安科瑞 劉秋霞
摘要：分布式光儲技術憑借其*特的靈活性，為電力系統提供了更高的穩定性和效率，但其工程管理的雜性和挑戰性也顯著增加。傳統的工程管理方法已經難以滿足新型電力系統模式的要求，迫切需要探索新的管理方法來確保分布式光儲項目的成功實施。工程管理不僅需要考慮技術和經濟因素，還需要充分考慮項目的社會和環境影響，確保其可持續性。針對新型電力系統模式，深入研究和完善分布式光儲項目工程管理的方法，對于推動電力系統和光伏產業的持續健康發展具有重要的理論和實踐意義。
關鍵詞：分布式光儲項目；集控運行；智能控制
引言
近年來，在國家政策帶動下，光伏產業高速發展，國家對該產業給予了較大支持，光伏發電項目逐年遞增，這些項目每年為國家創造了較大的效益。根據有關數據，未來5年內將有更多的分布式光儲并網，為提高分布式光儲項目的運行可靠性，建立分布式光儲集控中心，并進行集中化、智能化管理十分重要。每一分布式光儲項目都有各自的特點，在集控運行管理中需從實際情況出發，采用新技術、新理念，保持管理的先進性，提高項目綜合效益。
1分布式光儲控制系統運轉原理
1.1系統構成
在能源領域分布式光儲項目廣受關注，此類項目的控制系統內包含光伏電源結構板、電流匯流設備、電源逆變器、蓄電池等，每部分都有各自的作用，在系統的統一管控下可保持各部分之間的相互配合，可促進電力生產及利用。分布式光儲控制系統中的單個電池板很難直接生成可入網交流電滿足用戶需求，利用光伏電池結構板可解決這一問題，通過構建串聯關系，可由集中設備匯集光伏電池板的電力資源，促進電力資源在不同模塊之間的傳輸效率，將逆變后電能并入配網，使配網有更多的電力資源供應、分配給用戶。光伏發電過程中光照強度是影響發電效率、發電量的重要因素。但因為光照強度具有不可控性，在季節、天氣因素影響下，不同地區、不同時段的光照強度大小不一，個別地區經常性出現陰雨天氣，在該地區內建設光伏發電站，在電站運行期間因為光照強度不佳，發電量持續變化，無法保持在穩定狀態。如分布式光儲過程中電站的發電總量不穩定，將會干擾并網狀態及效果。考慮上述問題，光伏發電站幾乎都設有儲能裝置，儲能裝置可將其中儲存的電能接入電網，由電網的各節點再傳輸給需求端。如光伏電池的輸出功率較小，蓄電池自動進入電力傳輸及放電狀態，此過程下基本能保持負荷的穩定性，避免在某一時間段內負荷頻繁變化。
1.2光伏逆變設備
在分布式光儲系統中，光伏逆變設備*不可少，很多情況下，此設備被稱為逆變電源，在電能傳輸中該設備可促進直流電向交流電的轉化。現階段，我國進入了信息時代，電子技術、微電子技術等高速發展，在電力領域為保持各類設備的高速發展，逆變技術十分重要，此技術可促進直流電向交流電的轉換。逆變技術屬于專業性技術，為發揮此項技術的作用，有關人員需立足實際需求，配備高可靠性的硬件設備、電子元件。多年來，光伏發電技術越發成熟，在許多光伏發電站中逆變技術較為成熟，此技術的控制電路有較高要求，需配備單片機處理設備，實現智能化控制。 計算機技術發展到今天，市場上陸續出現了多種電力零部件、功率設備，逆變器呈現微型化趨勢，體積雖小，但其運行效率較高，具備多種功能。依據光伏發電系統的工作過程，逆變器能準確控制半導體功率開關的工作狀態，方便直流電向交流電的轉換。
2分布式光儲建設項目中的風險因素分析
2.1技術風險
隨著光伏技術的快速發展，新的技術不斷涌現，可能導致在項目建設期內采用的技術逐漸過時。這主要表現在光伏組件的效能提升、逆變器技術的更新、智能監控系統的升級等方面。若項目開始時采用的技術無法跟上行業的發展步伐，可能導致發電效率低、維護成本高、系統穩定性差等問題。為有效應對技術風險，項目團隊應保持對光伏技術領域的敏感性，及時了解新技術的進展和應用。
2.2政策風險
政策變動可能對項目產生不利影響，其中尤為顯著的就是補貼政策的調整。補貼政策的不確定性和變動性可能直接影響項目的回報率和盈利水平。有關部門可能會根據市場情況、財政狀況等因素對光伏發電項目的補貼標準和期限進行調整，這可能導致項目的投資回收周期延長、預期收益降低，甚至影響項目的經濟可行性。為降低政策風險，項目團隊應當密切關注相關的政策動向，及時獲取和理解相關政策信息。
3新型電力系統模式背景下分布式光儲工程管理的優化方法
3.1整合創新技術與管理
面對新型電力系統模式下的挑戰，分布式光儲工程管理急需進行深度優化。首先，建議引入先進的物聯網技術來實現分布式光儲系統的全程監控。通過部署高精度傳感器，可以實時采集光伏模塊的電壓、電流、溫度和光照等參數，并將這些數據上傳至云端分析平臺。利用深度學習算法，對數據進行實時分析，預測光伏輸出，并根據電網需求進行智能調度。其次，在工程管理中應充分應用數字孿生技術。通過創建分布式光儲項目的數字模型，可以實現項目的虛擬仿真與實際操作的同步反饋。這不僅有助于前期的設計驗證，還可以在項目運營中提供故障診斷、性能優化等智能建議。基于邊緣計算的數據處理策略可以進一步減少數據傳輸延遲，為實時控制提供技術保障。再次，采用區塊鏈技術優化供應鏈管理。在分布式光儲項目中，從原材料采購、組件生產到項目部署和后期維護，每一環節都涉及多方參與者。區塊鏈提供了一個去中心化、透明且安全的數據交換平臺，確保供應鏈中的每一筆交易都能被有效記錄與追蹤，大大提高了整體供應鏈的效率和透明度。將知識圖譜技術融入工程管理中。知識圖譜能夠將分散的數據與知識進行結構化整合，為工程管理者提供基于事實的決策支持。
