Resumen: este artículo se centra en la aplicación y optimización del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica en las subestaciones. Se detalla el principio de funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica y su importante papel en las subestaciones. A través del análisis de casos prácticos de aplicación, se discuten los problemas y desafíos existentes en el sistema y se proponen estrategias de optimización específicas. Los resultados de la investigación muestran que la aplicación racional y la optimización del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica pueden mejorar significativamente la eficiencia energética y la estabilidad del suministro de energía de la subestación y proporcionar un fuerte apoyo para el desarrollo sostenible de la subestación.

Palabras clave: sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica; Subestación; Aplicación; Optimización; Eficiencia energética; Estabilidad del suministro de energía

0. Introducción

1. aplicación del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica en la subestación

1.1 El modo de acceso del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica en la subestación introduce el sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica en la subestación, lo que puede mejorar efectivamente la estabilidad y flexibilidad del sistema eléctrico. Los métodos de acceso al sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica se dividen principalmente en los siguientes tipos:

(1) acceso al lado de DC

De esta manera, generalmente, la matriz fotovoltaica y la batería de almacenamiento de energía se conectan directamente a la entrada de corriente continua del inversor. Después de que la corriente continua emitida por la matriz fotovoltaica se convierte en corriente alterna a través del inversor, se suministra a la subestación para su uso, mientras que el exceso de energía eléctrica se almacena en la batería de almacenamiento de energía. Cuando la energía fotovoltaica es insuficiente o el sistema falla, la batería de almacenamiento de energía libera energía eléctrica a través del inversor para garantizar la continuidad del suministro de energía.

(2) acceso al lado de ca

El método de acceso del lado AC se divide en acceso al lado de baja tensión del transformador y acceso al lado de alta tensión del transformador. El acceso al lado de baja tensión consiste en conectar el sistema de almacenamiento de energía al lado de baja tensión del transformador y compartir un transformador con la red eléctrica original; El acceso lateral de alta tensión es que el sistema de almacenamiento de energía forma un módulo independiente de la central eléctrica de almacenamiento de energía y se conecta directamente a la red eléctrica de alta tensión. Este método facilita la programación rápida y la respuesta de la energía, y es adecuado para subestaciones con altos requisitos de calidad de la energía o que requieren almacenamiento de energía a gran escala.

(3) modo de acceso híbrido

En algunos sistemas complejos, puede adoptarse el acceso híbrido del lado DC y del lado AC. Esto no solo puede aprovechar al máximo la eficiencia del lado de corriente continua, sino también lograr un despacho de energía más flexible y la gestión conectada a la red a través del lado de ca.

1.2 Análisis de ejemplos de aplicaciones

Tomando como ejemplo una subestación de 110 Kv en una determinada área, la subestación introdujo un sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica. El sistema adopta el método de acceso del lado dc, equipado con una matriz fotovoltaica de 1 MW y una batería de almacenamiento de energía de 1,2 mwh. La configuración específica es la siguiente:

Matriz fotovoltaica: compuesta por varios módulos fotovoltaicos, instalada en el techo de la subestación y en el espacio abierto circundante, aprovechando al máximo los recursos solares.

Batería de almacenamiento de energía: adopta una batería avanzada de iones de litio, con alta densidad de energía, larga vida útil del ciclo y capacidad de carga y descarga rápida.

Inversor: se selecciona un inversor conectado a la red con la función de seguimiento de puntos de alta potencia (mppt) para garantizar que los módulos fotovoltaicos siempre estén en un Estado de trabajo * bueno.

En la operación real, el sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica ha mejorado significativamente la fiabilidad y la economía del suministro de energía de la subestación. Durante el día, la energía eléctrica emitida por la matriz fotovoltaica se suministra prioritariamente a la subestación, y el exceso de energía eléctrica se deposita en la batería de almacenamiento de energía; Por la noche o en días lluviosos, las baterías de almacenamiento de energía liberan energía eléctrica para compensar la falta de electricidad fotovoltaica. El sistema también puede ajustar automáticamente la estrategia de carga y descarga de la batería de almacenamiento de energía de acuerdo con los cambios de carga de la red eléctrica para lograr una configuración óptima de la energía eléctrica.

1.3 ventajas y beneficios de la aplicación

(1) mejorar la fiabilidad del suministro de energía

El sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica puede cambiar rápidamente al modo de funcionamiento de la isla cuando la red eléctrica falla o se corta, proporcionando energía de emergencia a la subestación y cargas importantes, y garantizando la continuidad y fiabilidad del suministro de energía.

(2) reducir los costos operativos

El sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica utiliza la energía solar para generar electricidad, lo que reduce la Dependencia de la energía tradicional y reduce el gasto en electricidad. Al mismo tiempo, las baterías de almacenamiento de energía realizan operaciones de carga y descarga durante el período de precio de la electricidad pico y valle, logrando un despacho económico y reduciendo aún más los costos operativos.

(3) mejorar la calidad de la energía eléctrica

El sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica puede suavizar las fluctuaciones de la generación de energía fotovoltaica conectada a la red, mejorar el nivel de onda armoniosa del factor de potencia de la red eléctrica y mejorar la calidad de la energía.

(4) mejorar la flexibilidad de la red eléctrica

La introducción del sistema de almacenamiento de energía permite a la red eléctrica responder con más flexibilidad a los cambios de carga, mejorar la capacidad de regulación de la red eléctrica y la capacidad de hacer frente a emergencias.

