요약: 이 글은 태양광 에너지 저장 시스템이 변전소에서의 응용과 최적화에 초점을 맞추고 있다.태양광 에너지 저장 시스템의 작업 원리와 변전소에서의 중요한 역할을 상세히 논술하였다.실제 응용 사례에 대한 분석을 통해 시스템에 존재하는 문제점과 도전을 분석하고 맞춤형 최적화 전략을 제시했다.연구 결과에 따르면 태양광 에너지 저장 시스템을 합리적으로 응용하고 최적화하면 변전소의 에너지 이용 효율과 전력 공급 안정성을 현저하게 향상시킬 수 있으며 변전소의 지속 가능한 발전을 위해 강력한 지원을 제공할 수 있다.

키워드: 태양광 에너지 저장 시스템;변전소;적용,최적화에너지 이용 효율전력 공급 안정성

0. 머리말

1.태양광 에너지 저장 시스템의 변전소에서의 응용

1.1 변전소에서 태양광 에너지 저장 시스템의 접속 방식은 변전소에 태양광 에너지 저장 시스템을 도입하여 전력 시스템의 안정성과 유연성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.태양광 에너지 저장 시스템의 접속 방식은 주로 다음과 같은 몇 가지로 나뉜다.

(1) 직류 측면 액세스

이 방식은 일반적으로 태양광 어레이와 에너지 저장 배터리를 인버터의 직류 입력단에 직접 연결하는 것이다.태양광 어레이에서 나오는 직류 전기는 인버터를 통해 교류 전기로 변환된 후 변전에 사용되며, 동시에 여분의 전기 에너지는 에너지 저장 배터리에 저장된다.태양광 전력이 부족하거나 시스템이 고장났을 때, 에너지 저장 배터리는 인버터를 통해 전력을 방출하여 전력 공급의 연속성을 보장한다.

(2) AC 측면 액세스

교류측 접속방식은 또 변압기 저압측 접속과 변압기 고압측 접속으로 나뉜다.저압측 접속은 에너지 저장 시스템을 변압기의 저압측에 접속하여 기존 전력망과 하나의 변압기를 공유하는 것이다.고압측 접속은 에너지 저장 시스템이 독립된 에너지 저장 발전소 모듈을 형성하여 고압 전력망에 직접 접속하는 것이다.이런 방식은 에너지의 신속한 조절과 응답을 실현하는데 편리하며 전기에네르기의 질에 대한 요구가 비교적 높거나 대규모에네르기를 저장해야 하는 변전소에 적용된다.

(3) 혼합 접속 방식

일부 복잡한 시스템에서는 DC 측면과 AC 측면을 혼합하여 액세스할 수 있습니다.이렇게 하면 직류측의 효률을 충분히 리용할수 있을뿐만아니라 교류측을 통해 더욱 신축성있는 에네르기배치와 전력망통합관리를 실현할수 있다.

1.2 인스턴스 분석 적용

어느 지역의 110kV 변전소를 예로 들면, 이 변전소는 태양광 에너지 저장 시스템을 도입했다.시스템은 직류 측면 액세스 방식으로 1MW의 태양광 어레이와 1.2MWh의 에너지 저장 배터리를 배치했다.구체적인 구성은 다음과 같습니다.

태양광 어레이: 여러 개의 태양광 부품으로 구성되어 있으며, 변전소 지붕 및 주변 공터에 설치하여 태양광 자원을 충분히 이용한다.

에너지 저장 배터리: 첨단 리튬 이온 배터리 팩을 사용하여 높은 에너지 밀도, 긴 순환 수명 및 빠른 충전 및 방전 능력을 갖추고 있습니다.

인버터: 네트워크 연결 인버터를 선택하여 * 고출력 포인트 추적(MPPT) 기능을 사용하여 태양광 구성 요소가 항상 * 잘 작동하도록 합니다.

실제 운행 중, 이 태양광 에너지 저장 시스템은 변전소의 전력 공급 신뢰도와 경제성을 현저하게 향상시켰다.낮에는 태양광 어레이에서 나오는 전기에너지가 변전소에 우선적으로 공급되어 사용되며, 여분의 전기에너지는 에너지 저장 배터리에 저장된다;밤이나 궂은 날에는 에너지저장전지가 전기를 방출하여 태양광전력의 부족을 미봉한다.시스템은 또한 전력망 부하 변화에 따라 에너지 저장 배터리의 충전 방전 전략을 자동으로 조정하여 전기 에너지의 최적화 배치를 실현할 수 있다.