3.2制定效率與協同管理機制
分布式光儲項目的建設是一個復雜的系統工程，涉及多個環節、多個部門，因此需要制定顯著協同的管理機制。在制定管理機制時，應充分借鑒*內外*進經驗，合理運用運籌學、供應鏈管理等現代管理方法，提高項目管理效率。如充分運用運籌學原理與方法，如線性規劃、網絡優化、多目標決策等，為項目管理提供科學、定量的優化策略。利用這些先進方法，可以確保項目資源得到有效配置，各項任務按優化順序進行，大大提高整體效率。引入現代供應鏈管理原理，構建總體、細致的項目物流、信息流與資金流管理體系。借助先進的供應鏈管理軟件，如ERP、SCM和PLM，確保項目的每一個環節都能得到實時、準確的信息反饋，從而實現項目管理有效協同。
4安科瑞產品介紹
Acrel-2000MG微電網能量管理系統，是我司根據新型電力系統下微電網監控系統與微電網能量管理系統的要求，總結國內外的研究和生產的經驗，專門研制出的企業微電網能量管理系統。本系統滿足光伏系統、風力發電、儲能系統以及充電樁的接入，整天進行數據采集分析，直接監視光伏、風能、儲能系統、充電樁運行狀態及健康狀況，是一個集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該系統在安全穩定的基礎上以經濟優化運行為目標，促進可再生能源應用，提高電網運行穩定性、補償負荷波動；有效實現用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。
微電網能量管理系統應采用分層分布式結構，整個能量管理系統在物理上分為三個層：設備層、網絡通信層和站控層。站級通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協議，物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等。系統支持Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT 等通信規約。
4.1 應用場所
系統可應用于城市、高速公路、工業園區、工商業區、居民區、智能建筑、海島、無電地區可再生能源系統監控和能量管理需求。
4.2系統架構
本平臺采用分層分布式結構進行設計，即站控層、網絡層和設備層，詳細拓撲結構如下：
圖1 典型微電網能量管理系統組網方式
4.3 系統功能
4.3.1實時監測
微電網能量管理系統人機界面友好，應能夠以系統一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態，實時監測光伏、風電、儲能、充電樁等各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態及有關故障、告警等信號。其中，各子系統回路電參量主要有：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計值；狀態參數主要有：開關狀態、斷路器故障脫扣告警等。
系統應可以對分布式電源、儲能系統進行發電管理，使管理人員實時掌握發電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態及發電單元與儲能單元運行功率設置等。
系統應可以對儲能系統進行狀態管理，能夠根據儲能系統的荷電狀態進行及時告警，并支持定期的電池維護。
微電網能量管理系統的監控系統界面包括系統主界面，包含微電網光伏、風電、儲能、充電樁及總體負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求，也可將充電，儲能及光伏系統信息進行顯示。
圖2 系統主界面
子界面主要包括系統主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統計列表等。
4.3.2 光伏界面
圖 3 光伏系統界面
本界面用來展示對光伏系統信息，主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態監測及報警、逆變器及電站發電量統計及分析、并網柜電力監測及發電量統計、電站發電量年有效利用小時數統計、發電收益統計、碳減排統計、輻照度/風力/環境溫濕度監測、發電功率模擬及效率分析；同時對系統的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數據進行展示。
4.3.3 儲能界面
圖 4 儲能系統界面
本界面主要用來展示本系統的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。
圖 5 儲能系統PCS參數設置界面
本界面主要用來展示對PCS的參數進行設置，包括開關機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。
