Micro lưới EMS

Microgrid là một hệ thống điện xoay chiều/DC điện áp trung bình và thấp có chứa năng lượng và tải phân tán. Theo mối quan hệ kết nối giữa lưới điện vi mô và lưới điện lớn, lưới điện vi mô có thể được chia thành loại độc lập và loại lưới. Trong đó, không có kết nối điện giữa lưới điện siêu nhỏ độc lập và lưới điện lớn và chỉ hoạt động ở chế độ silo; Lưới siêu nhỏ được kết nối với lưới điện lớn như một đơn vị điều khiển và có thể hoạt động trong chế độ lưới và chế độ silo.

Tổng quan

Microgrid là một hệ thống điện xoay chiều/DC điện áp trung bình và thấp có chứa năng lượng và tải phân tán. Theo mối quan hệ kết nối giữa lưới điện vi mô và lưới điện lớn, lưới điện vi mô có thể được chia thành loại độc lập và loại lưới. Trong đó, không có kết nối điện giữa lưới điện siêu nhỏ độc lập và lưới điện lớn và chỉ hoạt động ở chế độ silo; Lưới siêu nhỏ được kết nối với lưới điện lớn như một đơn vị điều khiển và có thể hoạt động trong chế độ lưới và chế độ silo.

Số ST895Micro lưới EMSVới mô-đun hệ thống để giám sát, phân tích và điều khiển toàn diện quang điện, lưu trữ năng lượng, hệ thống phân phối điện, phát điện diesel, các chức năng chính bao gồm: thu thập và xử lý dữ liệu, xử lý báo động, điều khiển và ghi lại hoạt động (bao gồm vận hành con người, điều khiển tự động điều khiển bộ điều khiển, điều khiển tự động hệ thống quản lý năng lượng lưới điện, điều khiển ổn định lưới điện, dịch vụ tương tác, tối ưu hóa lịch trình, hạt nhân an toàn, tối ưu hóa hợp tác lưu trữ mạng nguồn, quản lý tải, v.v.), chức năng quản lý, điều khiển và vận hành (với nhiều chế độ khác nhau như lưu trữ quang, lưu trữ củi, lưu trữ củi phong cảnh, v.v.), thời gian chuyển đổi không quá 20ms, v.), tính toán thống kê trực tuyến, chức năng hiển thị hình ảnh, chức năng giao diện người-máy, giao diện truyền thông, tự chẩn đoán và tự phục hồi của hệ thống, chức năng bảo trì, quản lý quyền Đợi đã.

Nguyên tắc chung

(1) Các khái niệm, công nghệ, phương pháp và thiết bị được sử dụng bởi hệ thống, vừa đáng tin cậy và trưởng thành, vừa phản ánh trình độ quốc tế hiện nay và có tiềm năng phát triển. Hiệu suất kỹ thuật tổng thể của hệ thống phải đạt được trong nước hiện nayMicro lưới EMSTrình độ xây dựng hệ thống và duy trì tính chất của nó trong một thời gian nhất định.

(2) Việc lựa chọn phần mềm và phần cứng hệ thống phải tuân theo đặc điểm kỹ thuật hệ thống mở và hỗ trợ nhiều giao thức tiêu chuẩn quốc tế, bao gồm việc áp dụng hệ điều hành mở, cơ sở dữ liệu, ứng dụng, công cụ phát triển, giao thức giao diện, v.v.

c) Hệ thống phải có tính mở rộng về dung lượng hệ thống, khả năng thông tin liên lạc, khả năng xử lý, có thể dễ dàng nâng cấp sản phẩm, thay thế và mở rộng chức năng. Công nghệ, phương pháp và thiết bị được sử dụng bởi hệ thống, cung cấp giao diện tiêu chuẩn mở cho các ứng dụng của bên thứ ba. Trong các nâng cấp sau này, nó có thể bảo vệ hiệu quả các khoản đầu tư hiện có và có tỷ lệ giá hiệu suất toàn diện cao.

