Giới thiệu：

Được thúc đẩy bởi sự chuyển đổi năng lượng toàn cầu và mục tiêu "carbon kép", các hệ thống năng lượng đang trải qua một sự thay đổi sâu sắc từ truyền tải một chiều sang tương tác hai chiều. Tích hợp lưu trữ mạng lưới nguồn như một con đường cốt lõi để xây dựng một hệ thống điện mới, đạt được sự cân bằng năng động giữa sản xuất và tiêu thụ năng lượng bằng cách tích hợp nguồn điện, lưới điện, tải và tài nguyên lưu trữ năng lượng. Văn phòng Chính quyền Nhân dân tỉnh Hà Nam công bố "Phương án thực hiện nhất thể hóa dự trữ mạng lưới Hà Nam đẩy nhanh tốc độ tỉnh Hà Nam" (số 72 Văn phòng Dự chính) đã cung cấp mô hình thực tiễn có thể sao chép cho cả nước. Bài viết này kết hợp với chương trình này, hệ thống trình bày khung thực hiện và đường dẫn kỹ thuật của giải pháp giám sát toàn cảnh lưu trữ mạng lưới nguồn.

I. Bối cảnh chương trình: Nhu cầu cấp thiết của chuyển đổi năng lượng

Chương trình tỉnh Hà Nam nêu rõ ba thách thức lớn đối với hệ thống năng lượng truyền thống:

Tình trạng khó xử về tiêu thụ năng lượng mới: tỷ lệ điện gió và quang điện tăng nhanh, nhưng sự gián đoạn trong thời gian đó dẫn đến sự ổn định của lưới điện giảm và hiện tượng thải khí thường xuyên xảy ra.

Hệ thống kém hiệu quả: sự khác biệt giữa các khu công nghiệp là hơn 30%, công suất máy biến áp bị lãng phí nghiêm trọng; Chiến lược nạp điện dự trữ năng lượng không hợp lý, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế.

Điều khiển hai bánh xe chính sách và công nghệ: Quy hoạch "Kế hoạch 5 năm thứ 14" của Nhà nước xác định rõ phát triển mạng lưới siêu nhỏ thông minh, thúc đẩy phối hợp lưu trữ mạng lưới nguồn; IoT, công nghệ dữ liệu lớn trưởng thành, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cho giám sát toàn cảnh

Hai, Kiến trúc công nghệ: Phân cấp và thiết kế tương thích mở

Lớp thiết bị：

Tích hợp đồng hồ đo điện đa chức năng, biến tần, cọc sạc và các thiết bị khác, hỗ trợ ModBus, IEC60870-5-103 và các giao thức truyền thông khác, tương thích với các sản phẩm của nhà sản xuất chính thống.

Triển khai cảm biến đo nhiệt độ, thiết bị giám sát chữa cháy điện, nhận ra nhận thức toàn diện về tình trạng môi trường và an toàn.

Lớp vận chuyển：

Sử dụng đầu cuối hội nhập dữ liệu khảm nhập, hỗ trợ các cửa chuỗi, cửa mạng, LoRa、 Nhiều giao diện như sợi quang, v. v., thực hiện việc lưu trữ địa phương dữ liệu và tiếp tục truyền tải điểm ngắt.

Bảo mật dữ liệu và ngăn chặn các cuộc tấn công độc hại bằng công nghệ truyền tải mã hóa.

Lớp dữ liệu：

Lưu trữ dữ liệu thời gian thực/lịch sử, nhật ký báo động, v.v., cung cấp giao diện truy cập dữ liệu cho các cuộc gọi hệ thống của bên thứ ba.

Hỗ trợ phân tích dữ liệu lớn, khai thác quy luật tiêu thụ năng lượng, cung cấp cơ sở cho chiến lược tối ưu hóa.

Lớp ứng dụng：

Cung cấp một nền tảng giám sát trực quan, thể hiện dòng năng lượng và trạng thái thiết bị thông qua mô hình 3D, biểu đồ động. Ví dụ, phần mềm phác thảo HT thực hiện trực quan hóa theo phong cách "cyberpunk" của hệ thống năng lượng công viên, hỗ trợ quan sát xoay 360 độ.

Tích hợp các mô-đun chức năng như dự đoán thông minh, chẩn đoán sự cố, tối ưu hóa chiến lược để tự động hóa và thông minh hóa quản lý năng lượng.

