基于火電機組儲能改造技術(shù)微電網(wǎng)能量管理應(yīng)用

安科瑞 陳聰

摘要：傳統(tǒng)火電機組采用基于儲能技術(shù)的靈活性改造以應(yīng)對電網(wǎng)負(fù)荷的日內(nèi)波動和削峰填谷等需求，促進火電機組的健康發(fā)展，以及在節(jié)能環(huán)保方面都具有積極作用。由于可再生能源的波動性和間歇性的特點以及大規(guī)模引入對電網(wǎng)造成的影響，對現(xiàn)有的火電機組靈活運行提出了更高要求，在傳統(tǒng)的“鍋爐-汽機”熱力系統(tǒng)中引入儲能系統(tǒng)，實現(xiàn)電廠熱出力解耦，提高火電機組深度調(diào)峰和靈活運行能力。

關(guān)鍵詞：儲能；解耦；深度調(diào)峰；靈活運行

0 引言

近年來我國新能源市場規(guī)模發(fā)展迅速，新能源發(fā)電負(fù)荷也逐年增長，新能源的增長一方面可以在一定程度上緩解能源短缺問題，另一方面在實現(xiàn)“碳達峰與碳中和”目標(biāo)方面發(fā)揮重要作用。但新能源的增長也給電網(wǎng)的穩(wěn)定性帶來了一定影響，由于新能源負(fù)荷的日內(nèi)波動性，對整個電力系統(tǒng)的負(fù)荷消納分配調(diào)節(jié)造成很大的影響，傳統(tǒng)電力系急需實施火電靈活性提升工程和推動新型儲能技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用，緩解系統(tǒng)調(diào)峰壓力，解決新能源電力消納問題。

1 機組儲能方案簡介

火電廠鍋爐產(chǎn)生的高參數(shù)熱量利用儲能系統(tǒng)儲存起來循環(huán)再利用，可以對“機爐耦合”起到良好的削弱作用。根據(jù)電廠實際情況采取“鍋爐—汽機”熱力系統(tǒng)中嵌入一套外置的高溫熔鹽儲熱系統(tǒng)方法，這樣可以解決鍋爐低負(fù)荷運行的瓶頸，提升了鍋爐運行的安全性并增強了汽輪機調(diào)節(jié)的靈活性。目前火電機組鍋爐出口蒸汽溫度在540～560℃,高溫熔鹽儲熱技術(shù)既能很好匹配這一溫度參數(shù)，又能實現(xiàn)大規(guī)模儲能（熱），非常適合應(yīng)用于火電機組儲能（熱）[1]。火力發(fā)電機組可以利用儲能（熱）技術(shù)增加深度調(diào)峰深度、負(fù)荷快速響應(yīng)能力、提高機組降出力上限值，增加供熱能力以及在電力輔助服務(wù)市場發(fā)揮更大的作用。機組儲能（熱）技術(shù)優(yōu)勢明顯，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用，其市場規(guī)模也在逐年增長。

2機組儲能方案設(shè)計

（1）機組儲能(系統(tǒng)）基于高溫熔鹽儲熱技術(shù)，因此，整個系統(tǒng)是包括蒸汽加熱模塊、儲熱模塊、放熱模塊以及相應(yīng)的機組儲能聯(lián)合控制調(diào)度系統(tǒng)等在內(nèi)的發(fā)電系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1。

機組儲能系統(tǒng)由加熱功率模塊、儲熱能量模塊和放熱功率模塊組成，其中儲熱能量模塊由高、低溫熔鹽罐組成，水儲能系統(tǒng)的核心設(shè)備，起到能量（熱量）集中儲存和釋放作用。

（2）當(dāng)機組降負(fù)荷減少出力時，機組鍋爐產(chǎn)生的部分熱量通過加熱功率模塊對冷熔鹽加熱，冷熔鹽相變吸熱轉(zhuǎn)變成高溫液態(tài)熔鹽，輸送至高溫熔鹽罐儲存。

（3）當(dāng)機組升負(fù)荷增加出力時，高溫熔鹽輸送至放熱功率模塊釋放熱量加熱鍋爐給水產(chǎn)生高參數(shù)過熱蒸汽，用于機組發(fā)電；高溫熔鹽相變放熱后轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏厝埯}，輸送至低溫熔鹽罐儲存。

（4）在儲能系統(tǒng)整個儲放熱過程中機爐循環(huán)工質(zhì)和熔鹽相對獨立，通過加熱功率模塊和放熱功率模塊交換熱量，工質(zhì)間管式換熱不混合，構(gòu)成各自獨立的閉式循環(huán)系統(tǒng)，機組循環(huán)工質(zhì)的量沒有變化，增強了機組系統(tǒng)運行的靈活性。