(4) Hệ thống có thể hoạt động 24 giờ một ngày, 365 ngày một năm, tất cả các thiết bị có độ tin cậy cao và hiệu suất tuyệt vời.

(5) Hệ thống có mức độ bảo mật và bảo mật cao, ngăn chặn tất cả các hình thức xâm nhập bất hợp pháp vào hệ thống thông qua các biện pháp như kiểm soát bảo vệ theo cấp hệ thống, quyền lưu trữ dữ liệu và cách ly an ninh mạng.

(6) Quản trị viên hệ thống có thể quản lý bảo trì hệ thống và không ảnh hưởng đến hoạt động kinh doanh tổng thể của hệ thống khi tiến hành bảo trì sửa chữa. Các tài liệu của hệ thống ghi chép đồng thời phải hoàn chỉnh, chính xác, trước sau nhất trí, ghi chép chính xác của kết nối vật lý trong các tài liệu tương ứng. Các tài liệu ngoài việc bản thân ghi chép chính xác ra, còn phải đảm bảo nhất trí logic với nhau. Thuận tiện cho công việc bảo trì người dùng sau khi bàn giao.

Cấu trúc mạng hệ thống

Micro lưới EMSThành phần chính của hệ thống là chuẩn bị chính của trạm làm việc EMS, thiết bị đối chiếu Beidou, bộ điều khiển phối hợp, thiết bị mạng lưới truyền thông, v.v. Hệ thống sử dụng lớp điều khiển trạm, lớp khoảng cách và cấu trúc ba lớp liên quan đến hình thành. Sơ đồ cấu trúc hệ thống như sau:

EMS Workstation (hoặc máy chủ) là cốt lõi của toàn bộ hệ thống, chức năng chính là chạy phần mềm quản lý năng lượng, nhận hướng dẫn lập kế hoạch và gửi hướng dẫn điều khiển đến địa tầng. Máy chủ EMS sử dụng hình thức dự phòng nhiệt hai máy, hệ điều hành sử dụng hệ điều hành bảo mật Unix hoặc Linux sản xuất trong nước để đảm bảo an toàn dữ liệu hệ thống liên quan đến mạng. Hình thức thiết bị thông qua cài đặt rack-mount, tủ máy chủ hỗ trợ được lắp đặt trong container thiết bị.

Tính năng

Các tính năng chính

(1) Hệ thống EMS có hai thuật toán điều khiển chế độ trên lưới và silo và có thể điều khiển chuyển đổi mượt mà giữa hai chế độ hoạt động;

(2) Hệ thống có thể đưa ra dự báo dài hạn và ngắn hạn về việc sử dụng điện tải, đạt được quản lý năng lượng tiên tiến của hệ thống microgrid thông qua phân tích dự báo, cho phép microgrid hoạt động an toàn và kinh tế;

(3) Hệ thống hỗ trợ chức năng đối chiếu, hỗ trợ đồng bộ hóa đồng hồ chính xác cấp độ tinh tế IEEE1588;

(4) Hỗ trợ cấu trúc C/S, hỗ trợ xử lý thời gian thực đa nhiệm, đa người dùng;

(5) Hệ thống có đặc điểm hoạt động đa nền tảng, có thể chạy trên Windows, Linux, nền tảng hệ điều hành trong nước;

Yêu cầu hiệu suất hệ thống

Độ tin cậy của hệ thống

(1) Tỷ lệ tin cậy hàng năm của hệ thống>99,9%;

(2) Thời gian thất bại trung bình N của thiết bị đơn vị (mô-đun)>50.000 giờ;

(3) Thiết bị quan trọng (quan trọng) Thời gian thất bại trung bình N>100.000 giờ.