Ba, Chức năng cốt lõi: Giám sát thông minh toàn chuỗi

Bốn liên kết lớn của "lưu trữ mạng lưới nguồn" được tối ưu hóa cùng nhau, kết hợp với công nghệ giám sát toàn cảnh để đạt được cân bằng động:

Giám sát sản xuất năng lượng：

Thu thập dữ liệu thời gian thực: Giám sát hiệu suất tấm PV, tốc độ quạt thông qua cảm biến, kết hợp với dữ liệu khí tượng để dự đoán sản lượng điện. Chương trình AcrelEMS 3.0 tối ưu hóa năng lượng quang điện và giảm tỷ lệ phát thải ánh sáng.

Tối ưu hóa kế hoạch sản xuất: dựa trên thuật toán AI để điều chỉnh động chiến lược vận hành thiết bị phát điện, nâng cao tỷ lệ tiêu thụ năng lượng mới.

Giám sát đầu truyền lưới điện：

Nhận thức và tương tác trạng thái: theo dõi điện áp, thông số hiện tại, xác định lỗi lưới điện; Dòng năng lượng của quang điện, lưu trữ năng lượng và lưới điện được phối hợp thông qua các bộ định tuyến năng lượng.

Cơ chế truy cập thân thiện: Điều chỉnh lượng truy cập nguồn phân tán theo nhu cầu tải lưới để đạt được hoạt động đồng bộ với lưới điện lớn.

Quản lý tiêu dùng tải：

Quản lý thiết bị tinh tế: Giám sát các đặc tính sử dụng điện của điều hòa không khí, chiếu sáng và các thiết bị khác, sử dụng các chiến lược kiểm soát tiết kiệm năng lượng và điện sai đỉnh. Sơ đồ hình ảnh phác họa hiển thị phân phối tải 24 giờ thông qua biểu đồ đường cong động, hướng dẫn người dùng điều chỉnh hành vi sử dụng điện.

Quản lý sạc có trật tự: kết hợp công suất biến áp với tín hiệu giá điện, phối hợp công suất cọc sạc, tránh sạc tập trung dẫn đến quá tải lưới điện.

Tối ưu hóa hệ thống lưu trữ năng lượng：

Kiểm soát chiến lược sạc và xả: Theo dữ liệu sản xuất và tiêu thụ năng lượng, sắp xếp hợp lý thời gian sạc và xả cho các thiết bị lưu trữ năng lượng. Ví dụ, lưu trữ năng lượng trong thời gian cao điểm của PV, xả điện trong thời gian cao điểm với điện, giảm chi phí sử dụng điện.

Giám sát tình trạng sức khỏe: Theo dõi lượng pin còn lại, số lần sạc và xả trong thời gian thực, dự đoán tuổi thọ pin và tối ưu hóa lịch bảo trì.

Bốn, Đường dẫn thực hiện: phù hợp nhiều cảnh và giải phóng giá trị

Chương trình rõ ràngnhiều loạiKịch bản thực hiện, bao gồm các lĩnh vực công nghiệp, nông thôn, dịch vụ, sau đây là các trường hợp điển hình:

Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (

Trường hợp: Một khu công nghiệp triển khai quang điện phân tán, hệ thống lưu trữ năng lượng và lưới điện vi mô thông minh, thông qua nền tảng giám sát toàn cảnh để đạt được sự cân bằng năng động của phát điện, sử dụng điện và lưu trữ năng lượng.

Giá trị: tiết kiệm chi phí điện hàng năm 1,2 triệu nhân dân tệ, giảm lượng khí thải carbon 3.000 tấn, nâng tỷ lệ tự cung cấp năng lượng của công viên lên 65%.

Thuộc dự án: Đất thổ cư Tại Trảng Bàng Tây Ninh (

Ví dụ: Một khu vực nông thôn sử dụng quang điện trên mái nhà và sản xuất điện sinh khối, kết hợp với hệ thống lưu trữ năng lượng để đạt được "điện xanh tự phát là chính, bảo đảm đáy lưới điện lớn".

Giá trị: Thúc đẩy cách mạng năng lượng nông thôn, kích thích tiềm năng tiêu dùng nông thôn, bồi dưỡng kinh tế tập thể lớn mạnh.

