解决方案

高风电渗透率下液流电池储能系统调峰优化控制策略

• 2024-07-02
• 艾优花 18701997565

1. 摘要：

在“双碳”目标背景下，解决高风电渗透 率系统建设带来的调峰安全性和经济性问题。【方法】采 用电池储能系统削峰填谷的解决方案，提出了一种兼顾技 术及经济性的锌溴液流电池储能的调峰优化控制方法。根据实际电池装置，对ZBB储能进行结构解析及数学模型构建。考虑调峰技术性效果，以调峰后的负荷曲线标准差最小为目标函数，提出 一种考虑调峰效果的储能双向寻优控制策略。在此基础上，依据电网分时(time of use，TOU)电价政策，以技术性及经济性最优为目标函数，提出一种基于TOU电价机制的 储能调峰经济模型，得出储能优化功率时序结果。最后， 以东北某地区负荷及风电数据为例，对比验证所提策略的 有效性。【结果】所提策略相较于原负荷，在日均负荷峰 谷差、峰谷差率指标上分别降低了35.973%和34.205%，在调峰经济性优化方面提高了5.582%，且合并缓解了电网弃风消纳问题。【结论】所提策略在达到一定调峰效果的同时，在其全寿命周期内仍保持较好的调峰经济性。

关键词：储能；风电；液流电池；调峰；双向寻优；优化控制

0 引言

为应对能源危机和响应“双碳”目标，以风电为代表的可再生能源发展迅速[1-2]，截至2022年10 月底，风电装机容量约 3.5 亿 kW，同比增长16.6%，占全国累计发电装机容量的 14.0%[3]。由于风电自身具有随机性、波动性及间歇性的特点，高比例风电并网势必给系统源荷供需平衡及安全稳定运行带来调峰等一系列问题[4-6]。而利用电池储能系统(battery energy storage system，BESS)可以实现电能的时空平移，且具有综合效率高、设置灵活等优势[7-9]。目前，国内外已建有多项调峰电站示范工程，很多学者对 BESS 在电网调峰的应用进行了深入研究[10]。如何制定BESS调峰控制策略，使其达到经济平衡点，并在其全寿命周期内获取最大效益的同时实现良好的调峰效果，是当前研究的主要问题之一。

针对风电并网所带来的电网调峰问题，一些学者针对锂离子电池参与电网调峰的控制策略进行了研究。文献[11]在新能源规模化并网和电网调峰压力日益加剧的背景下，对锂离子电池储能进行了经济性分析，认为其可作为促进新能源消纳和降低电网峰谷差的重要调节资源。文献[12]采用磷酸铁锂BESS，在系统优化调度中嵌入储能模型，求解得到储能最优运行方式和各电源出力。可见，随着近年来锂离子电池的技术突破和价格下降，其商业化发展与技术应用研究逐渐受到关注，但随之而来的储能事故(如北京4·16储能电站事故)引起的相关政策调整，也对锂离子电池储能的大规模应用带来了巨大挑战[13]。

相比之下，液流电池储能具有更高的安全性、较长时间大容量充放电的储能特性及长循环寿命，面对未来高风电渗透率下巨大的调峰需求，其在储能市场中占有重要地位，尤其是发展较为成熟的全钒液流电池。但全钒液流电池目前受制于高额的钒价格和较高的运维成本，并且其在能量转换效率、能量密度和工作温度等方面仍存在不足[14]。然而作为同样具有规模化优势的锌溴液流电池(zincbromine flow battery，ZBB)技术，与全钒液流电池相比，具有更高的能量密度、安全稳定性、绿色环保性，以及更低的材料成本，其在未来发展前景上更适用于调峰辅助场景的条件需求[15-17]。

一些学者针对参与调峰的ZBB储能建模及控制策略进行了研究。在电池储能建模方面，文献[18-19]通过数学模型来预测电池反应特性、电流分布，以计算各种充放电条件下的电流、电压和能量效率。文献[20]则更直观地考虑电堆、储液罐等不同部件的特性，并进行数学建模分析。但对于侧重于长时间、大容量运行环境的调峰场景下的ZBB数学模型，在电池组成结构特性、放电深度(depth of discharge，DOD)、循环寿命等模型重要参数方面还有待完善。

在电池储能调峰控制策略方面，文献[21]以负荷曲线方差最小为目标函数，引入储能循环次数和放电深度限制等约束条件，提出一种实时修正调峰控制策略。文献[22-23]以削峰填谷效果最好为目标，提出一种储能调峰变功率控制策略，可有效缓解电网峰谷差过大的问题。文献[24]基于典型日负荷曲线，以经济价值最大为目标函数，考虑储能投资成本、运维成本、环境效益等经济性因素，提出一种电池储能调峰控制策略和配置方案。