(5) promover el uso de energías renovables

La amplia aplicación de sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica ha promovido el desarrollo y la utilización a gran escala de fuentes de energía renovables, como la energía solar, y ha ayudado a optimizar la estructura energética y el desarrollo sostenible.

2 problemas existentes en la aplicación del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica en la subestación

2.1 limitaciones técnicas

En el proceso de aplicación del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica a las subestaciones, las limitaciones técnicas no pueden ser ignoradas. Estas restricciones incluyen principalmente

(1) inmadurez de la tecnología de almacenamiento de energía

Aunque se han logrado avances significativos en tecnologías de almacenamiento de energía como las baterías de iones de litio, todavía hay que mejorar la densidad energética, la vida útil del ciclo y el rendimiento de Seguridad. La inmadurez de la tecnología de almacenamiento de energía puede conducir a problemas como la baja eficiencia del almacenamiento de energía, la reducción de la vida útil del sistema y los riesgos potenciales de Seguridad.

(2) la tecnología conectada a la red es compleja

El sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica necesita lograr una interacción bidireccional con la red eléctrica, lo que requiere que el sistema tenga una tecnología de control altamente inteligente conectada a la red. Sin embargo, todavía hay algunos desafíos en la tecnología conectada a la red, como Cómo predecir la producción fotovoltaica y cómo responder rápidamente a las instrucciones de despacho de la red eléctrica, que pueden afectar el funcionamiento estable del sistema.

(3) la integración del sistema es difícil

El sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica debe integrarse con otros equipos de la subestación, como transformadores, gabinetes de conmutación, dispositivos de protección, etc. Debido a las posibles diferencias técnicas y problemas de compatibilidad entre los diferentes dispositivos, la integración del sistema es difícil y los equipos técnicos necesarios para diseñar y depurar.

2.2 cuestiones de costos e inversiones

La aplicación del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica en las subestaciones también se enfrenta a desafíos de costo e inversión:

(1) alto costo de la inversión inicial

La construcción del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica requiere una gran inversión de capital, incluidos los costos de adquisición de módulos fotovoltaicos, baterías de almacenamiento de energía, inversores, sistemas de control y otros equipos, así como los costos de construcción, instalación, puesta en marcha y operación. El alto costo de la inversión inicial es uno de los factores importantes que limitan la amplia aplicación del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica.

(2) largo período de recuperación económica

Aunque el sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica tiene un ahorro de energía significativo, reducción de emisiones y beneficios económicos, debido a su alto costo inicial de inversión, el período de recuperación económica es relativamente largo. Esto requiere que los inversores tengan una visión de inversión a largo plazo y una fortaleza financiera, pero también requiere el apoyo político y los subsidios correspondientes del Gobierno.

(3) riesgos e incertidumbres

La inversión en sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica también se enfrenta a ciertos riesgos e incertidumbres, como cambios en las políticas, depreciación de los equipos provocados por los avances tecnológicos, cambios en la demanda del mercado, etc. Estos factores pueden tener un impacto en las decisiones de los inversores y aumentar el riesgo de inversión.

2.3 desafíos de gestión y mantenimiento

(1) escasez de talentos de operación y mantenimiento

El sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica involucra muchos campos técnicos y requiere personal de operación y mantenimiento para la gestión y mantenimiento. Sin embargo, en la actualidad, hay una escasez relativa de talentos con habilidades y experiencia relevantes en el mercado, lo que dificulta satisfacer la creciente demanda del mercado.

(2) la gestión de la operación y el mantenimiento es compleja

La gestión de operación y mantenimiento del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica es relativamente compleja, lo que requiere inspecciones periódicas, mantenimiento e investigación de fallas del equipo. Al mismo tiempo, también es necesario monitorear y analizar los datos de funcionamiento del sistema en tiempo real para detectar y resolver problemas a tiempo. La complejidad de la gestión de operación y mantenimiento requiere que el equipo de operación y mantenimiento tenga un alto grado de responsabilidad y habilidades.

(3) la gestión de la seguridad es difícil

El sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica implica factores de riesgo como la electricidad de alta tensión y los artículos inflamables y explosivos, y la gestión de la seguridad es difícil. El equipo de operación y mantenimiento debe cumplir estrictamente con los protocolos de operación de Seguridad y llevar a cabo regularmente capacitación y ejercicios de Seguridad para garantizar el funcionamiento seguro del sistema. También es necesario establecer un sistema sólido de gestión de la seguridad y planes de emergencia para hacer frente a las emergencias.

3 Estrategia de optimización del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica en la subestación

3.1 Medidas de mejora técnica

Con la creciente demanda mundial de energía limpia, los sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica se utilizan cada vez más ampliamente en las subestaciones. Para mejorar su rendimiento y eficiencia, una serie de medidas de mejora tecnológica son particularmente importantes. En cuanto a los módulos fotovoltaicos, se deben seleccionar productos de alta estabilidad. Los nuevos materiales fotovoltaicos y los procesos de fabricación pueden mejorar la eficiencia de conversión fotoeléctrica y aumentar la generación de energía del sistema. Optimizar el diseño y el ángulo de instalación de los módulos fotovoltaicos para recibir la radiación solar en gran medida y mejorar la eficiencia de la recolección de energía. En el enlace de almacenamiento de energía, la adopción de tecnología avanzada de baterías es la clave. Por ejemplo, las baterías de iones de litio tienen una alta densidad de energía y una larga vida útil del ciclo, lo que puede satisfacer mejor las necesidades de almacenamiento de energía de las subestaciones. Al optimizar el sistema de gestión de baterías (bms), monitorear el Estado de la batería en tiempo real, realizar el control de carga y descarga, prolongar la vida útil de la batería y mejorar la fiabilidad del sistema de almacenamiento de energía. El rendimiento de los equipos de conversión de energía también afecta directamente la eficiencia de todo el sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica. Se utilizan inversores y cargadores para reducir la pérdida durante la conversión de energía. Utilizando algoritmos de control inteligentes, se realiza la regulación y optimización de la distribución de la Potencia del sistema y se mejora la eficiencia energética. Para mejorar aún más la estabilidad y fiabilidad del sistema, también se debe fortalecer el monitoreo y la protección del sistema. Instalar sensores y equipos de monitoreo avanzados, recopilar datos de funcionamiento del sistema en tiempo real, detectar y tratar posibles fallas a tiempo para garantizar el funcionamiento seguro y estable del sistema.

