光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，建筑外型協(xié)調(diào)美觀、供用電系統(tǒng)安全可靠；在既有建筑物上實施光伏建筑附加（BAPV）工程時也要綜合考慮結(jié)構(gòu)改造和電氣安全性。

根據(jù)光伏電站的實際工況，太陽能機房宜設(shè)置在建筑屋頂或頂層，控制設(shè)備集中管理，優(yōu)化線路敷設(shè)方案，降低線路能耗，減少故障點。

逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其內(nèi)部有電容、顯示屏等電子元件，不耐高溫，宜集中安裝于屋面或頂層的機房內(nèi)，遮陰避雨、防塵防濕、通風散熱良好；安裝位置兼顧網(wǎng)點、組件兩者的距離，靠近網(wǎng)點則節(jié)約投資成本，靠近組件則電纜損耗低、施工方便。電池方陣的支架基座多采用現(xiàn)澆混凝土方式建設(shè)，澆筑過程中，建議添加適量的防水混合劑到混凝土內(nèi)，與屋面防水系統(tǒng)共同設(shè)計、集中施工，杜絕出現(xiàn)屋面雨水滲漏問題。

2.2選擇質(zhì)優(yōu)價廉的光伏產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)

經(jīng)過十多年的發(fā)展，我國光伏制造業(yè)已實現(xiàn)本土化生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平和體系建設(shè)達到了高水平，多晶硅材料、電池板組件、逆變器等生產(chǎn)成本下降明顯。巨大的市場發(fā)展前景也引發(fā)了行業(yè)思考：如何甄別眾多光伏產(chǎn)品的良莠，保證電站運營的壽命與品質(zhì)。

光伏電站的全壽命周期長達二十余年，關(guān)鍵設(shè)備的品牌選擇和*質(zhì)的技術(shù)服務(wù)是決定電站收益的關(guān)鍵因素。由于技術(shù)的排他性，買方單位應(yīng)慎重選擇品牌，以明確的標準對龐大的光伏市場進行篩選，綜合考察品牌影響力、科研實力和企業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ?，選擇合作意向目標。以市場導向為主線，兼顧成本控制和性能提升，優(yōu)先選擇擁有強大技術(shù)支撐和研發(fā)投入，在產(chǎn)品質(zhì)量上不斷提高的品牌企業(yè)作為長期戰(zhàn)略合作伙伴。

影響分布式光伏電站發(fā)電量的關(guān)鍵因素是系統(tǒng)效率，系統(tǒng)組件的選擇或更換要遵循規(guī)范要求，以逆變器為單元劃分子系統(tǒng)，接入系統(tǒng)的組件電性能參數(shù)要盡可能一致。對于太陽能電池板之類的核心產(chǎn)品要注重光電轉(zhuǎn)換效率，而對于質(zhì)量技術(shù)相對成熟的逆變器、變壓器、匯流箱、線纜等設(shè)備，在滿足設(shè)計參數(shù)的范圍內(nèi)優(yōu)先選擇性價比高的產(chǎn)品。

2.3制定詳實可行的管理方案并執(zhí)行

文化單位要定期組織學習新能源相關(guān)政策，緊跟光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐，制定符合自身場館特點的運行、維護和檢修等中長期規(guī)劃，做好電站營運管理工作。

制定詳實可行的管理方案，根本任務(wù)是保持國有資產(chǎn)的安全完整，不僅要重視約束維保單位，確保運維質(zhì)量，更要明確產(chǎn)權(quán)單位自身的責任和義務(wù)，強化職員監(jiān)督管理的積極性和責任心。對于電站的整體管理與維護，近十年相繼出臺了多項標準規(guī)范，細化巡檢周期、維護規(guī)則，規(guī)范電站信息化管理。

光伏電站的正常運行，定期維護工作必不能少。維保單位要分析電站服役工況，檢查設(shè)備是否帶病運轉(zhuǎn)，準確查找故障原因，判定故障點位。要留意匯流箱、配電柜等箱體內(nèi)是否有積塵雜物、觸點松動等，檢查線纜老化問題，掌握電池板熱斑現(xiàn)象及逆變器元器件工作情況。在進行維護與管理的同時，注意記錄電站的實時運行數(shù)據(jù)，如天氣條件、發(fā)電時間、發(fā)電量、負荷情況、設(shè)備不良故障等[2]。詳實可靠的運維記錄是判定系統(tǒng)工作是否正常的基本依據(jù)，有助于系統(tǒng)故障預(yù)判，從而及時制訂處理預(yù)案。