然而，上述研究均单独以调峰技术效果或储能经济性为目标，从实际运行及研究价值来看，综合统筹技术及经济性具有重要意义。文献[25]针对兆瓦级电池储能，建立恒功率削峰填谷充放电优化策略，以经济与技术目标函数实时切换的模式运行，但在储能全寿命时间尺度下计算量较大。文献[26-27]综合考虑储能调峰技术及经济性指标，提出兼顾两者的组合调峰优化策略，具有重要借鉴意义，但对于技术性方面的储能电量均衡处理、经济性方面的分时(time of use，TOU)电价主导因素分析及其优化措施还有待完善。

为此，本文从储能参与调峰的技术及经济性角度出发，在设计储能动作策略时，考虑储能系统容量、功率、充放电均衡等约束，以储能经济性最优为目标，求取不同时段充放电量，在此基础上，以调峰效果和经济性综合最优为目标，设计储能系统不同时段充放电功率，进而确定储能系统的控制策略。最后，以东北某地区实际数据为例，对所提方法的有效性进行验证。

1　风电并网对电网调峰需求的影响

在电力系统中，负荷具有明显的峰谷波动，而调峰的核心就是需要根据负荷需求调节电源出力，保证系统在任何时刻下的源荷供需平衡关系，而风电出力大概率呈现反调峰特性，其大规模并网将会加重调峰负担。为了与传统火电等可控电源进行区分，根据风电历史数据所代表的风力发电能力，将风电作为负的电源，与负荷曲线叠加，即可得风电接入后的电网“净负荷”。

图 1 分析了典型日风电反调峰对电网调峰需求的影响，其中：ΔP1=1 198.4 MW，为负荷峰谷差值；ΔP2=1 833.4 MW，为净负荷峰谷差值 ；ΔP3=746.97 MW，为负荷谷值与净负荷谷值之差；ΔP4=111.99 MW，为负荷峰值与净负荷峰值之差。

可以看出，净负荷峰谷差值比负荷峰谷差值高出52.98%，而净负荷谷值比负荷谷值低746.97 MW。因此，高比例风电并网严重增加了调峰机组压力，而这一压力主要体现在负荷低谷时段。为满足向下调峰需求，火电机组必须要降低出力，当超出系统调节能力 PG,min 时，系统的源荷供需不再平衡，为保证系统安全稳定运行，被迫采取“弃风限电”的措施，但会导致风资源的大量浪费。而采用布置在电网侧的 BESS，发挥其双向调节作用，即在低谷负荷时作为负荷充电，在高峰负荷时作为电源放电，可以实现提高系统调峰能力和风电消纳水平的目的。

2　BESS结构解析及模型构建

2.1　ZBB简析

由于 ZBB 模型对储能经济性分析影响较大，因此需对其内部结构进行分析。图2为ZBB储能系统在电网中的结构，通过调度中心的控制，可以使系统实现调峰作用。ZBB储能系统在建模中可以看作由多个单独运行的电池经过并联组成的电池组，通过功率转换系统(power conversion system，PCS)与电网连接起来。ZBB 储能系统结构较为复杂，主要由电堆、储液罐、PCS、循环泵等部分构成。

ZBB储能系统将具有不同价态的离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，储存在各自的储液罐中。以溴化锌溶液为反应基底，在对电池进行充放电时，电解液通过循环泵的作用，

由外部储液罐分别循环流经电池电堆，并在离子交换膜表面发生氧化和还原反应，实现电池

充放电。ZBB充放电时的电化学反应表示如下。

3　高风电渗透率下储能调峰优化控制策略

3.1　考虑调峰效果的BESS双向寻优控制策略

对于已经确定的预测负荷曲线，首先寻找其谷值 Pload,min 及峰值 Pload,max，以其为基准，分别建立填谷功率/电量匹配模型、削峰功率/电量匹配模型和功率/电量均衡调度模型。