1.3 응용 프로그램의 장점과 효과

(1) 전력 공급 안정성 향상

태양광 에너지 저장 시스템은 전력망 고장 또는 정전 시 신속하게 외딴 섬 운행 모드로 전환할 수 있으며, 변전소 및 중요 부하에 응급 전원을 제공하여 전력 공급의 연속성과 신뢰성을 보장한다.

(2) 운영 비용 절감

태양광에너지저장시스템은 태양에네르기를 리용하여 발전하여 전통적인 에너지에 대한 의존도를 낮추고 전기료지출을 감소시켰다.이와 동시에 에너지저장전지는 최고봉곡전기가격시간대에 충방전조작을 진행하여 경제배치를 실현하고 운영원가를 한층 더 낮추었다.

(3) 전기에너지 품질 향상

태양광 에너지 저장 시스템은 태양광 병렬 발전의 파동을 부드럽게 하고, 전력망의 출력 인수와 고조파 수준을 개선하며, 전력 품질을 향상시킬 수 있다.

(4) 전력망 유연성 강화

에너지저장시스템의 도입으로 전력망은 부하변화에 더욱 령활하게 대응하고 전력망의 조절능력과 돌발사건에 대처하는 능력을 제고할수 있게 되였다.

(5) 재생에너지 이용 촉진

태양광 에너지 저장 시스템의 광범위한 응용은 태양열 등 재생 가능한 에너지의 규모화 개발과 이용을 촉진하여 에너지 구조의 최적화와 지속 가능한 발전을 실현하는 데 도움이 된다.

2 태양광 에너지 저장 시스템의 변전소 응용에 존재하는 문제점

2.1 기술적 제약

태양광에너지저장시스템이 변전소에 응용되는 과정에 기술방면의 제한은 홀시할수 없는 문제이다.이러한 제한은 주로

(1) 에너지 저장 기술의 미숙

비록 리튬이온전지 등 에너지저장기술은 이미 뚜렷한 진보를 가져왔지만 에너지밀도, 순환수명, 안전성능 등 면에서 여전히 제고되여야 한다.에너지 저장 기술의 미숙은 에너지 저장 효율이 높지 않고, 시스템 수명이 단축되고, 안전 위험 등의 문제를 초래할 수 있다.

(2) 병렬 기술이 복잡하다

태양광 에너지 저장 시스템은 전력망과의 양방향 상호작용을 실현해야 하는데, 이는 시스템이 고도로 지능화된 네트워크 연결 제어 기술을 갖추어야 한다.그러나 현재 네트워크 연결 기술은 여전히 몇 가지 도전이 존재하는데, 예를 들면 태양광 출력을 어떻게 예측하고, 전력망 스케줄링 지령에 어떻게 신속하게 응답할 것인가 등, 이러한 것들은 모두 시스템의 안정적인 운행에 영향을 줄 수 있다.

(3) 시스템 통합의 어려움

태양광 에너지 저장 시스템은 변압기, 스위치 캐비닛, 보호 장치 등 변전소의 다른 설비와 통합해야 한다.서로 다른 설비 간에 기술 차이와 호환성 문제가 존재할 수 있기 때문에 시스템 통합의 난이도가 비교적 높기 때문에 필요한 기술팀이 설계와 디버깅을 진행한다.

2.2 비용 및 투자 문제

태양광에너지저장시스템은 변전소에서의 응용에서 또 원가와 투자방면의 도전에 직면하고있다.

(1) 초기 투자 비용 증가

태양광 에너지 저장 시스템의 건설은 대량의 자금을 투입해야 하는데, 여기에는 태양광 부품, 에너지 저장 배터리, 인버터, 제어 시스템 등 설비의 구매 비용 및 시공 설치, 디버깅 운행 등 비용이 포함된다.초기 투자 비용이 높은 것은 태양광 에너지 저장 시스템의 광범위한 응용을 제약하는 중요한 요소 중의 하나이다.