（5）可參與采暖季供熱，有效提高供熱能力。由于機組儲能（熱）系統(tǒng)高參數(shù)高大容量的特點，能夠產(chǎn)生更多高品質(zhì)蒸汽，可以實現(xiàn)直接對外供熱，作為機組抽汽供熱的補充，解決機組由于供熱能力有限，限制電負(fù)荷出力的問題，提高機組機組降出力上限，從而獲取更多的電負(fù)荷市場容量補償和輔助服務(wù)收益，提升其經(jīng)濟效益。

（6）機組儲能（熱）系統(tǒng)的能量耦合作用，在一定程度上提高了機組參與深度調(diào)峰的能力，在蒸汽換熱基礎(chǔ)上增加高功率電加熱系統(tǒng)，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)機組零功率上網(wǎng)。

圖1機組儲能系統(tǒng)架構(gòu)圖

3 機組儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制設(shè)計

機組儲能系統(tǒng)包括加熱、儲熱、放熱三部分，這三部分是相互聯(lián)系的統(tǒng)一體，利用功率平衡分析通過協(xié)調(diào)控制使系統(tǒng)膏效穩(wěn)定運行。

（1）功率平衡關(guān)系

一般情況下機組儲能系統(tǒng)中，機組換熱子系統(tǒng)的功率、加熱模塊功率、儲熱模塊吸收功率以及系統(tǒng)消耗的功率滿足功率平衡關(guān)系。功率平衡關(guān)系根據(jù)能量交換方式不同達到工況平衡態(tài)，這樣才能保證整個機組儲能系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定經(jīng)濟運行。在機組儲能系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)工作時整個系統(tǒng)的功率平衡關(guān)系以下幾種情況：

1）上網(wǎng)電價小于機組發(fā)電邊際成本且機組負(fù)荷小于80%額定負(fù)荷時，加熱功率模塊和儲能模塊開始工作進行儲熱。功率關(guān)系為:機組換熱子系統(tǒng)的輸出功率>加熱模塊功率>儲熱模塊吸收功率。這種情況下可根據(jù)機組負(fù)荷適當(dāng)增加鍋爐燃燒熱量充分利用儲能系統(tǒng)儲存熱量，并且儲能系統(tǒng)能量上限為100%額定容量。

2）上網(wǎng)電價大于機組發(fā)電邊際成本且機組負(fù)荷小于80%額定負(fù)荷時，放熱模塊開始工作進行釋放熱量。

功率關(guān)系為:儲能模塊功率>放熱功率模塊功率>機組換熱子系統(tǒng)的吸收功率。這種情況下可根據(jù)機組負(fù)荷適當(dāng)減少鍋爐燃燒熱量充分利用儲能系統(tǒng)熱量，并且儲能系統(tǒng)釋放能量下限為10%額定容量。

3）機組參與深度調(diào)峰階段，加熱功率模塊和儲能模塊開始工作進行儲熱。功率關(guān)系為:機組供熱子系統(tǒng)的輸出功率>加熱模塊功率>儲熱模塊吸收功率。這種情況下增加鍋爐燃燒熱量，使鍋爐工況脫離不經(jīng)濟區(qū)域，充分利用儲能系統(tǒng)儲存熱量，并且儲能系統(tǒng)能量上限為100%額定容量。

4）機組負(fù)荷快速爬坡階段，放熱模塊開始工作進行釋放熱量。功率關(guān)系為:儲能模塊功率>放熱功率模塊功率>機組換熱子系統(tǒng)的吸收功率。這種情況下充分利用儲能系統(tǒng)快速釋放熱量作為輔助汽輪機做功熱源，并且儲能系統(tǒng)釋放能量下限為10%額定容量。

（2）系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略

機組儲能系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略的設(shè)計主要是基于指標(biāo)對系統(tǒng)的影響，各能量供應(yīng)系統(tǒng)的功能得到合理有效的分配。機組鍋爐熱量輸送給汽輪機發(fā)電機組有剩余熱量，多余的熱量送至機組儲能系統(tǒng)，如果其沒有達到儲能上限，則儲能系統(tǒng)充熱儲能，當(dāng)機組鍋爐熱量無法滿足汽輪機額定輸入熱量的需求時，這時將儲能系統(tǒng)調(diào)整到放熱的狀態(tài)，進而可以補充機組熱力系統(tǒng)能量以滿足汽輪發(fā)電機組輸入熱量的需求。由于儲能系統(tǒng)都需要經(jīng)過熱交換的才能達到吸熱和放熱過程，其在熱交換過程中會有能量損失，所以在考慮選擇吸放熱時還要根據(jù)上網(wǎng)電價和發(fā)電邊際成本已經(jīng)機組調(diào)峰情況，達到節(jié)能和經(jīng)濟的目的。