Video tổng hợp tin tức tuân theo luật sử dụng hợp lý – Fair use for news reporting (

Trường hợp: Một trường đại học triển khai hệ thống lưu trữ năng lượng quang điện, tối ưu hóa chiến lược sử dụng điện thông qua nền tảng giám sát toàn cảnh, kết hợp với cơ chế đáp ứng nhu cầu để tham gia giao dịch thị trường điện.

Giá trị: tiết kiệm chi phí năng lượng hàng năm 800 nghìn tệ, nâng cao trình độ thông minh hóa quản lý năng lượng trong khuôn viên trường.

Năm, Phần mềm hiển thị giao diện đặc trưng

5.1 Giám sát thời gian thực

Giao diện hệ thống giám sát của hệ thống quản lý năng lượng microgrid bao gồm giao diện chính của hệ thống, bao gồm quang điện microgrid, gió, lưu trữ năng lượng, cọc sạc và thành phần tải tổng thể, bao gồm thông tin thu nhập, thông tin thời tiết, thông tin tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải, thông tin công suất, thông tin lượng điện, tình trạng hiện tại điện áp, v.v. Theo nhu cầu khác nhau, sạc, lưu trữ năng lượng và thông tin hệ thống PV cũng có thể được hiển thị.

5.2 Giao diện PV

Hiển thị thông tin về hệ thống PV, chủ yếu bao gồm biến tần DC, giám sát tình trạng hoạt động AC và báo động, thống kê và phân tích công suất phát điện của biến tần và nhà máy điện, giám sát điện lưới và thống kê công suất phát điện, thống kê số giờ sử dụng hiệu quả hàng năm của nhà máy điện, thống kê thu nhập phát điện, thống kê giảm carbon, giám sát nhiệt độ và độ ẩm môi trường/gió, mô phỏng công suất phát điện và phân tích hiệu quả; Đồng thời, tổng công suất của hệ thống, dòng điện áp và dữ liệu hoạt động của các biến tần khác nhau được hiển thị.

5.3 Giao diện lưu trữ năng lượng

Thể hiện khả năng lưu trữ năng lượng được lắp đặt, mức sạc và xả năng lượng hiện tại của hệ thống, lợi nhuận, đường cong thay đổi SOC và đường cong thay đổi lượng điện. Hiển thị và kiểm soát dữ liệu PCS, BMS.

5.4 Giao diện gió

Hiển thị thông tin về hệ thống điện gió, chủ yếu bao gồm kiểm soát biến tần tích hợp bên DC, giám sát và báo động trạng thái hoạt động bên AC, thống kê và phân tích công suất điện biến tần và nhà máy điện, thống kê số giờ sử dụng hiệu quả hàng năm của nhà máy điện, thống kê thu nhập phát điện, thống kê giảm carbon, tốc độ gió/gió/giám sát nhiệt độ và độ ẩm môi trường, mô phỏng công suất phát điện và phân tích hiệu quả; Đồng thời, tổng công suất của hệ thống, dòng điện áp và dữ liệu hoạt động của các biến tần khác nhau được hiển thị.

5.5 Giao diện cọc sạc

Hiển thị thông tin về hệ thống cọc sạc, chủ yếu bao gồm tổng công suất điện cho cọc sạc, công suất cọc sạc AC và DC, lượng điện, chi phí điện, đường cong thay đổi, dữ liệu vận hành của từng cọc sạc, v.v.

5.6 Dự báo phát điện

Thông qua dữ liệu phát điện lịch sử, dữ liệu thực tế và dữ liệu dự báo thời tiết trong tương lai, dự báo công suất phát điện ngắn hạn và siêu ngắn hạn cho phát điện phân tán và hiển thị tỷ lệ phù hợp và phân tích lỗi. Căn cứ vào dự báo công suất có thể tiến hành đầu vào nhân tạo hoặc tự động tạo ra kế hoạch phát điện, thuận tiện cho người dùng kiểm soát tập trung phát điện năng lượng mới của hệ thống này.

5.7 Cấu hình chính sách

Hệ thống có thể dựa trên dữ liệu phát điện, công suất hệ thống lưu trữ năng lượng, nhu cầu tải và thông tin giá điện chia sẻ thời gian, thiết lập chế độ hoạt động của hệ thống và cấu hình chiến lược điều khiển khác nhau. Ví dụ như tước đỉnh điền cốc, kế hoạch chu kỳ, kiểm soát lượng cần thiết, chống ngược dòng, sạc có thứ tự, mở rộng dung lượng động......