(2) 긴 비용 회수 기간

비록 태양광에너지저장시스템은 뚜렷한 에너지절약과 오염물방출감소와 경제효익을 갖고있지만 그 초기투자원가가 높기에 경제회수기간이 상대적으로 비교적 길다.이는 투자자들이 장기적인 투자 안목과 자금 실력을 갖추어야 하며, 동시에 정부가 상응하는 정책 지원과 보조금을 지급해야 한다.

(3) 위험과 불확실성

태양광 에너지 저장 시스템의 투자는 정책 변화, 기술 진보에 따른 설비 평가절하, 시장 수요 변화 등 일정한 위험과 불확실성에 직면해 있다.이러한 요소는 투자자의 의사 결정에 영향을 미치고 투자 위험을 증가시킬 수 있습니다.

2.3 관리 및 유지 관리 과제

(1) 운영 인력 부족

태양광 에너지 저장 시스템은 여러 기술 분야와 관련되어 있으며, 필요한 운영 인재는 관리와 유지보수를 진행한다.그러나 현재 시장에는 관련 기능과 경험을 갖춘 인재가 상대적으로 부족하여 날로 늘어나는 시장수요를 만족시키기 어렵다.

(2) 운영 관리의 복잡성

태양광 에너지 저장 시스템의 운영 관리는 상대적으로 복잡하기 때문에 정기적으로 설비에 대해 순찰, 유지보수, 고장 조사 등 업무를 진행해야 한다.또한 시스템의 운영 데이터를 실시간으로 모니터링하고 분석하여 적시에 문제를 발견하고 해결할 수 있어야 합니다.운영 관리의 복잡성은 운영 팀이 높은 책임감과 기술을 갖추어야 한다.

(3) 안전관리가 어렵다

태양광 에너지 저장 시스템은 고압 전기, 인화성, 폭발성 물품 등 위험 요소와 관련되어 있어 안전 관리의 난이도가 비교적 크다.운영팀은 안전조작규정을 엄격히 준수하고 정기적으로 안전훈련과 훈련을 진행하여 시스템의 안전운행을 확보해야 한다.만일의 사태에 대비한 안전관리제도와 비상대비책도 갖춰야 한다.

3 태양광 저장 시스템의 변전소에서의 최적화 전략

3.1 기술 개선 사항

전 세계적으로 청정에너지에 대한 수요가 부단히 증가함에 따라 태양광에너지저장시스템은 변전소에서의 응용이 날로 광범위해지고있다.성능과 효율성을 향상시키기 위해 일련의 기술 개선 조치가 특히 중요합니다.태양광 부품의 경우 안정성이 높은 제품을 선택해야 한다.신형 태양광 재료와 제조 공정은 광전 전환 효율을 높이고 시스템의 발전량을 증가시킬 수 있다.태양광 구성 요소의 레이아웃과 설치 각도를 최적화하여 * 일영 복사를 크게 받아 에너지 수집 효율을 높인다.에너지 저장 단계에서 선진적인 배터리 기술을 채용하는 것이 관건이다.예를 들어 리튬이온전지는 비교적 높은 에너지 밀도와 비교적 긴 순환 수명을 가지고 있어 변전소의 에너지 저장 수요를 더욱 잘 만족시킬 수 있다.배터리관리시스템(BMS) 최적화를 통해 배터리의 상태를 실시간으로 모니터링하고 충·방전 제어를 실현해 배터리 수명을 연장하고 에너지 저장 시스템의 신뢰성을 높인다.전력 전환 설비의 성능도 전체 태양광 저장 시스템의 효율에 직접적인 영향을 미친다.인버터와 충전기를 채택하여 에너지 전환 과정 중의 손실을 줄인다.지능형 제어 알고리즘을 이용하여 시스템 전력에 대한 조절과 최적화 분배를 실현하고 에너지 이용 효율을 높인다.시스템의 안정성과 신뢰성을 더욱 높이기 위해서는 시스템에 대한 모니터링과 보호도 강화해야 한다.선진적인 센서와 모니터링 설비를 설치하여 실시간으로 시스템 운행 데이터를 수집하고 잠재적인 고장을 제때에 발견하고 처리하여 시스템의 안전하고 안정적인 운행을 확보한다.

