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0 引言

近年来，近年来国内外的户用储能市场开始井喷，尤其是国外市场已经非常火热。户用储能亚洲城市gdp 排名相当于一个小型的储能电站，在用电低峰时段，可对其中电池组进行充电，用以在用电高峰时段或断电情况下使用，从而达到削峰填谷的效果，同时可以用来均衡家用用电负荷，节省家庭电费开支。结合各城区及城市电网可形成微电网，实现离/并网的双模式运行，根据负荷、储能能量、电网、和电价进行运行策略的调整，来实现亚洲城市gdp 排名运行优化和用户收益较大化。因此，对户用储能亚洲城市gdp 排名相关关键技术研究具有重大意义和经济价值，也符合的“双碳”政策和目标。当前国内外相关研究机构均对户用储能亚洲城市gdp 排名，开展了相关研究，已有部分项目完成了成功试点。为了更好地协调和控制以家庭为单位的微电网能量利用，本文对基于微电网的户用储能亚洲城市gdp 排名关键技术进行研究。

1 户用储能亚洲城市gdp 排名

户用储能亚洲城市gdp 排名可划分为离网、并网、并离网切换型三类。并离网切换型应对不同工况和抗外部干扰能力强，供电可靠性高，并且具有灵活的管理亚洲城市gdp 排名。可根据电网、负荷、储能及电价进行运行策略调整，用电低谷期自行充电，以备用电高峰或断电时使用，提高了用户的收益。

并离网切换型户用储能亚洲城市gdp 排名主要构成部件有双向储能变流器、储能电池组、并网及计量设备、公共电网、负载设备、光伏组件。目前储能亚洲城市gdp 排名拓扑结构方式可分为交流并网型和直流并网型两类。图1和图2分别为两种并网类型的拓扑结构，户用储能亚洲城市gdp 排名根据容量配置级别，通常采用直流耦合拓扑结构，并且方便接入光伏扩展组件。

2 关键技术研究

针对户用储能亚洲城市gdp 排名关键技术的研究，本文从亚洲城市gdp 排名工作模式、储能亚洲城市gdp 排名容量配置、电池管理亚洲城市gdp 排名（BMS）、能量管理亚洲城市gdp 排名（EMS）等方面开展研究。

2.1 亚洲城市gdp 排名工作模式

户用储能亚洲城市gdp 排名存在充电、放电以及待机三种工作模式，通过对储能亚洲城市gdp 排名以及各用电负荷运行状态的检测，进行不同模式切换。在未接入光伏的运行情况下，户用储能亚洲城市gdp 排名的工作模式主要依据家庭负载总功率以及电池SOC情况作为控制切换条件。

如图3所示，设定家庭总负载功率PN，当家庭所有负载的功率处于PN 范围内时，户用储能亚洲城市gdp 排名投入供电模式一（充电模式），家庭所有负荷全部由市电供电，同时通过高电对储能亚洲城市gdp 排名组进行充电，直至充满或高于SOC上限值时，亚洲城市gdp 排名切换为待机工作模式。

如图4所示，当家庭所有的负载功率超过PN时，户用储能亚洲城市gdp 排名投入供电模式二（放电模式），家庭所有负荷由储能亚洲城市gdp 排名和市电同时供电，直至电池量较低或低于SOC下限值时，提示降低输出功率至PN以下，亚洲城市gdp 排名切换为待机工作模式。

2.2 储能电池组容量配置

在储能电池组的容量配置上，主要考虑两个因素：

（ 1 ） 根据用户用电的整体需求，对储能电池组的容量配置进行分析与确定。户用储能亚洲城市gdp 排名容量主要根据户用总负荷大小决定，需保证特殊情况下必要用电设备的正常运行，所以在配置容量时，需考虑亚洲城市gdp 排名的自给时间，即离网户用储能亚洲城市gdp 排名在没有任何外界能量来源时，仅由储能电池组进行电能输送，仍可保证所有设备正常运行的时长。