1）填谷功率/电量匹配模型

从负荷功率谷值Pload,min开始，以迭代步长ΔP向已知负荷功率平均值方向迭代，寻求 BESS 工作区间，形成上端填谷功率线 L1 = Pload,min + n1ΔP，与已知预测负荷曲线相交于两点，即(ti , Pload,min +n1ΔP)与(tj , Pload,min + n1ΔP)，求取此时BESS填谷匹配功率 Pcm (t)、填谷匹配电量 Ecm (t)及填谷动作时间区间[ti , tj]，若不满足式(14)所示约束条件，则继续以步长ΔP向上迭代，直至满足约束条件。填谷功率/电量匹配模型以填谷后的负荷曲线标准差最小值Δfg为目标函数，尽可能产生更大的填谷接纳空间，

式 中 ： Pdm (t) 为 BESS 削 峰 匹 配 功 率 ； E md (t) 为BESS 削峰匹配电量；SOC,max、SOC,min 分别为 BESS荷电状态上、下限值；Pload (t)为负荷功率；P′load (t)

为储能填谷后的负荷功率；P′load,avg (t)为储能填谷后的负荷功率平均值；T1为填谷动作时段；n1为填谷迭代次数。

2）削峰功率/电量匹配模型

从负荷功率峰值Pload,max开始，以迭代步长ΔP向已知负荷功率平均值方向进行迭代，形成下端削峰功率线L2 = Pload,max - n2ΔP，与已知预测负荷曲线相交于两点，即(t′i , Pload,max - n2ΔP)与(t′j , Pload,max -n2ΔP)，求取Pdm (t)、Edm (t)以及削峰动作时间区间[t′

i , t′j]，若不满足式(14)所示约束条件，则继续以步长 ΔP 向下迭代，直至满足约束条件。削峰功率/电量匹配模型以削峰后的负荷曲线标准差最小值Δff为目标函数，尽可能产生更大的削峰释放空间

3）功率/电量均衡调度模型

为保证 BESS 在削峰和填谷双向寻优过程中的充放电功率/电量平衡，规定在一日内BESS的充放电功率/电量一致。由于填谷、削峰功率/电量匹配模型每经过一次迭代均要得到新的 Pcm (t)、Ecm (t)及Pdm (t)、Edm (t)，因此针对以上4个迭代结果对应设置 4 个均衡判断因子 αPcm (t)、βEcm (t) 及 αPdm (t)、βEdm (t)，均衡判据 φ 取 4 个均衡判断因子中的最小值，且只有其小于设定的允许值 ε 时，才运行均衡调度方法，

3.2　考虑调峰经济性的BESS运行策略

3.2.1 BESS调峰经济评价指标

参与电网调峰的 BESS 调峰经济评价指标模型构建需考虑收益因素与成本因素，其中：收益因素包括运行收益、补偿收益、环境收益；成本因素包括 BESS 的建设成本、运行护成本、废弃回收成本

1）收益分析

①BESS运行收益

“低储高发”的运行方式获得的收益为BESS运行收益，可表示

式中：Irun为BESS日运行收益，元；Pprice (t)为t时段峰谷电价，元/(kW⋅h)；Δt为数据采样时间步长。

②BESS补偿收益

本文采用调峰电量补偿方法进行补偿，获得的BESS补偿收益

③BESS环境收益

环境收益是指其通过多接纳风电来减少煤炭燃烧获得的节煤效益及减少环境污染获取的社会效益

2）成本分析

①BESS建设成本

建设成本是指BESS建设时的初始一次投资，主要包括电量成本与功率成本，考虑资金的时间价值，对储能建设成本进行修正

②BESS运行维护成本

运行维护成本是指 BESS 在寿命期内充放电运行的过程中，因进行维护检修、更换损坏及老化零件等产生的费用，主要与充放电次数、深度有关

③BESS废弃回收成本

废弃回收成本是指 BESS 在其寿命终结后无污染处理电池的费用与回收电池中的可利用金属价格之差

3.2.2　基于TOU电价机制的BESS调峰经济模型

鉴于不同时段的电价差异，需要考虑不同时段电价及 BESS 的 SOC 状态来设置其运行策略。环境收益主要是由BESS多接纳的风电量来决定，运行收益主要是由峰时段放电量来决定，而补偿收益主要受负荷谷时段火电机组出力达下限后其充电量的影响。根据当前研究及政策导向，储能的运营模式及收益组成主要与峰谷平的分时电价机制有关。在明确储能调峰收益的主要影响因素基础上，根据东北某区域电网2021年的分时电价政策，将一天24 h划分为3个平值时段、2个峰值时段与1个谷值时段，如表所示：

为兼顾调峰经济性与技术性指标，以调峰后负荷标准差改善量及储能净收益标幺值之和最大为总优化目标函数，进行经济性时段优化匹配。调峰后负荷标准差改善量SD为原负荷标准差SD1与储能调峰后负荷标准差SD2之差，表示如下：

