淺談新能源電動(dòng)汽車充電站有序用電的解決方案與應(yīng)用

安科瑞 陳聰

摘要：本文基于電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)的諧波污染問題，在對(duì)配電網(wǎng)諧波問題的來源、影響和解決方案進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，*點(diǎn)研究了電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)的諧波控制方案。首先，介紹了電動(dòng)汽車充電技術(shù)的發(fā)展和接入配電網(wǎng)的必要性及優(yōu)點(diǎn)，接著對(duì)配電網(wǎng)諧波問題的形式和危害進(jìn)行了歸納總結(jié)，然后對(duì)電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)的諧波監(jiān)測(cè)與分析方法、控制策略及諧波*制技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。本文對(duì)于推進(jìn)電動(dòng)汽車充電技術(shù)的發(fā)展及解決配電網(wǎng)諧波污染問題具有一定實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；充電站；配電網(wǎng)諧波

0引言

近年來，電動(dòng)汽車市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速，電動(dòng)汽車充電技術(shù)也得到了廣泛的關(guān)注和發(fā)展。電動(dòng)汽車充電技術(shù)的發(fā)展可以分為以下幾個(gè)階段：

（1）初期階段：傳統(tǒng)的普通充電技術(shù)。電動(dòng)汽車只能使用低功率充電器，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能充滿電。

（2）中期階段：快速充電技術(shù)的出現(xiàn)?？焖俪潆娂夹g(shù)可以使用高功率充電器，可以在較短的時(shí)間內(nèi)將電動(dòng)汽車充滿電。

（3）當(dāng)前階段：智能化充電技術(shù)的發(fā)展。智能化充電技術(shù)可以將充電器與配電網(wǎng)等其他系統(tǒng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)電能的*效轉(zhuǎn)移和管理。電動(dòng)汽車充電技術(shù)的不斷進(jìn)步，為電動(dòng)汽車行業(yè)的不斷發(fā)展和壯大提供了強(qiáng)有力的支撐。

1配電網(wǎng)諧波問題分析

1.1充配電網(wǎng)諧波問題的來源和形式

配電網(wǎng)諧波問題的來源主要包括電力電子設(shè)備、不對(duì)稱電力負(fù)載和自然電源等因素，形式主要包括電壓諧波、電流諧波和功率諧波等。

1.2配電網(wǎng)諧波問題的影響和危害

配電網(wǎng)諧波問題的影響和危害有以下幾個(gè)方面：

（1）引起設(shè)備故障。配電網(wǎng)中的變壓器、開關(guān)和繼電器等設(shè)備，可能會(huì)因頻繁、長(zhǎng)時(shí)間的諧波信號(hào)而出現(xiàn)故障。此外，諧波等影響設(shè)備的操作和數(shù)據(jù)處理能力。

（2）降低設(shè)備壽命。諧波信號(hào)中的高頻成分會(huì)加劇設(shè)備中的熱膨脹和振動(dòng)等現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備壽命縮短，影響電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

（3）增加無功功率。諧波信號(hào)中的反復(fù)變化導(dǎo)致電路中出現(xiàn)無功功率。這會(huì)增加輸電和配電線路的電流，造成線路過載，影響電能質(zhì)量。

（4）造成干擾。諧波信號(hào)會(huì)對(duì)傳感器、信號(hào)燈和通訊系統(tǒng)等設(shè)備造成干擾，導(dǎo)致它們不能正常運(yùn)作，從而影響電網(wǎng)的運(yùn)行安全和效率。綜上所述，配電網(wǎng)諧波問題的影響和危害是多方面的，需要采取措施進(jìn)行解決。

1.3配電網(wǎng)諧波問題的解決方法

（1）采用濾波器。在配電網(wǎng)上安裝濾波器可以減少諧波。濾波器是一種能夠減緩諧波波形的元件，在特定頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波的高阻抗。

