摘要：針對(duì)目前高速公路服務(wù)區(qū)用電負(fù)荷越來(lái)越大，本文設(shè)計(jì)了分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)分布式光伏項(xiàng)目裝機(jī)容量、發(fā)電量、收益、總投資等方面分析可知，高速公路服務(wù)區(qū)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目收益高，經(jīng)濟(jì)效益好，可進(jìn)一步在高速公路推廣。

關(guān)鍵詞：高速公路；分布式光伏；發(fā)電量

0引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的消耗越來(lái)越大。目前，化石能源仍然作為我們主要的能源資源，滿足人民的需求，滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展。化石能源作為不*再*資源，儲(chǔ)量相對(duì)有限，據(jù)科學(xué)家研究，現(xiàn)有化石能源將在數(shù)十年內(nèi)耗盡，并且化石能源的開(kāi)采和使用對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響，燃燒化石能源會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳等溫室氣體，導(dǎo)致全球變暖和氣候變化。因此人類急需續(xù)租替代能源以滿足未來(lái)能源的需要。

太陽(yáng)能作為一種可再生能源，被認(rèn)為是石油的良好替代能源之一。太陽(yáng)能可以通過(guò)太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化為電能。太陽(yáng)能具有廣泛分布、**不斷的特點(diǎn)，并且不會(huì)產(chǎn)生碳排放。此外，隨著技術(shù)的進(jìn)步，太陽(yáng)能電池板的效能不斷提高，使得太陽(yáng)能成為一個(gè)越來(lái)越有吸引力的替代能源選擇。

高速公路作為我國(guó)目前主要運(yùn)輸方式之一。截至2022年底，我國(guó)高速公路通車總里程17.7萬(wàn)公里，位居全球*一，并且還在高速增長(zhǎng)中。我國(guó)高速公路有7000多個(gè)服務(wù)區(qū)，高速公路服務(wù)區(qū)是駕駛員和乘客休息，車輛加油充電的重要場(chǎng)所，在日常保障高速公路運(yùn)營(yíng)起著十分重要的作用?！案咚俟?光伏”在高速公路有廣泛的應(yīng)用前景。

本文以天津某高速公路服務(wù)區(qū)分布式光伏方案為研究對(duì)象，分析分布式光伏在高速公路服務(wù)區(qū)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，測(cè)算投資收益情況，展望“高速公路+光伏”未來(lái)發(fā)展方向。

1太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)是利用光伏組件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電系統(tǒng)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要包括光伏組件方陣、并網(wǎng)逆變器、接入系統(tǒng)等。

光伏組件方陣?yán)锰?yáng)能轉(zhuǎn)化成電能(直流),由并網(wǎng)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，通過(guò)接入系統(tǒng)并網(wǎng)。

2“高速公路+光伏”優(yōu)勢(shì)分析

(1)原則上不再新增建設(shè)用地。高速公路建設(shè)時(shí)，征地面積一般較大，光伏組件基本都布設(shè)在高速公路用地范圍內(nèi)，充分的利用土地資源。

(2)施工便捷，項(xiàng)目施工所用的設(shè)備沿公路沿線布設(shè)，也可設(shè)置在服務(wù)區(qū)，材料運(yùn)輸、建設(shè)施工均能有效保障，無(wú)需新建施工便道、場(chǎng)地平整等，可以很好地保障光伏項(xiàng)目的施工進(jìn)度。

(3)管理成本相對(duì)較低，一般光伏項(xiàng)目需要專業(yè)的維護(hù)團(tuán)隊(duì)維護(hù)，高速公路光伏發(fā)電站運(yùn)維管理可與高速公路日常養(yǎng)護(hù)一并統(tǒng)籌，僅需增加少量的光伏運(yùn)維的專業(yè)技術(shù)人員。

(4)就地消納比例高，高速公路光伏電站其所發(fā)電能供高速公路日常運(yùn)營(yíng)所需，就地消納情況良好，比如服務(wù)區(qū)辦公用電、廠區(qū)照明、充電樁等多種設(shè)備用電。

3投資收益測(cè)算分析

3.1項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目位于津薊高速，津薊高速主線采用四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度分別為100千米/小時(shí)，其中薊州區(qū)服務(wù)區(qū)占地面積約11萬(wàn)m2,建有服務(wù)用房約4000m2,兩座加油站，車場(chǎng)等設(shè)施。為盡可能大面積鋪上光伏組件，考慮在服務(wù)區(qū)空地、停車場(chǎng)、建筑屋頂?shù)鹊胤椒笤O(shè)，經(jīng)分析統(tǒng)計(jì)，上下行兩個(gè)方向服務(wù)區(qū)內(nèi)可用作光伏發(fā)電區(qū)域面積約8000m2。

3.2項(xiàng)目開(kāi)發(fā)模式

對(duì)于現(xiàn)狀的高速公路項(xiàng)目，目前常見(jiàn)的模式為高速公路的運(yùn)營(yíng)主體自行投資、建設(shè)、運(yùn)維光伏項(xiàng)目，或者高速公路的運(yùn)營(yíng)主體提供路網(wǎng)閑置資源作為光伏項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)所，通過(guò)對(duì)外招商，