Cuộc sống hoạt động

(1) tuổi thọ của tất cả các thiết bị trong điều kiện sử dụng bình thường (với một số dự phòng) không ít hơn 15 năm;

(2) Tất cả các thiết bị hoạt động theo các chỉ số hiệu suất nhất định và không cần điều chỉnh và bảo trì thủ công trong 4.000 giờ liên tục.

Chỉ số thời gian thực hệ thống

(1) Thời gian truyền tải vùng chết từ xa ít hơn 3 giây

(2) Thời gian truyền tín hiệu thay đổi nhỏ hơn 2 giây

(3) Điều khiển từ xa, thời gian truyền lệnh điều khiển từ xa dưới 1 giây

(4) Thời gian quét dữ liệu thời gian thực của hệ thống 1~10 giây (có thể điều chỉnh)

(5) Thời gian truyền dữ liệu thời gian thực ít hơn 3 giây trong truyền thông mạng từ xa của máy tính

(6) Thời gian phản hồi cuộc gọi màn hình nhỏ hơn 2 giây

(7) Thời gian làm mới dữ liệu thời gian thực 1~10 giây (có thể điều chỉnh)

(8) Thời gian làm mới dữ liệu màn hình tương tự 2~5 giây

(9) Khoảng thời gian lưu trữ tối thiểu là 10 phút và thời gian lưu trữ tối đa là 6 tháng

Độ chính xác

(1) Độ chính xác đo từ xa lớn hơn 99,5%

(2) Tỷ lệ chính xác của Telesign là 100%

(3) Điều khiển từ xa chính xác 100%

(4) Độ chính xác điều chỉnh từ xa 100%

(5) Độ phân giải trong trạm nhỏ hơn hoặc bằng 2ms

Thời gian hồi ức tai nạn hệ thống (PDR)

Thời gian hồi ức trước tai nạn hệ thống 15 phút

Thời gian hồi ức sau tai nạn hệ thống 15 phút

Chỉ số tỷ lệ tải hệ thống

Lưới điện bình thường:

(1) Tốc độ tải trung bình của CPU máy chủ ≤20% trong bất kỳ 5 phút nào

(2) Tốc độ tải trung bình của CPU máy trạm MMI ≤30% trong bất kỳ 5 phút nào

(3) Tỷ lệ tải trung bình của mạng LAN Home ≤10% trong bất kỳ 5 phút nào

Tình trạng tai nạn lưới điện:

(1) Tốc độ tải trung bình của CPU máy chủ ≤30% trong bất kỳ 1 phút nào

(2) Tốc độ tải trung bình của CPU máy trạm MMI ≤40% trong bất kỳ 1 phút nào

(3) Tỷ lệ tải trung bình của mạng LAN Home ≤20% trong bất kỳ 1 phút nào

chức năng

Micro lưới EMSChủ yếu chứa các chức năng như thu thập dữ liệu, xử lý dữ liệu, xử lý báo động, tương tác người-máy, thống kê thời gian thực, quản lý năng lượng và các chức năng khác;

Thu thập dữ liệu

(1) mỗi gió, thông tin biến tần PV (trạng thái phát điện, công suất, trạng thái ngắt mạch AC/DC, điện áp bên DC, dòng điện, điện áp ba pha AC, tần số, dòng điện, nhiệt độ, tất cả các loại thông tin báo động, v.v.);

(2) thông tin chuyển đổi năng lượng lưu trữ (trạng thái sạc và xả, công suất, trạng thái ngắt mạch AC/DC, điện áp bên DC, dòng điện, điện áp ba pha AC, tần số, dòng điện, nhiệt độ, tất cả các loại thông tin báo động, v.v.);

(3) thông tin hệ thống quản lý pin (trạng thái sạc và xả, công suất, trạng thái tiếp xúc, SOC, SOH, điện áp bên DC, dòng điện, điện áp pin monomer, nhiệt độ, tất cả các loại thông tin báo động/bảo vệ, v.v.);