3.2 비용 통제 및 투자 최적화 방안

태양광에너지저장시스템이 변전소에서의 응용에서 원가통제와 투자최적화는 극히 중요한 고려요소이다.설비구매의 경우 대규모 집중구매를 통해 더욱 우대적인 가격을 받을수 있다.이와 동시에 공급업체와 장기적인 협력관계를 구축하여 설비의 질을 확보하는 동시에 구매원가를 낮추어야 한다.프로젝트 계획과 설계 단계에서 충분한 타당성 연구와 원가 효율 분석을 진행한다.시스템 규모와 구성을 합리적으로 계획하여 과도한 투자나 투자 부족을 피한다.표준화된 설계 방안과 모듈화된 설비를 채택하여 설계와 시공 원가를 낮추다.정부의 보조금 정책과 우대 조치를 충분히 이용하여 프로젝트의 초기 투자 원가를 낮추다.재생에너지 보조금, 세제 혜택 등을 적극 신청해 사업의 경제적 타당성을 높인다.운영 단계에서는 시스템 운영 정책을 최적화하여 운영 비용을 절감합니다.례를 들면 에너지저장시스템의 충전과 방전시간을 합리하게 배치하고 봉곡전기가격차를 충분히 리용하여 시스템의 경제효익을 높여야 한다.* 이후 시장 동향에 초점을 맞추고 적시에 장비를 업데이트하고 업그레이드하여 시스템 성능을 향상시키고 장기적인 운영 비용을 절감할 수 있습니다.합리적인 원가 통제와 투자 최적화를 통해 태양광 에너지 저장 시스템이 변전소에서의 경제 운행을 실현한다.

3.3 관리 및 유지 관리 최적화 방법

완벽한 관리제도를 구축하고 각 부문과 인원의 직책을 명확히 하며 시스템의 조작절차와 유지보수표준을 규범화한다.운영 담당자에게 정확한 지침을 제공하는 상세한 운영 유지 관리 매뉴얼을 개발합니다.운영 인력에 대한 교육을 강화하여 기술 수준과 고장 처리 능력을 향상시킨다.정기적으로 교육 과정 및 기술 교류 활동을 조직하여 운영자가 * 새로운 기술 및 관리 요구 사항을 숙지할 수 있도록 합니다.정보화 기술을 이용하여 시스템에 대한 원격 모니터링과 관리를 실현한다.지능형 모니터링 장비와 데이터 수집 시스템 설치를 통해 시스템 운영 데이터를 실시간으로 획득하여 원격 진단 및 고장 경보를 실현한다.이렇게 하면 문제를 적시에 발견하고 조치를 취하여 고장과 정지 시간을 줄일 수 있다.과학적이고 합리적인 유지보수 계획을 제정하고, 정기적으로 태양광 부품, 에너지 저장 배터리, 전력 전환 설비 등을 검사, 청결 및 유지보수한다.핵심 설비에 대해서는 예방적 유지보수 메커니즘을 구축하여 손상되기 쉬운 부품을 미리 교체하여 고장 발생 확률을 낮춘다.예비 부품 관리 시스템을 구축하여 설비 고장 시 필요한 예비 부품을 제때에 교체할 수 있도록 한다.상용 예비 부품을 합리적으로 비축하고 공급업체와 신속한 응답 메커니즘을 구축하여 예비 부품의 적시 공급을 보장한다.

4 최적화된 태양광 에너지 저장 시스템의 변전소에서의 효과 평가

변전소에 태양광 에너지 저장 시스템을 도입하고 최적화한 후, 그것이 가져오는 다방면의 효익이 현저하며, 다음은 에너지 이용 효율 향상, 전력 공급 안정성 개선 및 경제 및 환경 효익 세 가지 방면에서 상세한 평가를 진행한다.

4.1 에너지 이용 효율 향상 평가

최적화된 태양광 에너지 저장 시스템은 태양광 부품, 스마트 에너지 저장 통합 기술 및 협동 제어 전략을 채택하여 에너지 이용 효율을 현저하게 향상시켰다.구체적으로:

(1) 태양광 전환 효율 향상

PERC, HJT 등 변환 효율이 높은 태양광 부품을 선택하여 태양광이 전기에너지로 전환되는 효율을 대폭 향상시키고 광에서 전기에너지로의 전환 손실을 줄였다.