结合以上分析，按照表 1 中峰值、平值、谷 值时段，对考虑调峰效果的储能双向寻优控制策 略时序结果进行划分，导入基于TOU电价机制的 BESS调峰经济模型中进行优化计算，此模型包含 以下3个部分。

1）谷值充电功率分配模型

谷值充电功率主要与环境收益、补偿收益有关，因此希望储能尽量在谷值电价时段充电，峰值电价时段坚决不充电，平值电价时段适当充电。依据此分配原则，若充电功率均发生在Tv,1时段，表明充电成本最小，模型不动作；若不满足，则调用双向寻优策略的填谷模型削减 Tf,1、Tf,2和 Tf,3范围内的充电功率，并同时增加Tv,1时段的充电功率，以建立新的匹配时段，若此时缓解弃风问题，则优先匹配选择，以增加环境收益，否则保留平值范围动作时段。

2）平值充放电功率分配模型

平值充放电功率与环境收益、运行收益、补偿收益呈弱相关，因此其作为中间枢纽，调用双向寻优策略的均衡模型，将来自谷值和峰值的充/放电时序功率存放到Tf,1、Tf,2和Tf,3时段。

3）峰值放电功率分配模型

峰值放电功率主要与运行收益有关，因此希望储能尽量在峰值电价时段放电，在谷值电价时段坚决不放电，在平值电价时段适当放电。因此，如果放电功率均发生在Tp,1和Tp,2时段，表明放电收益最大，模型不动作；如果不满足，则调用双向寻优策略的削峰模型削减 Tf,1、Tf,2和 Tf,3范围内的放电功率，并同时增加Tp,1和Tp,2时段的放电功率，以建立新的匹配时段，若此时满足削减弃风条件，则优先匹配选择，否则保留平值范围动作时段。

4储能调峰控制策略效果分析

参与调峰的 3 种不同储能系统控制策略下的负荷曲线、储能充放电功率和储能SOC结果对比分别如图7—9所示。

由图7可见，策略2、3的调峰效果均明显优于策略 1。通过数据分析可知，与原负荷曲线相比，策略1峰谷差改善量为219.958 MW；策略2、3 的峰谷差改善量分别为 369.228、350.918 MW，分别比策略1提高了67.863%和59.539%。之所以策略 1 调峰效果较差，是因为其充放电功率的硬性恒定限制条件，导致与迭代得到的允许充放电时段存在不均衡分配，并易受到负荷最值所处时段位置限制，故不能灵活优化负荷曲线。但就全考虑调峰技术性的策略2而言，策略3的峰谷差改善量占其 95.041%，因此其在调峰优化后的负荷曲线调峰效果上仍具有一定的优势。

由图8、9可以看出，具有含均衡判断因子的功率/电量均衡调度模型的策略2、3可通过控制削峰及填谷模型的双向迭代，达到均衡寻优的目的，而策略1则对储能充放电的协调处理欠优。图9表明，除初始SOC为定值外，策略1在每日充放电中均出现了最小值SOC越限、最大值SOC未达限的情况，并且失衡问题呈逐日累加趋势，直至第3 日，最小值 SOC 仅为 0.053，严重不满足 0.1 的约束限值，同时其储能充放电次数也要多于策略2、3，如此发展会对BESS的循环寿命造成影响，损害储能全寿命周期内的调峰经济性。此外，通

过对比策略2、3可以看出，经过基于TOU电价机制经济分配的储能充放电策略在日放电末端的曲线较为平缓，因此两者在相同的放电深度下，策 3 指导下的储能放电速率较小，储能老化速度较慢，更有利于延长电池寿命。

5..安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统解决方案

5.1概述

安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统具有完善的储能监控与管理功能，涵盖了储能系统设备(PCS、BMS、电表、消防、空调等)的详细信息，实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视监控、报警管理、统计报表等功能。在高级应用上支持能量调度，具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、备用电源等控制功能。系统对电池组性能进行实时监测及历史数据分析、根据分析结果采用智

能化的分配策略对电池组进行充放电控制，优化了电池性能，提高电池寿命。系统支持Windows操作系统，数据库采用SQLServer。本系统既可以用于储能一体柜，也可以用于储能集装箱，是专门用于储能设备管理的一套软件系统平台。

5.2适用场合

系统可应用于城市、高速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区可再生能源系统监控和能量管理需求。