4 機組儲能技術(shù)方案擴展（機組延壽改造）

當(dāng)前在減碳和環(huán)保的背景下，火電小機組面臨被淘汰關(guān)停的局面，一方面嚴(yán)格控制新增煤電機組，另一方面大力發(fā)展新能源。新能源裝機容量的增長難免對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成一定的影響，這就使火電機組運行方式要有足夠的靈活性適應(yīng)電網(wǎng)的要求。小容量火電機組可以通過增加儲能（熱）系統(tǒng)進行延壽改造，由大機組提供熱源，成為大機組的備用調(diào)峰機組，可以有效提高大機組的深度調(diào)峰能力并促進于新能源機組電量消納。這一改造方案在沒有增加總的煤炭消耗量的情況下，增加了電力系統(tǒng)調(diào)峰能力和新能源發(fā)電的消納能力。

延壽老機組儲能（熱）改造可以通過增加高壓大功率電加熱器，利用電網(wǎng)谷電和新能源棄電儲能（熱），電網(wǎng)缺電時段發(fā)電，減少機組燃煤，保證電力系統(tǒng)尖峰發(fā)電出力。上述改造方案既為電力系統(tǒng)提供靈活調(diào)峰手段又使老機組延壽，增加了社會綜合效益。

圖2機組儲能機組延壽方案結(jié)構(gòu)圖

5 機組儲能系統(tǒng)綜合效率分析

整個儲熱系統(tǒng)的綜合效率取決于各模塊的效率,即綜合效率為各模塊的效率乘積。其中，儲熱功率模塊涉及管道和設(shè)備熱損失率為η1，根據(jù)《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范》(GB50660—2011)的規(guī)定[4]，管道效率可取0.99，因此可以取熱損失率η1=1%。儲放熱過程熔鹽泵電能消耗率為η2，按照熔鹽儲熱密300kJ/kg，熱電轉(zhuǎn)換效率40%估算的電泵廠用電率為0.81%；按照再熱蒸汽壓縮功130kJ/kg、再熱蒸汽熱密460kJ/kg、再熱蒸汽熱量占總熱量比例20%，熱電效率40%估算的再熱蒸汽增壓泵廠用電13.22%；因此運行電耗率η2=14.03%。儲放熱模塊涉及管道和設(shè)備熱損失率分別為η3和η4，參照上述η1的取值原則，取熱損失率η3=η4=1%。因為熔鹽的溫度上限導(dǎo)致放熱蒸汽和主蒸汽溫度差約90℃,理論做功?損失率η5=8.03%。

系統(tǒng)綜合效率η可以按如下方式進行計算：

Η=(1–η1)×(1–η2)×(1–η3)×(1–η4)×(1–η5)

儲能（熱）系統(tǒng)估算的理論綜合效率約為76.7%，已和抽水蓄能機組效率相當(dāng)，優(yōu)于熱電聯(lián)產(chǎn)機組電鍋爐調(diào)峰供熱方案。

6 Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

6.1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(fēng)力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電樁的接入，銓天候進行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲能系統(tǒng)、充電樁運行狀態(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(biāo)，促進可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負(fù)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)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。

6.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本方案遵循的標(biāo)準(zhǔn)有：

本技術(shù)規(guī)范書提供的設(shè)備應(yīng)滿足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范1部分：通用要求

GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)工業(yè)控制計算機基本平臺2部分：性能評定方法

GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范5部分：場地安全要求

GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計算機系統(tǒng)通用規(guī)范6部分：驗收大綱

GB/T2887-2011計算機場地通用規(guī)范

GB/T20270-2006信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)安全技術(shù)要求

GB50174-2018電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范

DL/T634.5101遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)

DL/T634.5104遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)5-104部分:傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡(luò)訪問101

GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

GB/T36270-2018微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

DL/T1864-2018獨立型微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運行規(guī)范

T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規(guī)范

T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運行與控制技術(shù)規(guī)范

T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應(yīng)技術(shù)要求

T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負(fù)荷管理技術(shù)導(dǎo)則

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運行規(guī)范

T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計規(guī)范

NB/T10148-2019微電網(wǎng)1部分：微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則

NB/T10149-2019微電網(wǎng)2部分：微電網(wǎng)運行導(dǎo)則

6.3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。

6.4型號說明

6.5系統(tǒng)配置

6.5.1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

6.6系統(tǒng)功能

6.6.1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：三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、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(fēng)電、儲能、充電樁及總體負(fù)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2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(fēng)電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。