與*三方簽訂合同能源管理協(xié)議，由*三方負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、投資、建設(shè)、運(yùn)維。本項(xiàng)目高速公路公司作為投資主體，負(fù)責(zé)項(xiàng)目投資本項(xiàng)目，故項(xiàng)目收益全部為高速公路公司所得。天津市目前一般工商業(yè)采用峰平谷電價(jià)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，薊州區(qū)服務(wù)區(qū)白天綜合電價(jià)約0.8元/kWh。

3.3項(xiàng)目投資分析

通過(guò)對(duì)已建項(xiàng)目調(diào)研分析并向設(shè)備廠商詢價(jià)，分析得出服務(wù)區(qū)光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)成本單價(jià)以及項(xiàng)目運(yùn)維期費(fèi)用如表1所示：

表1項(xiàng)目基礎(chǔ)信息表

本項(xiàng)目按照容量812kWp,按照比較好的傾角、0°方位角布置光伏組件。考慮光伏組件衰減、溫度修正系數(shù)、表面污染及遮擋修正系數(shù)、適配系數(shù)、逆變器平均效率、集電線路損耗系數(shù)等因素，本工程綜合修正系數(shù)K=0.85。建設(shè)成本單價(jià)組成如表2所示：

表2建設(shè)成本單價(jià)組成

本項(xiàng)目每瓦投資4.0元，總?cè)萘繛?12KWp,總投資為324.8萬(wàn)元。

3.4項(xiàng)目發(fā)電分析

根據(jù)初步估算，本工程35°傾角，安裝容量為812kWp。單個(gè)組件容量580Wp,發(fā)電量根據(jù)下式計(jì)算。

Ep=HA×PAZ/ES×K (1)

式中：HA為傾斜面太陽(yáng)能總輻射量(含背板增益)(KW·h/m2,峰值小時(shí)數(shù))對(duì)于本工程，35°傾角取值1702KW·h/m2;Ep為上網(wǎng)發(fā)電量(KW·h);ES為標(biāo)準(zhǔn)條件下的輻照度(常數(shù)=1kWh/m2);PAZ為組件安裝容量(kWp);K為綜合效率系數(shù)，取0.85。

目前，市場(chǎng)上的光伏電池使用壽命一般為25年，根據(jù)太陽(yáng)電池廠家提供的組件衰減參數(shù)，N型單晶硅雙面雙玻太陽(yáng)電池組件首年衰減比例1%,逐年功率衰減0.4%,中間區(qū)間采用線性插值，如表3所示。

根據(jù)表3,光伏組件正面25年平均發(fā)電量110.88萬(wàn)KW·h,

總發(fā)電量2772.06萬(wàn)KW·h,全年平均有效小時(shí)數(shù)為1365.55h。根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格書(shū)中可查得雙玻組件的背面系數(shù)為0.7,則：

表3光伏組件25年正面發(fā)電量表

背板輻射量=入射采光面的輻射量×背板輻照率=1702KW·h/m2×8.45%=143.82KW·h/m2,如表4所示。

表4光伏組件25年背面發(fā)電董表

根據(jù)表4,光伏組件背面25年平均發(fā)電量9.37萬(wàn)KW·h,總發(fā)電量234.24萬(wàn)KW·h,全年平均有效小時(shí)數(shù)為115.39h。

25年平均發(fā)電量=正面平均年發(fā)電量+背面平均年發(fā)電量=110.88萬(wàn)KW·h+9.37萬(wàn)KW·h=120.259.37萬(wàn)KW·h,該系統(tǒng)平均有效小時(shí)數(shù)為1365.55h+115.39h=1480.94h。

3.5項(xiàng)目投資分析

綜合分析服務(wù)區(qū)全年每月白天耗電量，消納比例高達(dá)約85%,15%電量用于上網(wǎng)，如表5所示。

表5用電消納與上網(wǎng)配置

表6項(xiàng)目投資收益表

項(xiàng)目考慮全部采用自有資金，后期維護(hù)成本按照0.4元/W計(jì)。

項(xiàng)目總投資324.8萬(wàn)元。由表6分析可知，本項(xiàng)目*5年收益297.30萬(wàn)元，*6年收益355.67萬(wàn)元。本項(xiàng)目在*5年半左右收益超過(guò)總投資324.8萬(wàn)元。故項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期在5~6年之間，25年總收益1397.11萬(wàn)元，投資成本324.8萬(wàn)元，凈利潤(rùn)1072.31萬(wàn)元，項(xiàng)目收益良好，投*回*豐厚。

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(guó)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(wú)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(kāi)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(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無(wú)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(kāi)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(lái)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(lái)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(lái)展示對(duì)PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開(kāi)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(huà)面，且通過(guò)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(guò)歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來(lái)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(wú)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(wú)功功率和視在功率；應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無(wú)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(guò)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(wú)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(lái)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?/p>

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)?，包括系統(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(guò)管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開(kāi)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(guò)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(guò)程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過(guò)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(kāi)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(kāi)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10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