3.2 plan de control de costos y optimización de inversiones

En la aplicación del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica en las subestaciones, el control de costos y la optimización de la inversión son consideraciones importantes. En cuanto a la adquisición de equipos, se pueden obtener precios más favorables a través de compras centralizadas a gran escala. Al mismo tiempo, establecer relaciones de cooperación a largo plazo con los proveedores para garantizar la calidad del equipo y reducir los costos de adquisición. En la etapa de planificación y diseño del proyecto, se llevan a cabo estudios de viabilidad completos y análisis costo - beneficio. Planificar razonablemente el tamaño y la asignación del sistema para evitar la inversión excesiva o insuficiente. Adoptar esquemas de diseño estandarizados y equipos modulares para reducir los costos de diseño y construcción. Aprovechar al máximo las políticas de subsidios gubernamentales y las medidas preferenciales para reducir el costo inicial de inversión del proyecto. Solicitar activamente subsidios de energía renovable, incentivos fiscales, etc., para mejorar la viabilidad económica del proyecto. En la etapa de operación, se reducen los costos de operación y mantenimiento optimizando la estrategia de operación del sistema. Por ejemplo, organizar racionalmente el tiempo de carga y descarga del sistema de almacenamiento de energía, aprovechar al máximo la diferencia de precios de la electricidad pico y Valle y mejorar los beneficios económicos del sistema. Después de eso, preste atención a la dinámica del mercado y actualice y actualice el equipo a tiempo para mejorar el rendimiento del sistema y reducir los costos operativos a largo plazo. A través de un control razonable de costos y optimización de inversiones, se realiza el funcionamiento económico del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica en la subestación.

3.3 métodos de optimización de la gestión y el mantenimiento

Establecer un sistema de gestión perfecto, aclarar las responsabilidades de cada departamento y personal, y estandarizar el proceso de operación y las normas de mantenimiento del sistema. Elaborar manuales detallados de operación y mantenimiento para proporcionar orientación precisa a los operadores. Fortalecer la capacitación del personal de operación y mantenimiento y mejorar su nivel técnico y capacidad de manejo de fallas. Organizar regularmente cursos de capacitación y actividades de intercambio técnico para familiarizar al personal de operación y mantenimiento con los nuevos requisitos técnicos y de gestión. Utilizando la tecnología de la información, se realiza el monitoreo remoto y la gestión del sistema. A través de la instalación de equipos de monitoreo inteligentes y sistemas de adquisición de datos, se obtienen los datos de funcionamiento del sistema en tiempo real para realizar el diagnóstico remoto y la alerta temprana de fallas. Esto permite detectar problemas a tiempo y tomar medidas para reducir el tiempo de inactividad de fallas. Formular un plan de mantenimiento científico y razonable, inspeccionar, limpiar y mantener regularmente los módulos fotovoltaicos, las baterías de almacenamiento de energía y los equipos de conversión de energía. Para los equipos clave, establezca un mecanismo de mantenimiento preventivo, reemplace las piezas vulnerables con antelación y reduzca la probabilidad de falla. Establecer un sistema de gestión de piezas de repuesto para garantizar que las piezas de repuesto necesarias puedan reemplazarse a tiempo en caso de avería del equipo. Reservar razonablemente las piezas de repuesto comunes y establecer un mecanismo de respuesta rápida con los proveedores para garantizar el suministro oportuno de piezas de repuesto.

4 Evaluación del efecto del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica optimizado en la subestación

Después de introducir y optimizar el sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica en la subestación, los beneficios que trae son notables en muchos aspectos, a continuación, se evalúa en detalle desde tres aspectos: la mejora de la eficiencia energética, la mejora de la estabilidad del suministro de energía y los beneficios económicos y ambientales.

4.1 Evaluación de la mejora de la eficiencia energética

El sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica optimizado mejora significativamente la eficiencia energética mediante la adopción de módulos fotovoltaicos, tecnología inteligente de integración de almacenamiento de energía y estrategias de control colaborativo. En concreto:

(1) mejora de la eficiencia de conversión fotovoltaica

La selección de módulos fotovoltaicos de alta eficiencia de conversión, como perc, hjt, etc., mejora considerablemente la eficiencia de la conversión de energía solar en energía eléctrica y reduce la pérdida de conversión de energía óptica a energía eléctrica.

(2) optimización de la eficiencia del sistema de almacenamiento de energía

A través del sistema avanzado de gestión de baterías y la tecnología de inversores de almacenamiento de energía, se realiza la carga y descarga de baterías de almacenamiento de energía, lo que reduce la pérdida de energía en el proceso de carga y descarga y mejora la eficiencia general del sistema de almacenamiento de energía.