6.6.1.1光伏界面

圖3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(fēng)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。

6.6.1.2儲能界面

圖4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(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖5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6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7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8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9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10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11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(dāng)前儲能電池的SOC信息。

圖12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(dāng)前電芯的Z大、Z小電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。

6.6.1.3風(fēng)電界面

圖13風(fēng)電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對風(fēng)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(fēng)速/風(fēng)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。

6.6.1.4充電樁界面

圖14充電樁界面

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

6.6.1.5視頻監(jiān)控界面

圖15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。

6.6.1.6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16光伏預(yù)測界面

6.6.1.7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(fù)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、有序充電、動態(tài)擴容等。

圖17策略配置界面

6.6.2運行報表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備Z定時間的運行參數(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、正向有功電能等。

圖18運行報表

6.6.3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19實時告警

6.6.4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(fēng)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20歷史事件查詢

6.6.5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B分B和正序/負(fù)序/零序電壓值、三相電流不平衡度B分B和正序/負(fù)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(fù)荷曲線，包括日有功負(fù)荷曲線（折線型）和年有功負(fù)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、Z大值、Z小值、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21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

6.6.6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(yuǎn)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22遙控功能

6.6.7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。

6.6.8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)點的用電情況，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24統(tǒng)計報表

6.6.8.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

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25微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/span>

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)?，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。

6.6.8.2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。

6.6.8.3用戶權(quán)限管理

應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。[5]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。

6.6.8.4故障錄波

應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準(zhǔn)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。

6.6.8.5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(dāng)每個事件發(fā)生時，存儲事故前*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Z定和隨意修改。

圖29事故追憶

7硬件及其配套產(chǎn)品

8 機組儲能投資及收益

投資估算靜態(tài)價格水平年按2022年D一季度核算，靜態(tài)投資約為3,500萬元，動態(tài)投資約為3,650萬元。投資內(nèi)部收益率(所得稅前)IRR≈19.49%，項目投資回收期所得稅前后分別為5.13年和5.49年。本項目可以由電廠獨立投資運營也可采取與項目方合作的方式投資運營，項目方與電廠擬定的利益參考分配原則：項目投產(chǎn)后，項目公司按用實際電費與電廠結(jié)算，電廠按用實際用熱費與項目公司結(jié)算。投產(chǎn)后設(shè)備交由電廠托管。從電網(wǎng)掙取的調(diào)峰輔助服務(wù)費用，在扣除上述成本后，按實際所得的調(diào)峰輔助服務(wù)費作為總額，項目公司按一定比例支付給電廠。在項目交由電廠托管后，電廠每年可以從項目公司取得可觀的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)甲乙雙方利益共贏。

表1投資及收益表

9機組儲能改造前景

近年來在減碳和環(huán)保的背景下新能源產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，新能源發(fā)電負(fù)荷的不穩(wěn)定性又給電網(wǎng)的穩(wěn)定性和承載帶來了一定沖擊，產(chǎn)生棄電現(xiàn)象，造成大量能量浪費。其主要原因之一就是儲能容量小、技術(shù)落后，現(xiàn)有機組儲能容量無法滿足電網(wǎng)對功率補償和功率平滑的需求。機組儲能的發(fā)展已成為新能源開發(fā)的重要輔助。

隨著電力需求逐年增長，用電高峰和低谷的負(fù)荷差距越來越大,火電機組進行儲能（熱）改造，將J大地提高其深度調(diào)峰能力，尤其是能解決常規(guī)改造方案存在鍋爐系統(tǒng)效率降低和輔機空轉(zhuǎn)率增加的瓶頸問題[5]同時機組儲能（熱）改造后可以提高機組供熱能力，機組調(diào)峰能力的增強以及老機組延壽使用方面能夠產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。未來，在此基礎(chǔ)上可以發(fā)展更具前景的光熱電站。

參考文獻

[1]王鈺森,初泰青,王智,等.熔鹽儲熱罐散熱試驗研究[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2019,15(1):54-58.

[2]柳磊,楊建剛,王東,等.火電汽輪機組熱電解耦技術(shù)研究[J].寧夏電力,2017(6):62-66.

[3]李曉莉.供熱機組調(diào)峰能力預(yù)測方法研究[D].吉林:東北電力大學(xué),2016.

[4]楊大錨,袁福祥.熱電機組靈活性提升—儲熱罐建模與特性分析[J].工業(yè)控制計算機,2017,30(11):65-67.

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用設(shè)計,2022,05

[6]李洪濤，王懷福，馬 英. 火電機組儲能改造技術(shù)分析及應(yīng)用