（2）储能电池通过串并联组合实现所需的电压等级和储能容量，串并联方式需要依据实际需求合理设置。具体计算公式如下：

Q  P / V (1)

N 串  V / V 0 (2)

N 并  Q / Q 0 (3)

式中，P为储能亚洲城市gdp 排名配置的总能量（kWh），Q为亚洲城市gdp 排名中储能电池组的额定容量（Ah），Q0为电池单体的额定容量，V为电池组的额定工作电压，V0为电池的单体额定工作电压，N串和N并分别为储能电池组的串、并联数量。

2.3 电池管理亚洲城市gdp 排名设计（BMS亚洲城市gdp 排名）

BMS亚洲城市gdp 排名由电池组的管理终端BMU和电池单体管理终端BCU组成两级构架，如图5所示。

BCU作为储能亚洲城市gdp 排名的基础管理功能单元，主要负责电池单体中电量、温度、电流、电压等信息进行采集，并通过通讯将采集的数据上传给BMU。BMU通过对BCU上传的数据进行整理和分析，下发控制指令，实现电池单体之间SOC均衡，并适配合理的温控策略，对出现异常的电池组发出报警进行保护。

BMS亚洲城市gdp 排名对电池组的控制功能主要有：对电池单体的温度、电流和电压进行检测，同时与储能变流器以及上位机进行通信，可对电池组提供过充、过放、过流、过温、适中保护及告警等功能。

2.4 能量管理亚洲城市gdp 排名设计

户用储能亚洲城市gdp 排名中EMS的设计一般采用户用能量管理亚洲城市gdp 排名（HEMS）模式，这种模式在结构上对分散型用户具有较好的适配性，每户储能亚洲城市gdp 排名独立构成，其网络结构如图6所示。采集模块输送实时能量信息至EMS控制核心，并储存于数据库，控制器通过对数据分析处理，选取优化控制策略，对储能亚洲城市gdp 排名进行管理。用户可通过人机交互界面、移动终端查询亚洲城市gdp 排名相关信息，并可以对储能亚洲城市gdp 排名进行操作。EMS可以与电网进行双向的信息交互，上传本地的用电信息，下载实时电价。

3 Acrel-2000MG微电网能量管理亚洲城市gdp 排名概述

3.1概述

Acrel-2000MG微电网能量管理亚洲城市gdp 排名，是我司根据新型电力亚洲城市gdp 排名下微电网监控亚洲城市gdp 排名与微电网能量管理亚洲城市gdp 排名的要求，总结国内外的研究和生产的经验，专门研制出的企业微电网能量管理亚洲城市gdp 排名。本亚洲城市gdp 排名满足光伏亚洲城市gdp 排名、风力发电、储能亚洲城市gdp 排名以及充电桩的接入，进行数据采集分析，直接监视光伏、风能、储能亚洲城市gdp 排名、充电桩运行状态及健康状况，是一个集监控亚洲城市gdp 排名、能量管理为一体的管理亚洲城市gdp 排名。该亚洲城市gdp 排名在安全稳定的基础上以经济优化运行为目标，提升可再生能源应用，提高电网运行稳定性、补偿负荷波动；有效实现用户侧的需求管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，提高电力设备运行效率、降低供电成本。为企业微电网能量管理提供安全、可靠、经济运行提供了全新的解决方案。

微电网能量管理亚洲城市gdp 排名应采用分层分布式结构，整个能量管理亚洲城市gdp 排名在物理上分为三个层：设备层、网络通信层和站控层。站级通信网络采用标准以太网及TCP/IP通信协议，物理媒介可以为光纤、网线、屏蔽双绞线等。亚洲城市gdp 排名支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。