(4) Thông tin đồng hồ đo đa chức năng của mỗi tủ phân phối trên lưới (điện áp pha, điện áp dây, dòng điện ba pha, công suất hoạt động/phản ứng, công suất rõ ràng, hệ số công suất, tần số, điện hoạt động/phản ứng, v.v.);

(5) Thông tin đồng hồ đo đa chức năng của mỗi tủ phân phối của người dùng (điện áp pha, điện áp dây, dòng điện ba pha, công suất hoạt động/phản ứng, công suất rõ ràng, hệ số công suất, tần số, điện hoạt động/phản ứng, v.v.);

(6) thông tin tủ lưu trữ năng lượng ngoài trời (thông tin điều hòa không khí, thông tin hệ thống phòng cháy chữa cháy);

(7) Hệ thống động cơ diesel (chế độ hoạt động, công suất, trạng thái bộ ngắt mạch AC, điện áp pha AC, điện áp dây, dòng điện ba pha, công suất hoạt động/phản ứng, công suất rõ ràng, hệ số công suất, tần số, điện hoạt động/phản ứng, v.v.);

(8) Hệ thống pin nhiên liệu hydro (chế độ hoạt động, công suất, trạng thái bộ ngắt mạch AC, điện áp pha AC, điện áp dây, dòng điện ba pha, công suất hoạt động/phản ứng, công suất rõ ràng, hệ số công suất, tần số, hoạt động/phản ứng, vv);

xử lý dữ liệu

Mô-đun xử lý dữ liệu hệ thống quản lý năng lượng cung cấp các chức năng như xử lý khối lượng mô phỏng, xử lý khối lượng trạng thái, xử lý dữ liệu không thực tế, tính toán và thống kê.

(1) Xử lý khối lượng mô phỏng: khối lượng mô phỏng mô tả giá trị định lượng thời gian thực của hoạt động của từng hệ thống; Việc xử lý khối lượng mô phỏng có thể đạt được tất cả các thiết lập con người phải được hiển thị tự động trong danh sách và biểu đồ dây tương ứng có thể được điều chỉnh dựa trên trạm nhà máy thuộc khối lượng mô phỏng đó.

(2) Xử lý khối lượng trạng thái: khối lượng trạng thái bao gồm khối lượng chuyển đổi và khối lượng kỹ thuật số đa trạng thái, cụ thể là trạng thái tốt và xấu của thiết bị, vị trí chuyển đổi, khóa dao cách ly, vị trí khóa dao nối đất, bảo vệ trạng thái điểm tiếp xúc cứng và các lượng tín hiệu khác. Số lượng trạng thái có thể được thiết lập nhân tạo, khi trạng thái thiết lập nhân tạo nhất trí với trạng thái thu thập, bạn có thể đưa ra thông tin nhắc nhở.

(3) Xử lý dữ liệu không thực tế: Dữ liệu không được thu thập trực tiếp được gọi là dữ liệu không thực tế và có thể được nhập bởi con người hoặc thông qua tính toán.

d) Tính toán: Có chức năng tính toán công thức tùy chỉnh và tính toán tiêu chuẩn thường dùng. Bạn có thể tùy chỉnh các tính năng tính toán tiêu chuẩn.

(5) Thống kê: Phân tích thống kê các dữ liệu quan trọng, chẳng hạn như công suất phát điện của động cơ diesel, công suất quang điện, sạc và xả năng lượng lưu trữ, thời gian sạc và xả, số lượng pin bị lỗi, v.v. Thống kê về giá trị đo bao gồm giá trị lớn nhất, tối thiểu, trung bình và thống kê thời gian tương ứng.

Xử lý báo động

Hệ thống EMS có chức năng báo động tai nạn và báo động trước. Báo động tai nạn bao gồm các tín hiệu hành động của bộ ngắt và thiết bị bảo vệ gây ra bởi hoạt động bất thường; Báo động trước bao gồm thay đổi thiết bị chung, thông tin trạng thái bất thường, giới hạn số lượng mô phỏng hoặc nhiệt độ, hệ thống giám sát máy tính mềm, trạng thái phần cứng bất thường, v.v.