序號(hào)	設(shè)備	型號(hào)	圖片	說(shuō)明
1	能量管理系統(tǒng)	Acrel-2000MG

	內(nèi)部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，由通信管理機(jī)、工業(yè)平板電腦、串口服務(wù)器、遙信模塊及相關(guān)通信輔件組成。 數(shù)據(jù)采集、上傳及轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器及協(xié)同控制裝置 策略控制:計(jì)劃曲線、需量控制、削峰填谷、備用電源等
2	顯示器	25.1英寸液晶顯示器		系統(tǒng)軟件顯示載體
3	UPS電源	UPS2000-A-2-KTTS		為監(jiān)控主機(jī)提供后備電源
4	打印機(jī)	HP108AA4		用以打印操作記錄，參數(shù)修改記錄、參數(shù)越限、復(fù)限，系統(tǒng)事故，設(shè)備故障，保護(hù)運(yùn)行等記錄，以召喚打印為主要方式
5	音箱	R19U		播放報(bào)警事件信息
6	工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)	D-LINKDES-1016A16		提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)解決了通信實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)安全性、本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù)等技術(shù)問(wèn)題
7	GPS時(shí)鐘	ATS1200GB		利用gps同步衛(wèi)星信號(hào)，接收1pps和串口時(shí)間信息，將本地的時(shí)鐘和gps衛(wèi)星上面的時(shí)間進(jìn)行同步
8	交流計(jì)量電表	AMC96L-E4/KC		電力參數(shù)測(cè)量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、視在功率,頻率、功率因數(shù)等)、復(fù)費(fèi)率電能計(jì)量、 四象限電能計(jì)量、諧波分析以及電能監(jiān)測(cè)和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開(kāi)關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現(xiàn)斷路器開(kāi)關(guān)的"遜信“和“遙控”的功能
9	直流計(jì)量電表	PZ96L-DE		可測(cè)量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能?？蓭?a href="http://hljzzgx.com/tags/rs/" target="_blank">RS485通訊接口、模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出等功能
10	電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)	APView500		實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)和閃變、諾波等電能質(zhì)量，記錄各類電能質(zhì)量事件,定位擾動(dòng)源。
11	防孤島裝置	AM5SE-IS		防孤島保護(hù)裝置，當(dāng)外部電網(wǎng)停電后斷開(kāi)和電網(wǎng)連接
12	箱變測(cè)控裝置	AM6-PWC		置針對(duì)光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能升壓變不同要求研發(fā)的集保護(hù)，測(cè)控，通訊一體化裝置，具備保護(hù)、通信管理機(jī)功能、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)功能的測(cè)控裝置
13	通信管理機(jī)	ANet-2E851		能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)果集匯總: 提供規(guī)約轉(zhuǎn)換、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣計(jì)算等多項(xiàng)功能:實(shí)時(shí)多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可多路上送平臺(tái)據(jù):
14	串口服務(wù)器	Aport		功能:轉(zhuǎn)換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù)，反饋到能量管理系統(tǒng)中。 1)空調(diào)的開(kāi)關(guān)，調(diào)溫，及完全斷電(二次開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)) 2)上傳配電柜各個(gè)空開(kāi)信號(hào) 3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等 4)接入電表、BSMU等設(shè)備
15	遙信模塊	ARTU-K16		1)反饋各個(gè)設(shè)備狀態(tài)，將相關(guān)數(shù)據(jù)到串口服務(wù)器: 讀消防VO信號(hào)，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機(jī)、事件上報(bào)等) 2)采集水浸傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā)3)給到上層(水浸信號(hào)事件上報(bào)) 4)讀取門禁程傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā)

6結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)高速公路通車總里程全球*一，有大量的服務(wù)區(qū)，另外近年來(lái)服務(wù)區(qū)大量安裝充電樁，服務(wù)區(qū)用電量越來(lái)越大。本文以天津某高速公路服務(wù)區(qū)分布式光伏為例，從項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)收益角度分析了項(xiàng)目投資，發(fā)電量，收益等方面，分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目在高速公路服務(wù)區(qū)中應(yīng)用是可行的，而且隨著光伏組件，逆變器等設(shè)備價(jià)格的不斷下降，高速公路光伏項(xiàng)目收益越來(lái)越好。

參考文獻(xiàn)

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[2]信明喜。母軍紅，分布式光伏發(fā)電在廣西某新建高速公路服務(wù)區(qū)中的應(yīng)用探素[J]交通工程，2022年(7):187-189.

[3]唐明濤.陳志強(qiáng)，王志剛.等.分布式光伏發(fā)電在高速公路交通設(shè)施中的應(yīng)用[J].太陽(yáng)能.2016(9):29-32.

[4]梁玉其.分布式光伏發(fā)電在高速公路服務(wù)區(qū)的應(yīng)用

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022年05版

作者簡(jiǎn)介：

聞什益，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)榉植际焦夥l(fā)電。手機(jī):13564425781（微信同號(hào)）

審核編輯 黃宇