（2）選擇合適的電源設(shè)備。使用具有低諧波輸出的電源設(shè)備，如交流直流變換器、變頻器等，可以減少諧波的產(chǎn)生。

（3）接地。接地是減少諧波的另一種方法，通過將系統(tǒng)接地，可以更有效地減輕諧波的影響。

2電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)的諧波特性分析

2.1電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)的組成和類型

電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)的組成主要包括：

（1）充電設(shè)備。包括充電樁、充電機(jī)、連接器等，為電動(dòng)汽車提供充電服務(wù)。

（2）電源設(shè)備。包括變壓器、電容器等，用于保證電動(dòng)汽車充電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）監(jiān)控和控制設(shè)備。用于對(duì)充電設(shè)備、電源設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，確保充電過程的穩(wěn)定進(jìn)行。

2.2電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)的諧波危害分析

電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)生危害和影響，主要包括以下方面：

（1）降低功率因數(shù)，增加無功功率。諧波電流會(huì)增加配電網(wǎng)中電壓總諧波畸變，導(dǎo)致諧波電壓變化，從而產(chǎn)生額外的無功功率。

（2）增加電力系統(tǒng)損耗。配電網(wǎng)中電纜、變壓器等元件對(duì)高頻諧波電流阻抗較大，因此，隨著諧波電流的增加，這些元件的交流電阻將會(huì)*大，進(jìn)一步增加電力系統(tǒng)的損耗。

（3）損壞電力設(shè)備。諧波電流會(huì)導(dǎo)致電路中產(chǎn)生高溫和高壓，導(dǎo)致電力設(shè)備加速老化，降低電力設(shè)備壽命，并且容易引起設(shè)備故障和損壞。

（4）干擾其他設(shè)備。諧波電流還會(huì)對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，干擾到其他電子設(shè)備的工作正常。因此，如何有效降低電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)產(chǎn)生的諧波危害，保障配電網(wǎng)的運(yùn)行安全和設(shè)備壽命，是當(dāng)前需要解決的重要問題。

2.3電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)的諧波監(jiān)測(cè)與分析方法

（1）電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)的諧波監(jiān)測(cè)。電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)，其諧波電流是時(shí)變的脈沖波形，因此，應(yīng)用數(shù)字采樣、處理技術(shù)就能有效分類和分析其諧波成分。①基于數(shù)學(xué)方法的諧波監(jiān)測(cè)。基于數(shù)學(xué)方法的諧波監(jiān)測(cè)主要通過功率諧波計(jì)分析充電站諧波情

況。功率諧波計(jì)通過測(cè)量電路中的電壓和電流并對(duì)其進(jìn)行諧波分析，計(jì)算得出每一個(gè)諧波分量的功率、電量等參數(shù)。這種方法具有計(jì)算速度快、分析準(zhǔn)確等特點(diǎn)，但需要充分考慮其適用性和誤差分析。②基于模型方法的諧波監(jiān)測(cè)?；谀Ｐ头椒ǖ闹C波監(jiān)測(cè)利用DSP等電力計(jì)算機(jī)模擬電路，從而得出電路中的各個(gè)參數(shù)并進(jìn)行諧波分析。該方法計(jì)算精度高，但是需要通過模型仿真才能得到分析結(jié)論，計(jì)算速度較慢。

（2）電動(dòng)汽車充電站諧波分析方法。①諧波向量圖分析法。諧波向量圖分析法是一種諧波分析方法，通過繪制電路諧波量的向量圖，可以清晰地表明諧波數(shù)量、大小和相位關(guān)系。這種方法明確直觀，能夠*面反映諧波成分以及基波的變化狀況。②諧波分解法。諧波分解法是通過對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波分解，得到諧波信號(hào)和基波信號(hào)，然后將諧波信號(hào)進(jìn)行FFT變換，分別得到各個(gè)諧波分量的幅度和相位信息，進(jìn)而分析諧波成分的變化。③諧波掃描法。諧波掃描法也稱為頻點(diǎn)掃描法，是一種比較經(jīng)典的諧波分析方法。通過對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行諧波分析，可以得到諧波頻率、幅值信息等。諧波掃描法的缺點(diǎn)是對(duì)諧波頻率及數(shù)量限制較大。