圖 6 儲能系統BMS參數設置界面
本界面用來展示對BMS的參數進行設置，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PCS電網側數據界面
本界面用來展示對PCS電網側數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數等。
圖 8 儲能系統PCS交流側數據界面
本界面用來展示對PCS交流側數據，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數、溫度值等。同時針對交流側的異常信息進行告警。
圖 9 儲能系統PCS直流側數據界面
本界面用來展示對PCS直流側數據，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側的異常信息進行告警。
圖 10 儲能系統PCS狀態界面
本界面用來展示對PCS狀態信息，主要包括通訊狀態、運行狀態、STS運行狀態及STS故障告警等。
圖 11 儲能電池狀態界面
本界面用來展示對BMS狀態信息，主要包括儲能電池的運行狀態、系統信息、數據信息以及告警信息等，同時展示當前儲能電池的SOC信息。
圖 12 儲能電池簇運行數據界面
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，并展示當前電芯的大、小電壓、溫度值及所對應的位置。
4.3.4 風電界面
圖 13風電系統界面
本界面用來展示對風電系統信息，主要包括逆變控制一體機直流側、交流側運行狀態監測及報警、逆變器及電站發電量統計及分析、電站發電量年有效利用小時數統計、發電收益統計、碳減排統計、風速/風力/環境溫濕度監測、發電功率模擬及效率分析；同時對系統的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數據進行展示。
4.3.5 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據等。
4.3.6 視頻監控界面
圖 15 微電網視頻監控界面
本界面主要展示系統所接入的視頻畫面，且通過不同的配置，實現預覽、回放、管理與控制等。
4.3.7發電預測
系統應可以通過歷史發電數據、實測數據、未來天氣預測數據，對分布式發電進行短期、超短期發電功率預測，并展示合格率及誤差分析。根據功率預測可進行人工輸入或者自動生成發電計劃，便于用戶對該系統新能源發電的集中管控。
圖 16 光伏預測界面
4.3.8策略配置
系統應可以根據發電數據、儲能系統容量、負荷需求及分時電價信息，進行系統運行模式的設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、動態擴容等。
具體策略根據項目實際情況（如儲能柜數量、負載功率、光伏系統能力等）進行接口適配和策略調整，同時支持定制化需求。
圖 17 策略配置界面
4.3.9運行報表
應能查詢各子系統、回路或設備規定時間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、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 18 運行報表
4.3.10實時報警
應具有實時報警功能，系統能夠對各子系統中的逆變器、雙向變流器的啟動和關閉等遙信變位，及設備內部的保護動作或事故跳閘時應能發出告警，應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；并應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關人員。
圖 19 實時告警
4.3.11歷史事件查詢
應能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數、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，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。
圖 20 歷史事件查詢
4.3.12 電能質量監測
應可以對整個微電網系統的電能質量包括穩態狀態和暫態狀態進行持續監測，使管理人員實時掌握供電系統電能質量情況，以便及時發現和消除供電不穩定因素。
1）在供電系統主界面上應能實時顯示各電能質量監測點的監測裝置通信狀態、各監測點的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：系統應能實時顯示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：系統應能顯示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；應能顯示電壓偏差與頻率偏差；
