安科瑞光伏 储能 充电桩一体化监控及运维解决方案

摘要：今年以来，在政策利好推动下光伏、风力发电、电化学储能及抽水蓄能等新能源行业发展迅速，装机容量均大幅度增长，新能源发电已经成为新型电力系统重要的组成部分，同时这也导致新型电力系统比传统的电力系统更为复杂，未来预计可再生能源装机规模仍将快速增长，逐步完成能源体系的深度转型，*终实现“碳中和”目标。随之而来的是光伏电站、储能以及配套的电气设施怎么通过系统来实现高效的运维管理，使之安全、可靠、高效运行。

关键字：光伏监控；光伏运维；储能监控；储能运维；箱变监测

1.背景与趋势分析

1.1发展背景

电能紧张：企业可靠用电需求持续提升 双碳下企业能耗管控严 拉闸限电 高温少雨极端天气 负荷创新高 主电网电力可靠性降低

电价上涨：企业用电降本需求持续增强 电力价格市场机制持续完善，代理购电价格上涨 电力峰谷价差扩大、电价上涨

电力改革：企业微电网盈利模式多样化 新能源允许参与电力市场 负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与现货市场交易，提升盈利能力

市场空间：成长空间广阔，需求加速释放 10kV及以上供电电压等级的工商业用户有200万户以上，有建设或改造微电网的潜力 按照规模约1-2MW建设，潜在市场总空间可达20万亿元

1.2趋势分析

据国家能源局新能源和可再生能源司数据显示，2023年一季度全国光伏新增并网33.66GW，同比增长154.8%，其中集中式光伏发电15.53GW，分布式光伏发电18.13GW。截至一季度末，全国光伏发电装机容量达到425GW，其中集中式光伏249GW，分布式光伏176GW。太阳能发电投资完成522亿元，同比增长177.6%。一季度全国风电新增并网容量10.40GW，其中陆上风电9.89GW，海上风电0.51GW。截至一季度末，全国风电累计装机达到376GW，同比增长11.8%，其中陆上风电345GW，海上风电30.89GW。风电投资完成约249亿元，同比增长15%。

2023年1-4月电化学储能投运项目共73个，装机规模为2.523GW/5.037GWh，装机功率较去年同期（374.4MW）同比增长577.1%。其中磷酸铁锂储能项目高达69个，装机规模为2.52GW/5.019GWh；液流电池储能项目共4个，装机规模为3.1MW/ 18.1MWh。

光伏电站和电化学储能电站装机容量在今年上半年均大幅增长，预计受政策激励影响，接下来光储系统还会保持较大增长，以满足双碳计划的要求。

光伏、储能运维市场分析
在光伏、储能行业飞速发展的同时，已建的光伏、风力发电站和储能系统的监控、运维管理项目的招标也非常多，2023年上半年，光伏电站开发企业运维招标规模28.6GW，同比增长204.3%，上述28.6GW招标项目中，目前公布中标结果的共计14.9GW，中标情况见表1。光伏代运维价格因光伏电站的地理分布、容量、环境以及考核条件的不同，价格也会有较大的差异，从表1可以看出运维价格*低至1.93元/年*kW。

2.分布式光伏电站监控及集中运维管理系统
2.1概述

光伏电站的运维对光伏电站的发电量至关重要，包括光伏组件、逆变器以及相关的电气回路、升压变压器及并网柜等，数据监测是光伏电站运维中一个非常重要的部分，可以通过运维管理系统实时获取光伏电站的各项数据指标，并通过这些数据指标来判断电站的运行状况和效率。在数据监测方面，需要对光伏电站进行以下几项检测：首先，需要对电站的电压、电流、功率等参数进行实时监测，以了解光伏电站的实时工作状态。其次，需要对光伏电站的温湿度、太阳辐照度等环境因素进行监测，以了解电站的运行环境情况。*后，需要对光伏电站的累计发电量、组件和逆变器的运行情况等进行检测和分析，以便及时采取相应的维护措施。GB/T 38946-2020《分布式光伏发电系统集中运维技术规范》对分布式光伏电站运维以及集中运维主站、运维子站功能均作出明确要求。