總之，針對(duì)電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)使配電網(wǎng)諧波污染問題，進(jìn)行諧波監(jiān)測(cè)和分析是解決諧波污染問題的基礎(chǔ)，通過合理分析各種諧波監(jiān)測(cè)與分析方法，才能更有效地評(píng)估和預(yù)防諧波污染問題。

3電動(dòng)汽車充電站有序接入配電網(wǎng)的諧波控制技術(shù)

3.1電動(dòng)汽車充電站有序接入配電網(wǎng)的控制策略

電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)的控制策略主要包括電動(dòng)汽車充電功率控制策略、諧波*制控制策略、功率因數(shù)控制策略、電壓控制策略等。

（1）電動(dòng)汽車充電功率控制策略。主要包括動(dòng)態(tài)功率調(diào)節(jié)和靜態(tài)功率調(diào)節(jié)。動(dòng)態(tài)功率調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車充電功率的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，節(jié)省了電能的使用。靜態(tài)功率調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充電功率的固定設(shè)置，方便充電站的管理。

（2）諧波*制控制策略。主要采用濾波器進(jìn)行諧波*制。濾波器可以有效地消除由逆變器等電子設(shè)備所引起的諧波。在選擇濾波器時(shí)，需要考慮其對(duì)系統(tǒng)的負(fù)載和功率損耗。在進(jìn)行濾波器的設(shè)計(jì)和選型時(shí)，應(yīng)該綜合考慮。

（3）功率因數(shù)控制策略。電動(dòng)汽車充電站的功率因數(shù)直接關(guān)系到系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在選擇變壓器等電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)該特別關(guān)注其功率因數(shù)的影響。能夠控制功率因數(shù)，可以降低能源消耗，提高電網(wǎng)的電能利用率。

3.2電動(dòng)汽車充電站有序接入配電網(wǎng)的諧波*制技術(shù)

電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)會(huì)引起諧波問題，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性和輸電設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，需要采取一系列措施來*制諧波的產(chǎn)生和傳輸。下面介紹幾種諧波*制技術(shù)。

（1）無源濾波技術(shù)。無源濾波器是一種基于諧振電路的諧波*制技術(shù)。它是通過將一個(gè)諧振電路連接到電路上，以濾去*定頻率的諧波。無源濾波器具有較低的成本、體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)。但是，它只能針對(duì)單一諧波，無法同時(shí)*制多個(gè)諧波，并且其諧振頻率需要調(diào)節(jié)。

（2）有源濾波技術(shù)。有源濾波器是一種利用半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)的可控電路，能夠消除多種諧波。與無源濾波器相比，它的性能更為*越，但需要較高的成本和控制精度。目前，有源濾波器主要應(yīng)用于高壓交流輸電線路和配電變電站等場(chǎng)合。

（3）諧波*制變壓器技術(shù)。諧波*制變壓器是一種特殊的變壓器，它能夠在電網(wǎng)負(fù)載中產(chǎn)生諧波電壓，加入與電網(wǎng)故障電壓相反的電壓，從而*制諧波電壓。諧波*制變壓器的成本較高，但其諧波*制效果好，并且具有強(qiáng)大的承載能力和*制范圍。

總之，電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)需采取多種諧波*制技術(shù)來保證供電的穩(wěn)定性和可靠性。其中，無源濾波技術(shù)和有源濾波技術(shù)、諧波*制變壓器技術(shù)、多電平變流器技術(shù)等是常用的諧波*制技術(shù)。

3.3電動(dòng)汽車充電站有序接入配電網(wǎng)的諧波控制方案

電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)會(huì)引起諧波問題，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性和輸電設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，需要采取一系列措施來*制諧波的產(chǎn)生和傳輸。下面介紹幾種諧波*制技術(shù)。