(2) 에너지 저장 시스템 효율 최적화

선진적인 배터리 관리 시스템과 에너지 저장 인버터 기술을 통해 에너지 저장 배터리의 충전과 방전을 실현하여 충전과 방전 과정 중의 에너지 손실을 줄이고 에너지 저장 시스템의 전체 효율을 향상시켰다.

(3) 협동 제어 정책 응용

태양광 시스템과 에너지 저장 시스템의 협동 제어는 전력망 부하, 전기 가격 및 일기예보 등 요소에 따라 충방전 계획을 동태적으로 조정하여 * 좋은 시기에 에너지 저장과 방출을 확보하여 전체 시스템의 에너지 이용 효율을 한층 더 향상시켰다.

4.2 전력 공급 안정성 개선

최적화된 태양광 에너지 저장 시스템은 변전소에서 전력 공급 안정성에 대한 개선 효과가 매우 뚜렷하다.태양광발전이 날씨 등 자연요소의 영향을 받아 파동이 나타날 때 에너지저장시스템은 신속하게 호응하여 저장된 전기에너지를 방출하고 태양광발전의 부족을 미봉함으로써 전력공급과 수출의 안정을 유지할수 있다.선진적인 모니터링과 제어 시스템을 통해 전력망의 부하 변화와 전력 품질 파라미터를 실시간으로 모니터링하고 태양광 에너지 저장 시스템의 작업 상태를 제때에 조정하여 출력 전압과 주파수의 안정을 확보하여 전압 파동과 주파수 편차를 효과적으로 감소시켰다.또한 최적화된 시스템은 더욱 강력한 장애 대응 기능을 제공합니다.전력망에 고장이나 돌발사건이 발생했을 때 에너지저장시스템은 예비전원으로 될수 있으며 관건설비와 부하에 지속적인 전력지원을 제공하여 변전소의 정상적인 운행을 보장하고 전력공급의 신뢰성과 련속성을 제고할수 있다.전력 공급 안정성의 각종 지표를 모니터링하고 평가한다. 예를 들어 전압 파동 범위, 정전 시간 등이다. 그 결과 최적화된 태양광 에너지 저장 시스템은 변전소의 전력 공급 안정성을 현저하게 향상시켰고 사용자에게 더욱 신뢰할 수 있는 전력 서비스를 제공했다.

4.3 경제 및 환경 효과 분석

최적화된 태양광 에너지 저장 시스템은 변전소에서 현저한 경제 및 환경 효과를 가져왔다.경제적인 측면에서 볼 때, 한편으로는 향상된 에너지 이용 효율과 안정적인 전력 공급 능력으로 변전소의 운영 원가를 낮췄다.전력 품질 문제로 인한 장비 손상 및 수리 비용을 줄이면서 기존 에너지에 대한 의존도를 낮추고 에너지 조달 비용을 절감할 수 있습니다.다른 한편으로, 피크 밸리 전기 가격차를 합리적으로 이용함으로써 에너지 저장 시스템은 전기 가격이 바닥일 때 충전하고, 정점일 때 방전함으로써 변전에 추가적인 경제 효과를 가져왔다.환경효익면에서 태양광에너지저장시스템의 응용은 전통적인 화석에너지의 소모를 크게 감소시켜 온실가스배출과 오염물의 배출을 뚜렷이 낮추었다.기후변화의 영향을 줄이고 현지의 생태환경의 질을 개선하는데 중요한 의의가 있다.기술의 부단한 진보와 원가의 점진적인 감소에 따라 태양광 에너지 저장 시스템의 초기 투자 원가도 점차 낮아지고 있으며, 그 경제적 타당성을 한층 더 높이고 있다.그로 인한 환경효익도 사회의 지속가능한 발전에 적극적인 기여를 하였다.