(3) aplicación de la estrategia de control colaborativo

El control coordinado del sistema fotovoltaico y el sistema de almacenamiento de energía ajusta dinámicamente el plan de carga y descarga de acuerdo con factores como la carga de la red eléctrica, el precio de la electricidad y el pronóstico del tiempo para garantizar el almacenamiento y liberación de energía en el buen momento, lo que mejora aún más la eficiencia energética de todo el sistema.

4.2 mejora de la estabilidad del suministro de energía

El sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica optimizado tiene un efecto significativo en la mejora de la estabilidad del suministro de energía en la subestación. Cuando la generación de energía fotovoltaica fluctúa debido a factores naturales como el clima, el sistema de almacenamiento de energía puede responder rápidamente, liberar la energía eléctrica almacenada y compensar las deficiencias de la generación de energía fotovoltaica, manteniendo así una salida estable de suministro de energía. A través de un sistema avanzado de monitoreo y control, se monitorean los cambios de carga y los parámetros de calidad de la energía eléctrica de la red eléctrica en tiempo real, se ajusta el Estado de trabajo del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica a tiempo, se garantiza la estabilidad del voltaje y la frecuencia de salida y se reducen efectivamente las fluctuaciones de voltaje y las desviaciones de frecuencia. Además, el sistema optimizado tiene una mayor capacidad de respuesta a fallas. En caso de avería o emergencia en la red eléctrica, el sistema de almacenamiento de energía puede servir como fuente de alimentación de reserva, proporcionando soporte eléctrico continuo para equipos y cargas clave, garantizando el funcionamiento normal de la subestación y mejorando la fiabilidad y continuidad del suministro de energía. Los resultados del monitoreo y evaluación de varios indicadores de estabilidad del suministro de energía, como el rango de fluctuación de voltaje y el tiempo de corte de energía, muestran que el sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica optimizado mejora significativamente la estabilidad del suministro de energía de la subestación y proporciona a los usuarios servicios eléctricos más confiables.

4.3 análisis de los beneficios económicos y ambientales

El sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica optimizado ha traído beneficios económicos y ambientales significativos en la subestación. Desde el punto de vista económico, por un lado, la mejora de la eficiencia energética y la capacidad estable de suministro de energía reducen los costos operativos de las subestaciones. Se reducen los daños a los equipos y los costos de mantenimiento causados por problemas de calidad de la energía eléctrica, al tiempo que se reduce la Dependencia de la energía tradicional y se ahorran los costos de adquisición de energía. Por otro lado, al hacer un uso racional de la diferencia de precios de la electricidad en el pico y el valle, el sistema de almacenamiento de energía se carga cuando el precio de la electricidad es bajo y se descarga en el pico, lo que trae beneficios económicos adicionales a la subestación. En términos de beneficios ambientales, la aplicación de sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica ha reducido considerablemente el consumo de energía fósil tradicional, reduciendo así significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero y contaminantes. Es de gran importancia para reducir los efectos del cambio climático y mejorar la calidad del medio ambiente ecológico local. Con el progreso continuo de la tecnología y la reducción gradual de los costos, el costo inicial de inversión del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica también se está reduciendo gradualmente, lo que mejora aún más su viabilidad económica. Los beneficios ambientales que trae también han contribuido positivamente al desarrollo sostenible de la sociedad.

5 acerl - 2000mg sistema de gestión de energía de microred

5.1 Resumen

El sistema de gestión de energía de microred acel - 2000mg es un sistema de gestión de energía de microred empresarial desarrollado especialmente por nuestra empresa de acuerdo con los requisitos del sistema de monitoreo de microred y el sistema de gestión de energía de microred bajo el nuevo sistema de energía, resumiendo la experiencia avanzada de investigación y producción en el país y En el extranjero. Este sistema satisface el acceso al sistema fotovoltaico, la energía eólica, el sistema de almacenamiento de energía y las pilas de carga, realiza la adquisición y análisis de datos las 24 horas del día, monitorea directamente el Estado de funcionamiento y el Estado de salud de la energía fotovoltaica, eólica, el sistema de almacenamiento de energía, las pilas de carga, y es un sistema de gestión que integra el sistema de monitoreo y la gestión de energía. Sobre la base de la seguridad y la estabilidad, el sistema tiene como objetivo optimizar el funcionamiento económico, promover la aplicación de energías renovables, mejorar la estabilidad del funcionamiento de la red eléctrica y compensar las fluctuaciones de la carga; Realizar eficazmente la gestión de la demanda del lado del usuario, eliminar la diferencia de pico y Valle entre el día y la noche, suavizar la carga, mejorar la eficiencia operativa de los equipos eléctricos y reducir los costos de suministro de energía. Proporciona una nueva solución para la gestión energética de la microred eléctrica de la empresa para proporcionar un funcionamiento seguro, confiable y económico.

El sistema de gestión de energía de la microred debe adoptar una estructura jerárquica y distribuida, y todo el sistema de gestión de energía se divide físicamente en tres capas: la capa de equipo, la capa de comunicación de red y la capa de control de estación. La red de comunicación a nivel de estación adopta Ethernet estándar y Protocolo de comunicación TCP / ip, y los medios físicos pueden ser fibra óptica, cable de red, par trenzado bloqueado, etc. Soporte del sistema ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT Y otros protocolos de comunicación.