（1）無源濾波技術(shù)。無源濾波器是一種基于諧振電路的諧波*制技術(shù)。它是通過將一個(gè)諧振電路連接到電路上，以濾去*定頻率的諧波。無源濾波器具有較低的成本、體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)。但是，它只能針對(duì)單一諧波，無法同時(shí)*制多個(gè)諧波，并且其諧振頻率需要調(diào)節(jié)。

（2）有源濾波技術(shù)。有源濾波器是一種利用半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)的可控電路，能夠消除多種諧波。與無源濾波器相比，它的性能更為*越，但需要較高的成本和控制精度。目前，有源濾波器主要應(yīng)用于高壓交流輸電線路和配電變電站等場(chǎng)合。

（3）諧波*制變壓器技術(shù)。諧波*制變壓器是一種特殊的變壓器，它能夠在電網(wǎng)負(fù)載中產(chǎn)生諧波電壓，加入與電網(wǎng)故障電壓相反的電壓，從而*制諧波電壓。諧波*制變壓器的成本較高，但其諧波*制效果好，并且具有強(qiáng)大的承載能力和*制范圍。

總之，電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)需采取多種諧波*制技術(shù)來保證供電的穩(wěn)定性和可靠性。其中，無源濾波技術(shù)和有源濾波技術(shù)、諧波*制變壓器技術(shù)、多電平變流器技術(shù)等是常用的諧波*制技術(shù)。各種技術(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇和組合應(yīng)用來達(dá)到*佳的諧波*制效果。

4Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

4.1平臺(tái)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*進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，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(chǔ)能系統(tǒng)以及充電站的接入，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電站運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)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(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，促進(jìn)可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；有效實(shí)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(yùn)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(jì)運(yùn)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(gè)能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級(jí)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。

4.2平臺(tái)適用場(chǎng)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。

4.3系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

5充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

5.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機(jī)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(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)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(hào)。其中，各子系統(tǒng)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(shù)、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計(jì)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(duì)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理，使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲(chǔ)能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警，并支持定期的電池維護(hù)。

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(chǔ)能、充電站及總體負(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(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。

圖1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(chǔ)能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

5.1.1光伏界面

圖2光伏系統(tǒng)界面

本界面用來展示對(duì)光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

5.1.2儲(chǔ)能界面

圖3儲(chǔ)能系統(tǒng)界面

本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量、儲(chǔ)能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

本界面主要用來展示對(duì)PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開關(guān)機(jī)、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。

圖5儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

本界面用來展示對(duì)BMS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要包括電芯電壓、溫度保護(hù)限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖6儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對(duì)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7儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對(duì)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(shí)針對(duì)交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖8儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對(duì)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對(duì)直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖9儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來展示對(duì)PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖10儲(chǔ)能電池狀態(tài)界面

本界面用來展示對(duì)BMS狀態(tài)信息，主要包括儲(chǔ)能電池的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時(shí)展示當(dāng)前儲(chǔ)能電池的SOC信息。

圖11儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對(duì)電池簇信息，主要包括儲(chǔ)能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當(dāng)前電芯的電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。

5.1.3風(fēng)電界面

圖12風(fēng)電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機(jī)直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

5.1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來展示對(duì)充電站系統(tǒng)信息，主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費(fèi)用，變化曲線、各個(gè)充電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。

5.1.5視頻監(jiān)控界面

圖14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(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

5.1.6發(fā)電預(yù)測(cè)

系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè)，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測(cè)可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計(jì)劃，便于用戶對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖15光伏預(yù)測(cè)界面

5.1.7策略配置

系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲(chǔ)能系統(tǒng)容量、負(fù)荷需求及分時(shí)電價(jià)信息，進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計(jì)劃、需量控制、防逆流、有序充電、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等。

具體策略根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況（如儲(chǔ)能柜數(shù)量、負(fù)載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進(jìn)行接口適配和策略調(diào)整，同時(shí)支持定制化需求。

圖16策略配置界面

5.1.8運(yùn)行報(bào)表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)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、尖峰平谷時(shí)段電量等。