2.4完善資產(chǎn)激勵和效能評價體系

目前，我國對公共建筑能效提升的激勵手段主要為財政補貼[3]。“十四五”期間，光伏發(fā)電將*面實現(xiàn)無補貼平價上網(wǎng)，相應(yīng)的財政補貼政策陸續(xù)停止，公共建筑節(jié)能降耗將面臨著激勵不足等問題[3]。如何讓光伏發(fā)電保增值，確定科學的資產(chǎn)激勵方案迫在眉睫。

資產(chǎn)激勵，大部分產(chǎn)權(quán)單位側(cè)重于設(shè)備的維護責任，強調(diào)安全可靠，而諸如光伏發(fā)電等利用可再生能源進行節(jié)能降耗的資產(chǎn)具有隱性產(chǎn)出的特點，設(shè)備收益容易被忽視。

資產(chǎn)激勵的對象主要是產(chǎn)權(quán)單位。一方面，應(yīng)注重資產(chǎn)的保*性，防止資產(chǎn)流失。公益類事業(yè)單位的經(jīng)費主要來源于公共財政，決策經(jīng)費的分配比例時，應(yīng)留意開發(fā)利用可再生能源項目的資金申請，將節(jié)能降耗項目的經(jīng)費單獨列支，優(yōu)先予以保證，充足的運維資金是項目*值運行的前提條件。另一方面，要維持資產(chǎn)的增值性，確保持久穩(wěn)定的經(jīng)濟效益。對于有條件、有能力開展碳中和的文化公益場館，將節(jié)能降耗作為主評項或者加分項納入單位的年度績效考核計劃中，制定科學的績效激勵標準，量化測評指標，用好獎懲項，提升資產(chǎn)激勵的導向性，促進可再生能源在公共建筑中的應(yīng)用廣度和深度。

  文化場館具有建筑體量大、能耗強度高的特點，采用光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)“自產(chǎn)自用”，減輕負荷用電的部分壓力。在健全的政策激勵下，產(chǎn)權(quán)單位能夠從光伏發(fā)電系統(tǒng)的運維實況中獲取準確的反饋信息，查找客觀事實與設(shè)計初衷的差距，得出正反兩面的經(jīng)驗教訓，形成項目效能評估報告，凸顯設(shè)備隱性的經(jīng)濟效益。效能評價對運維方案的完整性和系統(tǒng)性具有重要的意義，有益于業(yè)主全*位剖析管理方案，調(diào)動和提高人員的工作積極性和職責意識，不斷改進設(shè)計理念和節(jié)能技術(shù)；有效推動運維企業(yè)提高服務(wù)質(zhì)量，規(guī)范員工的工作行為，避免出現(xiàn)權(quán)責不清、管理混亂的局面，將光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟社會效益發(fā)揮到*佳。

3Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

3.1平臺概述

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

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

3.2平臺適用場合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

3.3系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細拓撲結(jié)構(gòu)如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

4充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

4.1實時監(jiān)測

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好，應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測光伏、風電、儲能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號。其中，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理，使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設(shè)置等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警，并支持定期的電池維護。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風電、儲能、充電站及總體負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求，也可將充電，儲能及光伏系統(tǒng)信息進行顯示。

圖1系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。

4.1.1光伏界面

圖2光伏系統(tǒng)界面

本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

4.1.2儲能界面

圖3儲能系統(tǒng)界面

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

圖4儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進行設(shè)置，包括開關(guān)機、運行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。

圖5儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

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

圖6儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。

圖7儲能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、溫度值等。同時針對交流側(cè)的異常信息進行告警。

圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側(cè)的異常信息進行告警。

圖9儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

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

圖10儲能電池狀態(tài)界面

本界面用來展示對BMS狀態(tài)信息，主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時展示當前儲能電池的SOC信息。

圖11儲能電池簇運行數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對電池簇信息，主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。

4.1.3風電界面

圖12風電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對風電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、風速/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