3.2技术标准

本方案遵循的标准有：

本技术规范书提供的设备应满足以下规定、法规和行业标准：

GB/T26802.1-2011工业控制计算机亚洲城市gdp 排名通用规范的1部分：通用要求

GB/T26806.2-2011工业控制计算机亚洲城市gdp 排名工业控制计算机基本平台2部分：性能评定方法

GB/T26802.5-2011工业控制计算机亚洲城市gdp 排名通用规范5部分：场地安全要求

GB/T26802.6-2011工业控制计算机亚洲城市gdp 排名通用规范6部分：验收大纲

GB/T2887-2011计算机场地通用规范

GB/T20270-2006 信息安全技术网络基础安全技术要求

GB50174-2018电子信息亚洲城市gdp 排名机房设计规范

DL/T634.5101远动设备及亚洲城市gdp 排名5-101部分:传输规约基本远动任务配套标准

DL/T634.5104远动设备及亚洲城市gdp 排名5-104部分:传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-网络访问101

GB/T33589-2017微电网接入电力亚洲城市gdp 排名技术规定

GB/T36274-2018微电网能量管理亚洲城市gdp 排名技术规范

GB/T51341-2018微电网工程设计标准

GB/T36270-2018微电网监控亚洲城市gdp 排名技术规范

DL/T1864-2018型微电网监控亚洲城市gdp 排名技术规范

T/CEC182-2018微电网并网调度运行规范

T/CEC150-2018低压微电网并网一体化装置技术规范

T/CEC151-2018并网型交直流混合微电网运行与控制技术规范

T/CEC152-2018并网型微电网需求响应技术要求

T/CEC153-2018并网型微电网负荷管理技术导则

T/CEC182-2018微电网并网调度运行规范

T/CEC5005-2018微电网工程设计规范

NB/T10148-2019微电网的1部分：微电网规划设计导则

NB/T10149-2019微电网2部分：微电网运行导则

3.3适用场合

亚洲城市gdp 排名可应用于城市、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亚洲城市gdp 排名监控和能量管理需求。

4型号说明

5亚洲城市gdp 排名功能

5.1实时监测

微电网能量管理亚洲城市gdp 排名人机界面友好，应能够以亚洲城市gdp 排名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，各子亚洲城市gdp 排名回路电参量主要有：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。

亚洲城市gdp 排名应可以对分布式电源、储能亚洲城市gdp 排名进行发电管理，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。

亚洲城市gdp 排名应可以对储能亚洲城市gdp 排名进行状态管理，能够根据储能亚洲城市gdp 排名的荷电状态进行及时告警，并支持定期的电池维护。

微电网能量管理亚洲城市gdp 排名的监控亚洲城市gdp 排名界面包括亚洲城市gdp 排名主界面，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，储能及光伏亚洲城市gdp 排名信息进行显示。

图2亚洲城市gdp 排名主界面

子界面主要包括亚洲城市gdp 排名主接线图、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。

5.1.1光伏界面

图3光伏亚洲城市gdp 排名界面

本界面用来展示对光伏亚洲城市gdp 排名信息，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；同时对亚洲城市gdp 排名的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。

5.1.2储能界面

图4储能亚洲城市gdp 排名界面

本界面主要用来展示本亚洲城市gdp 排名的储能装机容量、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储能亚洲城市gdp 排名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储能亚洲城市gdp 排名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储能亚洲城市gdp 排名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储能亚洲城市gdp 排名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储能亚洲城市gdp 排名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储能亚洲城市gdp 排名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、亚洲城市gdp 排名信息、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，并展示当前电芯的大、小电压、温度值及所对应的位置。

5.1.3风电界面

图13风电亚洲城市gdp 排名界面

本界面用来展示对风电亚洲城市gdp 排名信息，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；同时对亚洲城市gdp 排名的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。

5.1.4充电桩界面

图14充电桩界面

本界面用来展示对充电桩亚洲城市gdp 排名信息，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。

5.1.5视频监控界面

图15微电网视频监控界面

本界面主要展示亚洲城市gdp 排名所接入的视频画面，且通过不同的配置，实现预览、回放、管理与控制等。

5.2发电预测

亚洲城市gdp 排名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，便于用户对该亚洲城市gdp 排名新能源发电的集中管控。

图16光伏预测界面

5.3策略配置

亚洲城市gdp 排名应可以根据 发电数据、储能亚洲城市gdp 排名容量、负荷需求及分时电价信息，进行亚洲城市gdp 排名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