圖17運(yùn)行報(bào)表

5.1.9實(shí)時(shí)報(bào)警

應(yīng)具有實(shí)時(shí)報(bào)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(dòng)和關(guān)閉等遙信變位，及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應(yīng)能發(fā)出告警，應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件，包括保護(hù)事件名稱、保護(hù)動(dòng)作時(shí)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18實(shí)時(shí)告警

5.1.10歷史事件查詢

應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)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(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

圖19歷史事件查詢

5.1.11電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

應(yīng)可以對(duì)整個(gè)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(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時(shí)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(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度*和正序/負(fù)序/零序電壓值、三相電流不平衡度*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(shí)時(shí)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(dòng)與閃變：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動(dòng)值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長(zhǎng)閃變值；應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線、短閃變曲線和長(zhǎng)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(jì)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(cè)：在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時(shí)中斷發(fā)生時(shí)，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(jì)：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計(jì)整2h存儲(chǔ)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括均值、*值、*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(dòng)作或返回）、波形號(hào)、越限值、故障持續(xù)時(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)間。

圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

5.1.12遙控功能

應(yīng)可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。系統(tǒng)維護(hù)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(shí)執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。

圖21遙控功能

5.1.13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。

圖22曲線查詢

5.1.14統(tǒng)計(jì)報(bào)表

具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的發(fā)電、用電、充放電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。對(duì)微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能、收益等分析；具備對(duì)微電網(wǎng)供電可靠性分析，包括年停電時(shí)間、年停電次數(shù)等分析；具備對(duì)并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。

圖23統(tǒng)計(jì)報(bào)表

5.1.15網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)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(gè)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(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

圖24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)洌ㄏ到y(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計(jì)等信息。

5.1.16通信管理

可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)維護(hù)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(dòng)所有端口或某個(gè)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。

圖25通信管理

5.1.17用戶權(quán)限管理

應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。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(yùn)行參數(shù)修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

圖26用戶權(quán)限

5.1.18故障錄波

應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)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(duì)這些電氣量的分析、比較，對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)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(gè)周波、故障后4個(gè)周波波形，總錄波時(shí)間共計(jì)46s。每個(gè)采樣點(diǎn)錄波至少包含12個(gè)模擬量、10個(gè)開關(guān)量波形。

圖27故障錄波

5.1.19事故追憶

可以自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)掃描數(shù)據(jù)，包括開關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)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(dòng)事件，當(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí)，存儲(chǔ)事故前*個(gè)掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數(shù)據(jù)。啟動(dòng)事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶隨意修改。

5.2硬件及其配套產(chǎn)品

6結(jié)束語

通過對(duì)電動(dòng)汽車充電站有序接入配電網(wǎng)的諧波特性進(jìn)行分析可以得出以下結(jié)論：

（1）當(dāng)電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)時(shí)，諧波會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的電壓、電流、功率因數(shù)等參數(shù)產(chǎn)生影響，甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備損壞和電能質(zhì)量下降。

（2）采取合理的控制策略可以有效減小電動(dòng)汽車充電站對(duì)配電網(wǎng)的諧波污染程度，同時(shí)保證電動(dòng)汽車的充電效率和電能質(zhì)量。

（3）目前，常用的諧波*制技術(shù)包括諧波濾波器、高阻抗受控諧波消除器、主動(dòng)濾波器等，這些技術(shù)可以有效地減小諧波對(duì)配電網(wǎng)的影響。

（4）在電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)的過程中，需要對(duì)諧波進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，及時(shí)調(diào)整控制策略，以達(dá)到*優(yōu)的諧波*制效果。

據(jù)此可以得出，電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)的諧波控制是一項(xiàng)必要的技術(shù)，應(yīng)該采取科學(xué)合理的控制策略和*制技術(shù)，以保證電能質(zhì)量和電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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【2】趙順利,楊立峰,蒲瑞生等.電動(dòng)汽車充電站對(duì)配電網(wǎng)影響分析[J].能源技術(shù),2011(4):21-24.

【3】楊劭文.電動(dòng)汽車充電站有序接入配電網(wǎng)諧波特性分析.

【4】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.

【5】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.