4.1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來展示對充電站系統(tǒng)信息，主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費用，變化曲線、各個充電站的運行數(shù)據(jù)等。

4.1.5視頻監(jiān)控界面

圖14微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面

本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面，且通過不同的配置，實現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

4.1.6發(fā)電預(yù)測

系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預(yù)測數(shù)據(jù)，對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測可進行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃，便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖15光伏預(yù)測界面

4.1.7策略配置

系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息，進行系統(tǒng)運行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、防逆流、有序充電、動態(tài)擴容等。

具體策略根據(jù)項目實際情況（如儲能柜數(shù)量、負載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進行接口適配和策略調(diào)整，同時支持定制化需求。

圖16策略配置界面

4.1.8運行報表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能、尖峰平谷時段電量等。

圖17運行報表

4.1.9實時報警

應(yīng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關(guān)閉等遙信變位，及設(shè)備內(nèi)部的保護動作或事故跳閘時應(yīng)能發(fā)出告警，應(yīng)能實時顯示告警事件或跳閘事件，包括保護事件名稱、保護動作時刻；并應(yīng)能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關(guān)人員。

圖18實時告警

4.1.10歷史事件查詢

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

圖19歷史事件查詢

4.1.11電能質(zhì)量監(jiān)測

應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)測，使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。

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

2）諧波分析功能：系統(tǒng)應(yīng)能實時顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率；應(yīng)能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電流含有率；

3）電壓波動與閃變：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長閃變值；應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動曲線、短閃變曲線和長閃變曲線；應(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差；

4）功率與電能計量：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率；應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無功功率、總視在功率和總功率因素；應(yīng)能提供有功負荷曲線，包括日有功負荷曲線（折線型）和年有功負荷曲線（折線型）；

5）電壓暫態(tài)監(jiān)測：在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發(fā)生時，系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生告警，事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關(guān)人員；系統(tǒng)應(yīng)能查看相應(yīng)暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。

6）電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括均值、*值、*值、95%概率值、方均根值。

7）事件記錄查看功能：事件記錄應(yīng)包含事件名稱、狀態(tài)（動作或返回）、波形號、越限值、故障持續(xù)時間、事件發(fā)生的時間。

圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

4.1.12遙控功能

應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進行遠程遙控操作。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預(yù)置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序，可以及時執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。

圖21遙控功能

4.1.13曲線查詢

應(yīng)可在曲線查詢界面，可以直接查看各電參量曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。

圖22曲線查詢

4.1.14統(tǒng)計報表

具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的發(fā)電、用電、充放電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進行統(tǒng)計分析；對系統(tǒng)運行的節(jié)能、收益等分析；具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析，包括年停電時間、年停電次數(shù)等分析；具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進行電能質(zhì)量分析。

圖23統(tǒng)計報表

4.1.15網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲界面

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲，包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。

4.1.16通信管理

可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序，然后選擇通信控制啟動所有端口或某個端口，快速查看某設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應(yīng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

圖25通信管理

4.1.17用戶權(quán)限管理

應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控操作，運行參數(shù)修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

圖26用戶權(quán)限

4.1.18故障錄波

應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用。其中故障錄波共可記錄16條，每條錄波可觸發(fā)6段錄波，每次錄波可記錄故障前8個周波、故障后4個周波波形，總錄波時間共計46s。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關(guān)量波形。

圖27故障錄波

4.1.19事故追憶

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

用戶可自定義事故追憶的啟動事件，當每個事件發(fā)生時，存儲事故*10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關(guān)點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶隨意修改。

4.2硬件及其配套產(chǎn)品

5結(jié)束語

可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃重點指出，要充分發(fā)揮可再生能源成本競爭優(yōu)勢，堅持市場化方向，優(yōu)先發(fā)展、優(yōu)先利用可再生能源。光伏產(chǎn)業(yè)作為我國能源產(chǎn)業(yè)升級的新增長點，開展分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)運維工作的研究將為其規(guī)?；芾硖峁┯辛Φ募夹g(shù)保障，相關(guān)部門要加強管理，提升電站運營質(zhì)量，推動我國太陽能發(fā)電事業(yè)健康發(fā)展。

【參考文獻】

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【6】楊汝俊，馬永玲，范宗強。淺議文化公益場館屋頂分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運維管理.