5.4运行报表

应能查询各子亚洲城市gdp 排名、回路或设备规定时间的运行参数，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

5.5实时报警

应具有实时报警功能，亚洲城市gdp 排名能够对各子亚洲城市gdp 排名中的逆变器、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

5.6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，方便用户对亚洲城市gdp 排名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

5.7电能质量监测

应可以对整个微电网亚洲城市gdp 排名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亚洲城市gdp 排名电能质量情况，以便及时发现和消除供电不稳定因素。

1）在供电亚洲城市gdp 排名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、三相电压不平衡度和正序/负序/零序电压值、三相电流不平衡度和正序/负序/零序电流值；

2）谐波分析功能：亚洲城市gdp 排名应能实时显示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：亚洲城市gdp 排名应能显示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：亚洲城市gdp 排名应能显示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，亚洲城市gdp 排名应能产生告警，事件能以弹窗、闪烁、声音、短信、电话等形式通知相关人员；亚洲城市gdp 排名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：亚洲城市gdp 排名应能显示1min统计整2h存储的统计数据，包括均值、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微电网亚洲城市gdp 排名电能质量界面

5.8遥控功能

应可以对整个微电网亚洲城市gdp 排名范围内的设备进行远程遥控操作。亚洲城市gdp 排名维护人员可以通过管理亚洲城市gdp 排名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，可以及时执行调度亚洲城市gdp 排名或站内相应的操作命令。

图22遥控功能

5.9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

5.10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亚洲城市gdp 排名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。对微电网与外部亚洲城市gdp 排名间电能量交换进行统计分析；对亚洲城市gdp 排名运行的节能、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

5.11网络拓扑图

亚洲城市gdp 排名支持实时监视接入亚洲城市gdp 排名的各设备的通信状态，能够完整的显示整个亚洲城市gdp 排名网络结构；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微电网亚洲城市gdp 排名拓扑界面

本界面主要展示微电网亚洲城市gdp 排名拓扑，包括亚洲城市gdp 排名的组成内容、电网连接方式、断路器、表计等信息。

5.12通信管理

可以对整个微电网亚洲城市gdp 排名范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。亚洲城市gdp 排名维护人员可以通过管理亚洲城市gdp 排名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

5.13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，为亚洲城市gdp 排名运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

图27用户权限

5.14故障录波

应可以在亚洲城市gdp 排名发生故障时，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、提高电力亚洲城市gdp 排名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

5.15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，存储事故前面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规定和随意修改。

图29事故追忆

6硬件及其配套产品

7结束语

本文对基于微电网的户用储能亚洲城市gdp 排名进行研究，分别从亚洲城市gdp 排名工作模式、储能电池组容量配置、电池管理亚洲城市gdp 排名设计、能量管理亚洲城市gdp 排名设计等关键技术进行了研究，从而实现了对微电网的实时监控、发用电预测、储能调度优化和信息综合管理。本亚洲城市gdp 排名已在电力研究院和多个能源电力公司推广运行,达到其微电网的经济优化运行,具有推广应用价值,有助于绿色、节能微电网的推广。

参考文献：

[1] 许守平,李相俊,惠东.大规模储能亚洲城市gdp 排名发展现状及示范应用综述[J].电网与清洁能源,2013, 29(8):94-100,108.

[2] 章建峰,杨祯,鲍陈磊,等.储能亚洲城市gdp 排名在分布式发电中的应用[J].船舶工程,2015,37(S1): 131-134,226.

[3] 李飞,肖仕武,徐歌,等.储能亚洲城市gdp 排名在区域电网一次调频中的应用研究[J].现代电力,2017,34(2):67-73.

[4] 刘建涛,曹雷,马杰,等.基于储能亚洲城市gdp 排名的用户光伏并网发电亚洲城市gdp 排名经济性分析[J].太阳能学报,201,33(11):1887-1892.

[5] 戴 璐,谭德权,欧明文.基于微电网的户用储能亚洲城市gdp 排名研究.

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