2.2系统构成
集中运维系统可包括主站和子站以及之间的通信通道,系统结构可参照图。

a)主站与子站间的通信可采用无线(GPRS/3G/4G)､公网､专网(专线/VPN加密链路)方式,宜采取相应的信息安全防护措施;

b)主站与外部系统的通信满足相应系统的接入要求;

c)视频信息不宜与监控数据传输共用一个通道;

d)支持与电网调度系统通信,通信规约宜采用DL/T634.5101､DL/T634.5104;支持与各子站通信。

2.3拓扑结构

3.安科瑞光储充一体化解决方案

3.1概述

Acrel-2000MG微电网能量管理系统能够对微电网的源、网、荷、储能系统、充电负荷进行实时监控、诊断告警、全景分析、有序管理和高级控制，满足微电网运行监视全面化、安全分析智能化、调整控制前瞻化、全景分析动态化的需求，完成不同目标下光储充资源之间的灵活互动与经济优化运行，实现能源效益、经济效益和环境效益最大化。

3.2控制策略

3.3系统功能

多种协议 支持多种规约协议，包括：Modbus TCP/RTU、DL/T645-07/97、IEC60870-5-101/103/104、MQTT、CDT、第三方协议定制等。 多种通讯方式 支持多种通信方式：串口、网口、WIFI、4G。 通信管理 提供通信通道配置、通信参数设定、通信运行监视和管理等。提供规约调试的工具，可监视收发原码、报文解析、通道状态等。 智能策略 系统支持自定义控制策略，如削峰填谷、需量控制、动态扩容、后备电源、平抑波动、有序充电、逆功率保护等策略，保障用户的经济性与安全性。 全量监控 覆盖传统EMS盲区，可接入多种协议和不同厂家设备实现统一监制，实现环境、安防、消防、视频监控、电能质量、计量、继电保护等多系统和设备的全量接入。

3.4平台功能及界面

（1）主界面展示

微电网能量管理系统包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电桩及总体负荷情况，体现系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电桩信息、告警信息、收益、环境等。

（2）储能监控

系统综合数据：电参量数据、充放电量数据、节能减排数据； 运行模式：峰谷模式、计划曲线、需量控制等； 统计电量、收益等数据； 储能系统功率曲线、充放电量对比图，实时掌握储能系统的整体运行水平。

（3）光伏监控

光伏系统总出力情况 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，识别低效发电电站； 发电收益统计(补贴收益、并网收益) 辐照度/风力/环境温湿度监测 并网电能质量监测及分析

（3）充电柱监测

实时监测充电系统的充电电压、电流、功率及各充电桩运行状态； 统计各充电桩充电量、电费等； 针对异常信息进行故障告警； 根据用电负荷柔性调节充电功率。

（4）电能质量监测

对整个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。

4.配套硬件展示

结束语
在双碳目标以及电网运行安全要求驱动下，光伏发电以及配套储能系统未来将会得到越来越多的政策支持，可以想象未来也会有越来越多的资本投入促使行业迅速发展，从而提高电网运行安全，提升电能使用效率。但是微电网系统，特别是光伏电站和储能电站的运行安全不容忽视，需要严格按照标准，建立光伏和储能监测运维管理系统对光伏电站和储能系统进行监视、预警、控制和运维管理，保障安全生产。

未来新型电力系统中，企业光储充微电网内部以及企业微电网和大电网的互动也会越来越频繁，这需要一套统一平台来对企业的“源-网-荷-储-充”及运维进行统一监测和管理，这样才能保障企业微电网高效运行，从而促进新型电力系统迈向稳定、可靠、低碳的良性循环。

审核编辑 黄宇