3.2.1工商业储能四大应用场景

1）工厂与商场：工厂与商场用电习惯明显，安装储能以进行削峰填谷、需量管理，能够降低用电成本，并充当后备电源应急；

2）光储充电站：光伏自发自用、供给电动车充电站能源，储能平抑大功率充电站对于电网的冲击；

3）微电网：微电网具备可并网或离网运行的灵活性，以工业园区微网、海岛微网、偏远地区微网为主，储能起到平衡发电供应与用电负荷的作用；

4）新型应用场景：工商业储能积极探索融合发展新场景，已出现在数据、5G基站、换电重卡、港口岸电等众多应用场景。

5.3系统结构

5.4系统功能

5.4.1实时监测

微电网能量管理系统人机界面友好，应能够以系统一次电气图的形式直观显示各电气回路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各回路断路器、隔离开关等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。其中，各子系统回路电参量主要有：三相电流、三相电压、总有功功率、总无功功率、总功率因数、频率和正向有功电能累计值；状态参数主要有：开关状态、断路器故障脱扣告警等。

系统应可以对分布式电源、储能系统进行发电管理，使管理人员实时掌握发电单元的出力信息、收益信息、储能荷电状态及发电单元与储能单元运行功率设置等。

系统应可以对储能系统进行状态管理，能够根据储能系统的荷电状态进行及时告警，并支持定期的电池维护。

微电网能量管理系统的监控系统界面包括系统主界面，包含微电网光伏、风电、储能、充电桩及总体负荷组成情况，包括收益信息、天气信息、节能减排信息、功率信息、电量信息、电压电流情况等。根据不同的需求，也可将充电，储能及光伏系统信息进行显示。

图2系统主界面

子界面主要包括系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电桩信息、通讯状况及一些统计列表等。

5.4.2光伏界面

图3光伏系统界面

本界面用来展示对光伏系统信息，主要包括逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。

5.4.3储能界面

图4储能系统界面

本界面主要用来展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。

图5储能系统PCS参数设置界面

本界面主要用来展示对PCS的参数进行设置，包括开关机、运行模式、功率设定以及电压、电流的限值。

图6储能系统BMS参数设置界面

本界面用来展示对BMS的参数进行设置，主要包括电芯电压、温度保护限值、电池组电压、电流、温度限值等。

图7储能系统PCS电网侧数据界面

本界面用来展示对PCS电网侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数等。

图8储能系统PCS交流侧数据界面

本界面用来展示对PCS交流侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数、温度值等。同时针对交流侧的异常信息进行告警。

图9储能系统PCS直流侧数据界面

本界面用来展示对PCS直流侧数据，主要包括电压、电流、功率、电量等。同时针对直流侧的异常信息进行告警。

图10储能系统PCS状态界面

本界面用来展示对PCS状态信息，主要包括通讯状态、运行状态、STS运行状态及STS故障告警等。

图11储能电池状态界面

本界面用来展示对BMS状态信息，主要包括储能电池的运行状态、系统信息、数据信息以及告警信息等，同时展示当前储能电池的SOC信息。

图12储能电池簇运行数据界面

本界面用来展示对电池簇信息，主要包括储能各模组的电芯电压与温度，并展示当前电芯的最小电压、温度值及所对应的位置。

5.4.4风电界面

图13风电系统界面

本界面用来展示对风电系统信息，主要包括逆变控制一体机直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。

5.4.5充电桩界面

图14充电桩界面

本界面用来展示对充电桩系统信息，主要包括充电桩用电总功率、交直流充电桩的功率、电量、电量费用，变化曲线、各个充电桩的运行数据等。

5.4.6视频监控界面

图15微电网视频监控界面

本界面主要展示系统所接入的视频画面，且通过不同的配置，实现预览、回放、管理与控制等。

5.4..7发电预测

系统应可以通过历史发电数据、实测数据、未来天气预测数据，对分布式发电进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。根据功率预测可进行人工输入或者自动生成发电计划，便于用户对该系统新能源发电的集中管控。

图16光伏预测界面

5.4.8策略配置

系统应可以根据发电数据、储能系统容量、负荷需求及分时电价信息，进行系统运行模式的设置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期计划、需量控制、有序充电、动态扩容等。

图17策略配置界面

5.4.9运行报表

应能查询各子系统、回路或设备指定时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等。

图18运行报表

5.4.10实时报警

应具有实时报警功能，系统能够对各子系统中的逆变器、双向变流器的启动和关闭等遥信变位，及设备内部的保护动作或事故跳闸时应能发出告警，应能实时显示告警事件或跳闸事件，包括保护事件名称、保护动作时刻；并应能以弹窗、声音、短信和电话等形式通知相关人员。