5.8 báo động thời gian thực

Với chức năng báo động thời gian thực, hệ thống có thể thay đổi tín hiệu từ xa như biến tần trong các hệ thống con khác nhau, khởi động và tắt bộ chuyển đổi hai chiều, và các hành động bảo vệ bên trong thiết bị hoặc khi tai nạn xảy ra, có thể hiển thị sự kiện cảnh báo hoặc sự kiện chuyến đi trong thời gian thực, bao gồm tên sự kiện bảo vệ, thời điểm bảo vệ hành động; Và phải có khả năng thông báo cho những người có liên quan dưới dạng cửa sổ đạn, âm thanh, tin nhắn văn bản và điện thoại.

5.9 Giám sát chất lượng điện

Việc giám sát liên tục chất lượng điện của toàn bộ hệ thống microgrid, bao gồm cả trạng thái ổn định và tạm thời, có thể cho phép các nhà quản lý nắm bắt tình hình chất lượng điện của hệ thống cung cấp điện trong thời gian thực để phát hiện và loại bỏ kịp thời các yếu tố gây mất ổn định cung cấp điện.

5.10 Cấu trúc mạng

Hệ thống hỗ trợ theo dõi thời gian thực trạng thái thông tin liên lạc của các thiết bị của hệ thống truy cập, có thể hiển thị đầy đủ toàn bộ cấu trúc mạng hệ thống; Có thể chẩn đoán tình trạng giao tiếp của thiết bị trực tuyến, khi xảy ra bất thường mạng có thể tự động hiển thị thiết bị hoặc thành phần bị lỗi và các bộ phận bị lỗi trên giao diện.

5.11 Ghi âm lỗi

Khi hệ thống thất bại, tự động và chính xác ghi lại sự thay đổi của từng lượng điện liên quan của quá trình trước và sau khi thất bại, thông qua phân tích, so sánh các lượng điện này, có vai trò quan trọng trong việc phân tích xử lý tai nạn, đánh giá xem bảo vệ có hành động chính xác hay không, nâng cao mức độ vận hành an toàn của hệ thống điện. Trong đó tổng cộng có 16 bản ghi lỗi, mỗi bản ghi có thể kích hoạt 6 đoạn ghi, mỗi bản ghi có thể ghi lại 8 sóng tuần trước khi lỗi, 4 dạng sóng tuần sau khi lỗi, tổng thời gian ghi âm là 46 giây. Mỗi bản ghi điểm lấy mẫu chứa ít nhất 12 lượng mô phỏng, 10 dạng sóng chuyển đổi.

5.12 Ký ức tai nạn

Có thể tự động ghi lại tất cả dữ liệu quét thời gian thực trong khoảng thời gian trước và sau thời điểm xảy ra tai nạn, bao gồm vị trí chuyển đổi, trạng thái hành động bảo vệ, đo từ xa, v.v., tạo thành cơ sở dữ liệu phân tích tai nạn；

Bạn có thể tùy chỉnh sự kiện khởi động nhớ lại sự cố, khi mỗi sự kiện xảy ra, lưu trữ dữ liệu điểm liên quan đến 10 chu kỳ quét trước và 10 chu kỳ quét sau sự cố. Các điểm dữ liệu bắt đầu các sự kiện và giám sát có thể được chỉ định bởi người dùng và sửa đổi theo ý muốn.

Sáu, Đề xuất sản phẩm liên quan đến giải pháp

Kết luận:

"Đẩy nhanh tiến độ tích hợp lưu trữ mạng lưới nguồn" của tỉnh Hà Nam đã cung cấp một mô hình thực hành có thể sao chép cho cả nước, cốt lõi của nó là đạt được sự cân bằng năng động của bốn liên kết của hệ thống năng lượng "lưu trữ mạng lưới nguồn" thông qua công nghệ giám sát toàn cảnh. Trong tương lai, với các ứng dụng sâu của IoT, dữ liệu lớn và công nghệ trí tuệ nhân tạo, tích hợp lưu trữ mạng nguồn sẽ phát triển theo hướng hiệu quả và thông minh hơn, góp phần vào chương trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu của Trung Quốc.