5.2 normas técnicas

Las normas nacionales seguidas en este programa son:

El equipo proporcionado en esta especificación técnica debe cumplir con las siguientes regulaciones, regulaciones y estándares de la industria:

GB / t26802.1-2011 especificaciones generales para sistemas informáticos de control industrial parte: requisitos generales

GB / t26806.2-2011 sistema informático de control industrial plataforma básica de computadoras de control industrial parte 2: métodos de evaluación del rendimiento

GB / t26802.5-2011 especificaciones generales para sistemas informáticos de control industrial parte 5: requisitos de seguridad del sitio

GB / t26802.6-2011 especificaciones generales para sistemas informáticos de control industrial parte 6: esquema de aceptación

GB / t2887 - 2011 especificaciones generales para sitios informáticos

Tecnología de Seguridad de la información - requisitos técnicos básicos de Seguridad de la red

Gb50174 - 2018 Código de diseño de la Sala de computadoras del sistema de información electrónica

DL / t634.5101 equipos y sistemas de control remoto parte 5 - 101: Protocolo de transmisión estándar básico de apoyo a la Misión de control remoto

DL / t634.5104 equipos y sistemas remotos - parte 5 - 104: iec60870 - 5 - acceso a la red 101 con Protocolo de transmisión estándar

GB / t33589 - 2017 regulaciones técnicas para el acceso a sistemas eléctricos de microredes eléctricas

GB / t36274 - 2018 especificaciones técnicas del sistema de gestión de energía de la microred eléctrica

GB / t51341 - 2018 estándar de diseño de ingeniería de microredes eléctricas

Especificaciones técnicas del sistema de monitoreo de microred GB / t36270 - 2018

Especificaciones técnicas del sistema de monitoreo de microred independiente DL / t1864 - 2018

T / cec182 - 2018 Código de operación de despacho conectado a la red de microredes

T / cec150 - 2018 especificaciones técnicas para dispositivos integrados conectados a la red de microredes de baja tensión

Especificaciones técnicas para el funcionamiento y control de la microred híbrida AC / DC conectada a la red T / cec151 - 2018

T / cec152 - 2018 requisitos técnicos para la respuesta a la demanda de microredes conectadas a la red

T / cec153 - 2018 directrices técnicas para la gestión de la carga de las microredes conectadas a la red

T / cec182 - 2018 Código de operación de despacho conectado a la red de microredes

T / cec505 - 2018 Código de diseño de ingeniería de microredes

NB / t10148 - 2019 parte de la microred: directrices para la planificación y diseño de la microred

NB / t10149 - 2019 parte de la microred: directrices para el funcionamiento de la microred

5.3 ocasiones aplicables

El sistema se puede aplicar a las necesidades de monitoreo y gestión energética de sistemas de energía renovable en ciudades, autopistas, parques industriales, zonas industriales y comerciales, zonas residenciales, edificios inteligentes, islas y zonas sin electricidad.

5.4 descripción del modelo

5.5 configuración del sistema

5.5.1 arquitectura del sistema

Esta plataforma está diseñada con una estructura jerárquica y distribuida, es decir, la capa de control de la estación, la capa de red y la capa de equipo. la estructura topológica detallada es la siguiente:

Figura 1 método típico de red del sistema de gestión de energía de la microred eléctrica

5.6 funciones del sistema

5.6.1 seguimiento en tiempo real

El sistema de gestión de energía de la microred tiene una interfaz hombre - máquina amigable y debe ser capaz de mostrar intuitivamente el Estado de funcionamiento de cada circuito eléctrico en forma de diagrama eléctrico primario del sistema, monitorear la información de parámetros eléctricos como voltaje, corriente, potencia y factor de potencia de cada circuito en tiempo real, y monitorear dinámicamente el Estado de apertura y las señales de falla y alarma relacionadas de cada circuito. Entre ellos, los parámetros eléctricos del Circuito de cada subsistema son principalmente: corriente de tres fases, voltaje de tres fases, potencia activa total, potencia reactiva total, factor de Potencia total, frecuencia y valor acumulado de energía eléctrica activa positiva; Los parámetros de Estado son principalmente: Estado del interruptor, alarma de desenganche de falla del disyuntor, etc.

El sistema debe ser capaz de gestionar la generación de energía de fuentes de energía distribuidas y sistemas de almacenamiento de energía, para que los gerentes puedan comprender la información de salida, la información de ingresos, el Estado de carga de almacenamiento de energía de la unidad de generación de energía en tiempo real y la configuración de la Potencia de funcionamiento de la Unidad de generación de energía y la unidad de almacenamiento de energía.

El sistema debe ser capaz de gestionar el Estado del sistema de almacenamiento de energía, poder alertar oportunamente de acuerdo con el Estado de carga del sistema de almacenamiento de energía y apoyar el mantenimiento regular de la batería.

La interfaz del sistema de monitoreo del sistema de gestión de energía de la microred incluye la interfaz principal del sistema, que incluye la fotovoltaica de la microred, la energía eólica, el almacenamiento de energía, las pilas de carga y la composición general de la carga, incluida la información de ingresos, la información meteorológica, la información de ahorro de energía y reducción de emisiones, La información de potencia, la información de energía, la situación de tensión y corriente, etc. De acuerdo con las diferentes necesidades, también se puede mostrar la información del sistema de carga, almacenamiento de energía y fotovoltaica.

Figura 2 interfaz principal del sistema

La subiinterfaz incluye principalmente el mapa de cableado principal del sistema, la información fotovoltaica, la información de energía eólica, la información de almacenamiento de energía, la información de la pila de carga, el Estado de la comunicación y algunas listas estadísticas.