Tương tác người-máy

Thống kê thời gian thực

Hệ thống EMS có các chức năng theo dõi và thống kê thời gian thực sau đây:

(1) Thống kê phát điện phân tán: Thông tin vận hành thời gian thực, thông tin báo động của nguồn điện quang điện phân tán được giám sát toàn diện, và thống kê và phân tích nhiều khía cạnh của điện quang điện để đạt được sự kiểm soát toàn diện của nguồn điện phân tán.

(2) Giám sát lưu trữ năng lượng: thông tin hoạt động thời gian thực của pin lưu trữ năng lượng, thông tin báo động để giám sát toàn diện, và thống kê và phân tích nhiều khía cạnh của lưu trữ năng lượng để đạt được sự kiểm soát toàn diện của lưu trữ năng lượng.

(3) Giám sát tải: tải có điều kiện được theo dõi, kiểm soát và thống kê và cung cấp cơ sở cho việc giảm tải hàng tuần thấp, phân tích điều khiển cân bằng điện lưới, v.v.

(4) Giám sát và thống kê toàn diện mạng lưới phân phối: thống nhất giám sát hoạt động của hệ thống phân phối thông tin toàn diện, bao gồm tần số trực tuyến, điện áp thanh cái, công suất phân phối và thống kê thời gian thực về tổng công suất phát điện, công suất dư lưu trữ năng lượng, tổng tải tích cực, tổng tải phản ứng, tổng tải nhạy cảm, tải có thể kiểm soát, tải có thể loại bỏ và có thể theo dõi trạng thái chuyển mạch của từng bộ ngắt mạch, mỗi nhánh có công suất phản ứng, báo động của từng thiết bị và các thông tin thời gian thực khác, phát triển chiến lược phản ứng để đạt được sự kiểm soát ổn định của toàn bộ mạng lưới phân phối. Giao diện thông tin dự trữ cho lưới điện bên ngoài, đáp ứng công suất và không cung cấp thêm thiết bị.

Quản lý năng lượng

Hệ thống EMS có thể thực hiện các hoạt động bình thường của bộ ngắt mạch, công tắc chuyển mạch và các hoạt động cần thiết khác theo lệnh đầu vào của người vận hành, có thể tính toán cân bằng và phản ứng chiến lược dựa trên dữ liệu giám sát nguồn và tải, kết quả thống kê. Kết quả thực hiện kiểm soát hoạt động có thể được phản hồi vào biểu đồ thiết bị có liên quan và việc thực hiện nó có thể tạo ra các báo cáo thực hiện bình thường (hoặc bất thường) và có thể được hiển thị.

Chức năng điều khiển chuyển đổi

EMS có thể tắt tủ phân phối từ xa tất cả các bộ ngắt mạch vòng (ngoại trừ hệ thống được cấu hình là bộ ngắt mạch thủ công), giao diện chính của hệ thống, có thể hiển thị chính xác vị trí trạng thái của từng bộ ngắt mạch, và hoạt động chia/hợp của bộ ngắt mạch có thể đạt được sau khi người vận hành nhập hướng dẫn tương ứng. Trong chế độ tự động, EMS có thể tự động chia/đóng ngắt mạch tương ứng theo yêu cầu. Chẳng hạn như cắt một phần tải, chuyển đổi đa nguồn/công tắc nguồn một phần.

Điều khiển biến tần PV

EMS có thể theo dõi trạng thái hoạt động của biến tần quang điện trong thời gian thực. Nó có chức năng điều chỉnh hoạt động liên tục, điều chỉnh phản ứng biến tần quang điện. Theo trạng thái hoạt động của hệ thống, điều chỉnh sản lượng điện hoạt động của biến tần PV trong thời gian thực.