图19实时告警

5.4.11历史事件查询

应能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数、电芯温度（锂离子电池）、压力（液流电池）、光照、风速、气压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

图20历史事件查询

5.4.12电能质量监测

应可以对整个微电网系统的电能质量包括稳态状态和暂态状态进行持续监测，使管理人员实时掌握供电系统电能质量情况，以便及时发现和消除供电不稳定因素。

1）在供电系统主界面上应能实时显示各电能质量监测点的监测装置通信状态、各监测点的A/B/C相电压总畸变率、三相电压不平衡度百分百和正序/负序/零序电压值、三相电流不平衡度百分百和正序/负序/零序电流值；

2）谐波分析功能：系统应能实时显示A/B/C三相电压总谐波畸变率、A/B/C三相电流总谐波畸变率、奇次谐波电压总畸变率、奇次谐波电流总畸变率、偶次谐波电压总畸变率、偶次谐波电流总畸变率；应能以柱状图展示2-63次谐波电压含有率、2-63次谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电压含有率、0.5～63.5次间谐波电流含有率；

3）电压波动与闪变：系统应能显示A/B/C三相电压波动值、A/B/C三相电压短闪变值、A/B/C三相电压长闪变值；应能提供A/B/C三相电压波动曲线、短闪变曲线和长闪变曲线；应能显示电压偏差与频率偏差；

4）功率与电能计量：系统应能显示A/B/C三相有功功率、无功功率和视在功率；应能显示三相总有功功率、总无功功率、总视在功率和总功率因素；应能提供有功负荷曲线，包括日有功负荷曲线（折线型）和年有功负荷曲线（折线型）；

5）电压暂态监测：在电能质量暂态事件如电压暂升、电压暂降、短时中断发生时，系统应能产生告警，事件能以弹窗、闪烁、声音、短信、电话等形式通知相关人员；系统应能查看相应暂态事件发生前后的波形。

6）电能质量数据统计：系统应能显示1min统计整2h存储的统计数据，包括均值、最小值、95%概率值、方均根值。

7）事件记录查看功能：事件记录应包含事件名称、状态（动作或返回）、波形号、越限值、故障持续时间、事件发生的时间。

图21微电网系统电能质量界面

5.4.13遥控功能

应可以对整个微电网系统范围内的设备进行远程遥控操作。系统维护人员可以通过管理系统的主界面完成遥控操作，并遵循遥控预置、遥控返校、遥控执行的操作顺序，可以及时执行调度系统或站内相应的操作命令。

图22遥控功能

5.4.14曲线查询

应可在曲线查询界面，可以直接查看各电参量曲线，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、SOC、SOH、充放电量变化等曲线。

图23曲线查询

5.4.15统计报表

具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。对微电网与外部系统间电能量交换进行统计分析；对系统运行的节能、收益等分析；具备对微电网供电可靠性分析，包括年停电时间、年停电次数等分析；具备对并网型微电网的并网点进行电能质量分析。

图24统计报表

5.4.16网络拓扑图

系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。

图25微电网系统拓扑界面

本界面主要展示微电网系统拓扑，包括系统的组成内容、电网连接方式、断路器、表计等信息。

5.4.17通信管理

可以对整个微电网系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。系统维护人员可以通过管理系统的主程序右键打开通信管理程序，然后选择通信控制启动所有端口或某个端口，快速查看某设备的通信和数据情况。通信应支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。

图26通信管理

6. 结论

1）在调峰技术性优化方面，所提策略相较于原负荷，在日均负荷峰谷差、峰谷差率指标上分别降低了35.973%和34.205%，相较于策略1分别优化提升了14.221%和14.650%，表明该策略进一步提升了调峰效果。

2）在调峰经济性优化方面，所提策略控制下的储能净收益率最高，分别较策略 1、2 提高了5.582%、3.783%，在具体收益上，以作为经济主导的运行收益提升效果最佳，分别较策略1、2提高了 11.422%、9.048%，且合并缓解了电网弃风消纳问题，在达到一定调峰效果的同时，在其全寿命周期内仍保持较好的调峰经济性。

3）在辅助电网调峰场景下，虽然锂电池储能在技术上存在一定的性能优势，但是液流电池因具有更高的安全性和更长的循环寿命，在全寿命周期内表现出良好的经济性，故在储能市场上仍不可或缺。

7.参考文献

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