5.6.1.1 interfaz fotovoltaica

Figura 3 interfaz del sistema fotovoltaico

Esta interfaz se utiliza para mostrar la información del sistema fotovoltaico, que incluye principalmente el monitoreo y alarma del Estado de funcionamiento del lado DC del inversor y el lado ac, las estadísticas y análisis de la generación de energía del inversor y la central eléctrica, el monitoreo y análisis de la generación de energía del Gabinete conectado a la red, las estadísticas de horas de uso efectivo anual de la generación de energía de la central eléctrica, las estadísticas de ingresos de generación de energía, las estadísticas de reducción de emisiones de carbono, el monitoreo de irradiancia / viento / humedad ambiente, la simulación de potencia de generación de energía y el análisis Al mismo tiempo, se muestra la Potencia total del sistema, la corriente de voltaje y los datos de funcionamiento de cada inversor.

5.6.1.2 interfaz de almacenamiento de energía

Figura 4 interfaz del sistema de almacenamiento de energía

Esta interfaz se utiliza principalmente para mostrar la capacidad instalada de almacenamiento de energía del sistema, la carga y descarga actuales de almacenamiento de energía, los ingresos, la curva de cambio SOC y la curva de cambio de energía.

Figura 5 interfaz de configuración de parámetros PCS del sistema de almacenamiento de energía

Esta interfaz se utiliza principalmente para mostrar la configuración de los parámetros del pcs, incluyendo la máquina de conmutación, el modo de funcionamiento, la configuración de potencia y los límites de voltaje y corriente.

Figura 6 interfaz de configuración de parámetros BMS del sistema de almacenamiento de energía

Esta interfaz se utiliza para mostrar la configuración de los parámetros de bms, incluyendo principalmente el voltaje de la batería, los límites de protección de temperatura, el voltaje de la batería, la corriente, los límites de temperatura, etc.

Figura 7 interfaz de datos del lado de la red eléctrica PCS del sistema de almacenamiento de energía

Esta interfaz se utiliza para mostrar los datos del lado de la red eléctrica de pcs, incluyendo principalmente voltaje de fase, corriente, potencia, frecuencia, factor de potencia, etc.

Figura 8 interfaz de datos del lado AC PCS del sistema de almacenamiento de energía

Esta interfaz se utiliza para mostrar los datos del lado AC del pcs, incluyendo principalmente tensión de fase, corriente, potencia, frecuencia, factor de potencia, valor de temperatura, etc. Al mismo tiempo, se alerta contra la información anormal en el lado de la comunicación.

Figura 9 interfaz de datos del lado de corriente continua PCS del sistema de almacenamiento de energía

Esta interfaz se utiliza para mostrar los datos del lado de corriente continua del pcs, incluyendo principalmente voltaje, corriente, potencia, electricidad, etc. Al mismo tiempo, se alerta contra la información anormal en el lado de DC.

Figura 10 interfaz de Estado PCS del sistema de almacenamiento de energía

Esta interfaz se utiliza para mostrar la información del Estado de pcs, que incluye principalmente el Estado de comunicación, el Estado de funcionamiento, el Estado de funcionamiento de STS y la alarma de falla de sts.

Figura 11 interfaz de Estado de la batería de almacenamiento de energía

Esta interfaz se utiliza para mostrar la información del Estado bms, que incluye principalmente el Estado de funcionamiento de la batería de almacenamiento de energía, la información del sistema, la información de datos y la información de alarma, mientras muestra la información SOC de la batería de almacenamiento de energía actual.

Figura 12 interfaz de datos de funcionamiento del clúster de baterías de almacenamiento de energía

Esta interfaz se utiliza para mostrar la información del clúster de la batería, que incluye principalmente el voltaje y la temperatura de la batería de cada módulo de almacenamiento de energía, y muestra el voltaje Z grande y z pequeño de la batería actual, el valor de temperatura y la ubicación correspondiente.

5.6.1.3 interfaz de energía eólica

Figura 13 interfaz del sistema de energía eólica

Esta interfaz se utiliza para mostrar la información del sistema de energía eólica, que incluye principalmente el monitoreo y alarma del Estado de funcionamiento del lado DC y el lado AC de la máquina integrada de control de inversores, las estadísticas y análisis de la generación de energía del inversor y la central eléctrica, las estadísticas de horas de uso efectivo anual de la generación de energía de la central eléctrica, las estadísticas de ingresos de generación de energía, el sistema de reducción de emisiones de carbono, el monitoreo de velocidad del viento / viento / temperatura ambiente y humedad, la simulación de potencia de generación de energía y el análisis de eficiencia Al mismo tiempo, se muestra la Potencia total del sistema, la corriente de voltaje y los datos de funcionamiento de cada inversor.

5.6.1.4 interfaz de la pila de carga

Figura 14 interfaz de la pila de carga

Esta interfaz se utiliza para mostrar la información del sistema de pilas de carga, que incluye principalmente la Potencia total de la pila de carga, la potencia, la electricidad y el costo de la electricidad de la pila de carga AC - dc, la curva de cambio, los datos de funcionamiento de cada pila de carga, etc.

5.6.1.5 interfaz de videovigilancia

Figura 15 interfaz de videovigilancia de la microred eléctrica

Esta interfaz muestra principalmente las imágenes de vídeo a las que accede el sistema, y a través de diferentes configuraciones, realiza previsualización, reproducción, gestión y control.

5.6.1.6 previsión de generación de energía

El sistema debe ser capaz de predecir la Potencia de generación de energía distribuida a corto y corto plazo a través de datos históricos de generación de energía, datos medidos y datos de predicción meteorológica futura, y mostrar la tasa calificada y el análisis de errores. De acuerdo con la predicción de potencia, se puede introducir manualmente o generar automáticamente un plan de generación de energía, lo que facilita el control centralizado de los usuarios de la nueva generación de energía del sistema.