5 Acrel-2000MG 마이크로그리드 에너지 관리 시스템

5.1 개요

Acrel-2000MG 마이크로그리드 에너지 관리 시스템은 우리 회사가 신형 전력 시스템 하의 마이크로그리드 모니터링 시스템과 마이크로그리드 에너지 관리 시스템의 요구에 따라 국내외의 연구와 생산의 선진 경험을 총결하여 전문적으로 연구 제작한 기업 마이크로그리드 에너지 관리 시스템이다.이 시스템은 태양광 시스템, 풍력 발전, 에너지 저장 시스템 및 충전기의 접속을 만족시키고, 전천후 데이터 수집 분석을 진행하며, 태양광, 풍력, 에너지 저장 시스템, 충전기 운행 상태 및 건강 상태를 직접 감시하며, 모니터링 시스템, 에너지 관리를 일체화한 관리 시스템이다.이 시스템은 안전하고 안정적인 기초에서 경제적 최적화 운행을 목표로 재생에너지 응용을 촉진하고 전력망 운행 안정성을 제고하며 부하 파동을 보상한다;사용자측의 수요관리를 효과적으로 실현하고 주야의 봉곡차, 평활한 부하를 제거하며 전력설비의 운행효률을 높이고 전력공급원가를 낮춘다.기업 마이크로그리드 에너지 관리에 안전하고 신뢰할 수 있으며 경제적인 운영을 위한 새로운 솔루션을 제공합니다.

마이크로그리드 에너지 관리 시스템은 계층 분포식 구조를 채택해야 한다. 전체 에너지 관리 시스템은 물리적으로 세 개의 층으로 나뉜다. 그것이 바로 설비층, 네트워크 통신층과 사이트 제어층이다.스테이션급 통신 네트워크는 표준 이더넷 및 TCP/IP 통신 프로토콜을 사용하며, 물리적 매체는 광섬유, 네트워크 케이블, 차폐 쌍교선 등이 될 수 있다.시스템 지원ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT통신 규약을 기다리다.

5.2 기술 표준

이 시나리오가 준수하는 국가 표준은 다음과 같습니다.

이 기술 사양서에서 제공하는 장비는 다음 규정, 규정 및 업계 표준을 충족해야 합니다.

GB/T26802.1-2011 산업용 제어 컴퓨터 시스템 공통 사양 섹션: 공통 요구 사항

GB/T26806.2-2011 산업 제어 컴퓨터 시스템 산업 제어 컴퓨터 기본 플랫폼 제2부분: 성능 평가 방법

GB/T26802.5-2011 공업제어컴퓨터시스템 통용규범 제5부분: 장소안전요구

GB/T26802.6-2011 공업제어컴퓨터시스템 통용규범 제6부분: 검수대강

GB/T2887-2011 컴퓨터 필드 공통 사양

GB/T20270-2006 정보 보안 기술 네트워크 기반 보안 기술 요구 사항

GB50174-2018 전자정보시스템 기계실 설계규범

DL/T634.5101 원격 장치 및 시스템 섹션 5-101: 전송 규약 기본 원격 작업 표준

DL/T634.5104 원격 장치 및 시스템 섹션 5-104: 표준 전송 프로토콜 서브셋을 사용하는 전송 규정 IEC60870-5-네트워크 액세스 101

GB/T33589-2017 마이크로그리드 접속 전력 시스템 기술 규정

GB/T36274-2018 마이크로그리드 에너지 관리 시스템 기술 규범

GB/T51341-2018 마이크로그리드 엔지니어링 표준

GB/T36270-2018 마이크로그리드 모니터링 시스템 기술 규범

DL/T1864-2018 독립형 마이크로그리드 모니터링 시스템 기술 사양

T/CEC182-2018 마이크로그리드 전력망 연결 스케줄링 운행 규범

T/CEC150-2018 저압 마이크로그리드 병렬 일체화 장치 기술 규범

T/CEC151-2018 병렬망형 교직류 혼합 마이크로그리드 운행 및 제어 기술 규범

T/CEC152-2018 병렬망형 마이크로그리드 수요응답기술요구

T/CEC153-2018 병렬형 마이크로그리드 부하 관리 기술 가이드라인

T/CEC182-2018 마이크로그리드 전력망 연결 스케줄링 운행 규범

T/CEC5005-2018 마이크로그리드 엔지니어링 사양

NB/T10148-2019 마이크로그리드 부분: 마이크로그리드 계획 설계 가이드라인

NB/T10149-2019 마이크로그리드 부분: 마이크로그리드 운행 도칙

5.3 적용 대상

시스템은 도시, 고속도로, 공업단지, 공업상업지구, 주민구역, 지능건축, 섬, 무전지역의 재생가능에너지시스템감시통제와 에너지관리수요에 응용할수 있다.