4）功率與電能計量：系統應能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率；應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）電壓暫態監測：在電能質量暫態事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發生時，系統應能產生告警，事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關人員；系統應能查看相應暫態事件發生前后的波形。
6）電能質量數據統計：系統應能顯示1min統計整2h存儲的統計數據，包括均值、大值、小值、95%概率值、方均根值。
7）事件記錄查看功能：事件記錄應包含事件名稱、狀態（動作或返回）、波形號、越限值、故障持續時間、事件發生的時間。
圖 21 微電網系統電能質量界面
4.3.13 遙控功能
應可以對整個微電網系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。系統維護人員可以通過管理系統的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執行的操作順序，可以及時執行調度系統或站內相應的操作命令。
圖 22 遙控功能
4.3.14 曲線查詢
應可在曲線查詢界面，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、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。
圖 23 曲線查詢
4.3.15 統計報表
具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的發電、用電、充放電情況，即該節點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。對微電網與外部系統間電能量交換進行統計分析；對系統運行的節能、收益等分析；具備對微電網供電可靠性分析，包括年停電時間、年停電次數等分析；具備對并網型微電網的并網點進行電能質量分析。
圖 24 統計報表
4.3.16 網絡拓撲圖
系統支持實時監視接入系統的各設備的通信狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構；可在線診斷設備通信狀態，發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。
圖 25 微電網系統拓撲界面
本界面主要展示微電網系統拓撲，包括系統的組成內容、電網連接方式、斷路器、表計等信息。
4.3.17 通信管理
可以對整個微電網系統范圍內的設備通信情況進行管理、控制、數據的實時監測。系統維護人員可以通過管理系統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，快速查看某設備的通信和數據情況。通信應支持Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104 、MQTT等通信規約。
圖 26 通信管理
4.3.18 用戶權限管理
應具備設置用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控操作，運行參數修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
圖 27 用戶權限
4.3.19 故障錄波
應可以在系統發生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各相關電氣量的變化情況，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個開關量波形。
圖 28 故障錄波
4.3.20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據，包括開關位置、保護動作狀態、遙測量等，形成事故分析的數據基礎。
用戶可自定義事故追憶的啟動事件，當每個事件發生時，存儲事故*10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關點數據。啟動事件和監視的數據點可由用戶規定和隨意修改。
圖 29 事故追憶
4.系統硬件配置
5結束語
總體而言，分布式光儲項目的成功建設需要全過程的風險管理，這意味著在項目的規劃、設計、采購、施工、運營和維護各個階段都要有系統性的風險識別、評估和控制。只有在這個過程中科學合理地應對各類風險，項目才能夠在技術、經濟和社會等多方面取得可持續的發展。本文通過對分布式光儲項目中的關鍵風險因素進行深入剖析，并提出相應的管理策略，有望為未來類似項目的實施提供有力的支持。隨著全球對可再生能源需求的增加，科學有效的風險管理將成為確保光伏發電項目長期成功運行的不能或缺的一環。
參考文獻
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