Kiểm soát hệ thống lưu trữ năng lượng

EMS có thể theo dõi tình trạng hoạt động của BMS, PCS trong thời gian thực, có thể điều chỉnh động chế độ sạc, công suất sạc, dòng sạc, công suất xả và các thông số hoạt động khác của PCS theo chỉ thị và trạng thái BMS. EMS có chức năng bảo vệ pin, theo chỉ thị tải lên BMS và điều khiển trạng thái thời gian thực PCS thực hiện các chức năng như ngừng hoạt động, chờ, chỉ xả, chỉ sạc, v.v. và có thể theo trạng thái BMS để điều chỉnh hoạt động liên tục, điều chỉnh phản ứng hướng dẫn cho PCS.

Kiểm soát hệ thống Chaifa

EMS có thể theo dõi trạng thái hoạt động của Chaifa trong thời gian thực, có thể theo dõi trạng thái Chaifa bằng phương pháp truyền thông, mạch cung cấp Chaifa được lắp đặt với bộ ngắt mạch và dụng cụ thông minh, hệ thống có thể theo dõi điện áp hiện tại, công suất và sản lượng điện của mạch cung cấp điện, hệ thống có chức năng điều khiển mạch điều khiển Chaifa.

Tắt lưới trên điều khiển logic

Điều khiển logic ngoài lưới

Logic điều khiển ngoài lưới chủ yếu xử lý các chế độ hoạt động silo mà không có sự tham gia của điện thành phố. Đạt được sự ổn định tự phát, tự lưu trữ, tự điều chỉnh bán hàng; Logic vận hành cụ thể được thể hiện trong hình dưới đây:

Đối với các quy trình logic, chủ yếu được thực hiện bằng các thuật toán logic C hiệu quả cao:

Điều khiển logic trên lưới

Logic điều khiển trên mạng chủ yếu xử lý chế độ hoạt động trên mạng trong trường hợp có sự tham gia của điện thành phố. Logic vận hành cụ thể được thể hiện trong hình dưới đây:

Đối với các quy trình logic, chủ yếu được thực hiện bằng các thuật toán logic C hiệu quả cao:

tổng kết

ST890Micro lưới EMSHệ thống này là trung tâm của toàn bộ hệ thống microgrid và là một hệ thống giám sát để thực hiện đo lường, giám sát, kiểm soát, bảo vệ cũng như thực hiện nâng cao và thô trên microgrid. Nó đóng một vai trò quan trọng trong việc thực hiện lập kế hoạch năng lượng thời gian thực và quản lý, theo dõi và phát hiện lưới điện nhỏ.

Trường hợp

Dự án nằm ở khu vực độ cao so với mặt biển, độ cao so với mặt biển khoảng 5.400 mét, hệ thống chủ yếu tạo thành trạm làm việc EMS, BMS、PCS、 quang điện, máy phát điện diesel và tải, vv

Trang web thu thập dữ liệu cho thiết bị đa chức năng, màn hình DC, biến tần PV, BMS, PCS và các thiết bị khác. Chiến lược điều khiển hoạt động trên lưới, gỡ lỗi chiến lược điều khiển ngoài lưới. EMS có thể theo dõi tình trạng hoạt động của BMS, PCS trong thời gian thực, có thể điều chỉnh động chế độ sạc, công suất sạc, dòng sạc, công suất xả và các thông số hoạt động khác của PCS theo chỉ thị và trạng thái BMS. EMS có chức năng bảo vệ pin, theo chỉ thị tải lên BMS và điều khiển trạng thái thời gian thực PCS thực hiện các chức năng như ngừng hoạt động, chờ, chỉ xả, chỉ sạc, v.v. và có thể theo trạng thái BMS để điều chỉnh hoạt động liên tục, điều chỉnh phản ứng hướng dẫn cho PCS.