Figura 16 interfaz de predicción fotovoltaica

5.6.1.7 configuración de la Estrategia

El sistema debe ser capaz de establecer el modo de funcionamiento del sistema y configurar diferentes estrategias de control de acuerdo con los datos de generación de energía, la capacidad del sistema de almacenamiento de energía, la demanda de carga y la información sobre el precio de la electricidad compartida en el tiempo. Por ejemplo, cortar picos y llenar valles, planificación de ciclos, control de la demanda, carga ordenada, expansión dinámica, etc.

Figura 17 interfaz de configuración de políticas

5.6.2 Estado de funcionamiento

Debe ser posible consultar los parámetros de funcionamiento de cada subsistema, circuito o equipo en el tiempo Z fijo, y la información de los parámetros eléctricos mostrada en el informe debe incluir: corriente de cada fase, voltaje de tres fases, factor de Potencia total, potencia activa total, potencia reactiva total, energía activa positiva, etc.

Figura 18 Informe de funcionamiento

5.6.3 alarma en tiempo real

Debe tener una función de alarma en tiempo real, el sistema puede cambiar la posición de la señal remota, como el inversor y el arranque y cierre del convertidor bidireccional en cada subsistema, y debe ser capaz de emitir una alarma cuando se activa la acción de protección o el accidente en el interior del equipo, y debe ser capaz de mostrar el evento de alarma o el evento de viaje en tiempo real, incluido el nombre del evento de protección y el momento de la acción de protección; Y debe ser posible notificar al personal relevante en forma de ventanas emergentes, sonido, mensajes de texto y llamadas telefónicas.

Figura 19 alarma en tiempo real

5.6.4 consulta de eventos históricos

Debe ser posible almacenar y gestionar el cambio de posición de la señal remota, las acciones de protección, los saltos de accidentes, así como los registros de eventos de voltaje, corriente, potencia, factor de potencia, temperatura de la batería (batería de iones de litio), presión (batería de flujo líquido), iluminación, velocidad del viento, presión de aire por encima del límite, etc., para facilitar a Los usuarios rastrear históricamente los eventos y alarmas del sistema, consultar estadísticas y análisis de accidentes.

Figura 20 consulta de eventos históricos

5.6.5 monitoreo de la calidad de la energía eléctrica

Debe ser posible realizar un monitoreo continuo de la calidad de la energía eléctrica de todo el sistema de microred, incluidos los Estados en Estado estable y los Estados transitorios, para que los gerentes puedan comprender la calidad de la energía eléctrica del sistema de suministro de energía en tiempo real, a fin de detectar y eliminar los factores inestables del suministro de energía a tiempo.

1) en la interfaz principal del sistema de suministro de energía, se debe poder mostrar en tiempo real el Estado de comunicación del dispositivo de monitoreo de cada punto de monitoreo de calidad de energía eléctrica, la tasa de distorsión total de la tensión de fase A / B / C de cada punto de monitoreo, el desequilibrio de tensión de tres fases B y el valor de tensión de secuencia positiva / negativa / cero, el desequilibrio de corriente de tres fases B y el valor de corriente de secuencia positiva / negativa / cero;

2) función de análisis armónicos: el sistema debe ser capaz de mostrar en tiempo real la tasa de Distorsión armónica total del voltaje de tres fases A / B / c, la tasa de Distorsión armónica total de la corriente de tres fases A / B / c, la tasa de Distorsión armónica total del voltaje de tres fases singulares, la tasa de distorsión total de la corriente de armonía singulares, la tasa de distorsión total del voltaje de armonía incluso y la tasa de distorsión total de la corriente de armonía incluso; Debe ser capaz de mostrar la tasa de contenido de voltaje armónicos 2 - 63, la tasa de contenido de voltaje armónicos 2 - 63, la tasa de contenido de voltaje armónicos entre 0,5 y 63,5 y la tasa de contenido de corriente armónica entre 0,5 y 63,5 en un gráfico de columna;

3) fluctuación de voltaje y parpadeo: el sistema debe poder mostrar el valor de fluctuación de voltaje de tres fases A / B / c, el valor de parpadeo corto de voltaje de tres fases A / B / C y el valor de parpadeo largo de voltaje de tres fases A / B / c; Debe ser capaz de proporcionar curvas de fluctuación de voltaje de tres fases A / B / c, curvas de parpadeo corto y curvas de parpadeo largo; Debe ser capaz de mostrar la desviación de voltaje y la desviación de frecuencia;

4) medición de potencia y energía eléctrica: el sistema debe ser capaz de mostrar la Potencia activa, la potencia reactiva y la Potencia aparente en tres fases A / B / c; Debe ser capaz de mostrar la Potencia activa total de tres fases, la potencia reactiva total, la Potencia aparente total y los factores de Potencia total; Debe ser capaz de proporcionar una curva de carga activa, incluida una curva de carga activa diaria (tipo de línea doblada) y una curva de carga activa anual (tipo de línea doblada);

5) monitoreo transitorio de tensión: cuando se producen eventos instantáneos de calidad de energía eléctrica como aumento temporal de tensión, caída temporal de tensión e interrupción a corto plazo, el sistema debe ser capaz de generar una alarma, y los eventos pueden notificar al personal relevante en forma de ventanas emergentes, parpadeo, sonido, mensajes de texto, teléfono, etc. El sistema debe ser capaz de ver las formas de onda antes y después del evento transitorio correspondiente.

6) estadísticas de datos de calidad de la energía eléctrica: el sistema debe ser capaz de mostrar las estadísticas almacenadas en 2H durante 1 minuto, incluyendo promedio, valor Z grande, valor Z pequeño, valor de probabilidad del 95% y valor raíz cuadrada promedio.

7) función de visualización del registro de eventos: el registro de eventos debe incluir el nombre del evento, el Estado (acción o retorno), el número de forma de onda, el límite, la duración de la falla, el tiempo en que ocurrió el evento.

Figura 21 interfaz de calidad de energía eléctrica del sistema de microred

5.6.6 función de control remoto

Debe ser posible realizar operaciones de control remoto de equipos dentro de todo el sistema de microred. El personal de mantenimiento del sistema puede completar la operación de control remoto a través de la interfaz principal del sistema de gestión y seguir el orden de operación de preestablecimiento de control remoto, corrección de control remoto y ejecución de control remoto, y puede ejecutar las órdenes de operación correspondientes en el sistema de despacho o la estación a tiempo.

Figura 22 función de control remoto

5.6.7 consulta de curvas

Debe ser posible consultar la interfaz de la curva, donde se pueden ver directamente las curvas de los parámetros eléctricos, incluyendo corriente de tres fases, voltaje de tres fases, Potencia activa, Potencia reactiva, factor de potencia, SOC、SOH、 Curvas como los cambios de carga y descarga.

5.6.8 Estados estadísticos

Con la función estadística de resumen de lectura de medidores regulares, los usuarios pueden consultar libremente el consumo de electricidad de cada nodo de distribución en cualquier período de tiempo desde el funcionamiento normal del sistema, es decir, el informe de análisis estadístico del consumo de electricidad de la línea de entrada del nodo y el consumo de electricidad de cada circuito de rama. [6] análisis estadístico del intercambio de energía eléctrica entre la microred y el sistema externo; Análisis del ahorro de energía y los beneficios del funcionamiento del sistema; Tener un análisis de la fiabilidad del suministro de energía de la microred, incluido el tiempo anual de corte de energía, el número anual de cortes de energía y otros análisis; Tiene análisis de calidad de energía de puntos de venta paralelos de microredes conectadas a la red.

Figura 24 Informe estadístico

5.6.8.1 mapa topológico de la red

El sistema admite monitorear el Estado de comunicación de cada equipo del sistema de acceso en tiempo real y puede mostrar completamente toda la estructura de red del sistema; Se puede diagnosticar el Estado de comunicación del equipo en línea, y cuando se produce una anomalía de red, se puede mostrar automáticamente el equipo o componente defectuoso y su parte de falla en la interfaz.

Figura 25 interfaz topológica del sistema de microred

Esta interfaz muestra principalmente la topología del sistema de microred, incluyendo la composición del sistema, el modo de conexión de la red eléctrica, el disyuntor, El medidor y otra información. 5.6.8.2 gestión de las comunicaciones

Se puede gestionar, controlar y monitorear los datos en tiempo real de las comunicaciones de equipos en todo el sistema de microred. El personal de mantenimiento del sistema puede abrir el programa de gestión de comunicación haciendo clic derecho en el programa principal del sistema de gestión, [6] y luego seleccionar el control de comunicación para iniciar todos los puertos o un puerto para ver rápidamente la comunicación y los datos de un dispositivo. Las comunicaciones deben ser compatibles ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT Y otros protocolos de comunicación.

5.6.8.3 gestión de los derechos de los usuarios

Debe tener la función de establecer la gestión de los derechos del usuario. [5] a través de la gestión de permisos de usuario, se pueden evitar operaciones no autorizadas (como operaciones de control remoto, modificación de parámetros de ejecución, etc.). Se pueden definir el nombre de inicio de sesión, la contraseña y los permisos operativos de los usuarios de diferentes niveles para proporcionar una garantía de seguridad confiable para el funcionamiento, mantenimiento y gestión del sistema.

5.6.8.4 registro de fallas

Cuando se produce una falla en el sistema, se deben registrar automáticamente y con precisión los cambios en las cantidades eléctricas relevantes durante el proceso previo y posterior a la falla. a través del análisis y comparación de estas cantidades eléctricas, desempeña un papel importante en el análisis y manejo de accidentes, juzgando si la protección funciona correctamente y mejorando el nivel de funcionamiento seguro del sistema eléctrico. Entre ellos, se pueden registrar un total de 16 ondas de falla, [6] cada onda de grabación puede desencadenar 6 ondas de grabación, cada onda de grabación puede registrar 8 ondas semanales antes de la falla y 4 ondas semanales después de la falla, con un tiempo total de grabación de 46 S. cada punto de muestreo contiene al menos 12 ondas analógicas y 10 ondas de conmutación.

5.6.8.5 memoria de accidentes

Se pueden registrar automáticamente todos los datos de escaneo en tiempo real antes y después del momento del accidente, incluida la posición del interruptor, el Estado de Acción de protección, la medición remota, etc., formando una base de datos para el análisis del accidente.

El usuario puede personalizar el evento de inicio de la memoria de accidente, y cuando ocurre cada evento, se almacenan los datos de los puntos relevantes de los ciclos de escaneo del accidente y los 10 ciclos de escaneo posteriores al accidente. Los puntos de datos para iniciar eventos y monitoreo pueden ser establecidos por el usuario Z y modificados a voluntad.

Figura 29 memoria del accidente

6 hardware y sus productos de apoyo