5.4 모델 설명

5.5 시스템 구성

5.5.1 시스템 아키텍처

이 플랫폼은 계층형 분산 구조, 즉 스테이션 제어 계층, 네트워크 계층 및 장치 계층으로 설계되었으며 세부 토폴로지 구조는 다음과 같습니다.

그림 1 일반적인 마이크로그리드 에너지 관리 시스템 네트워크 구성 방식

5.6 시스템 기능

5.6.1 실시간 모니터링

마이크로그리드 에너지 관리 시스템은 휴먼 컴퓨터 인터페이스가 우호적이기 때문에 시스템의 1차 전기도 형식으로 각 전기 회로의 운행 상태를 직관적으로 표시할 수 있어야 하며, 각 회로 전압, 전류, 출력, 출력 인수 등 전기 파라미터 정보를 실시간으로 모니터링하고, 각 회로 차단기, 격리 스위치 등 합, 브레이크 상태 및 관련 고장, 경고 등 신호를 동적으로 감시할 수 있어야 한다.그 중, 각 서브시스템 회로 전참량은 주로 3상 전류, 3상 전압, 총 유공 전력, 총 무공 전력, 총 전력 인수, 주파수와 순방향 유공 전력 누계값;상태 매개 변수는 주로 스위치 상태, 차단기 고장 잠금 해제 경고 등이 있다.

시스템은 분산식 전원, 에너지 저장 시스템에 대해 발전 관리를 진행할 수 있어야 하며, 관리자로 하여금 실시간으로 발전 단위의 출력 정보, 수익 정보, 에너지 저장 하전 상태] 및 발전 단위와 에너지 저장 단위의 운행 전력 설정 등을 파악할 수 있도록 해야 한다.

시스템은 에너지 저장 시스템의 상태 관리를 할 수 있어야 하며, 에너지 저장 시스템의 하전 상태에 따라 즉시 경고할 수 있어야 하며, 정기적인 배터리 유지 보수를 지원할 수 있어야 한다.

마이크로그리드 에너지 관리 시스템의 모니터링 시스템 인터페이스는 시스템 메인 인터페이스를 포함하며, 마이크로그리드 태양광, 풍력, 에너지 저장, 충전기 및 전체 부하 구성 상황을 포함하며, 수익 정보, 날씨 정보, 에너지 절약 및 배출 감소 정보, 전력 정보, 전력 정보, 전압 전류 상황 등을 포함한다.다양한 요구에 따라 충전, 에너지 저장 및 태양광 시스템 정보를 표시할 수도 있다.

그림 2 시스템 마스터 인터페이스

서브인터페이스는 주로 시스템 주접속도, 태양광 정보, 풍력발전 정보, 에너지 저장 정보, 충전기 정보, 통신 상황 및 일부 통계 목록 등을 포함한다.

5.6.1.1 태양광 인터페이스

그림 3 태양광 시스템 인터페이스

이 인터페이스는 태양광 시스템에 대한 정보를 전시하는데 주로 인버터 직류 측, 교류 측 운행 상태 모니터링 및 경보, 인버터 및 발전소 발전량 통계 및 분석, 병렬 캐비닛 전력 모니터링 및 발전량 통계, 발전소 발전량 연간 유효 이용 시간 통계, 발전 수익 통계, 탄소 배출 감소 통계, 방사선/풍력/환경 온도 습도 모니터링, 발전 전력 시뮬레이션 및 효율 분석을 포함한다;동시에 시스템의 총 출력, 전압 전류 및 각 인버터의 운행 데이터를 전시한다.

5.6.1.2 에너지 저장 인터페이스

그림 4 에너지 저장 시스템 인터페이스

이 인터페이스는 주로 이 시스템의 에너지 저장 설치 용량, 에너지 저장 현재 충전 및 방전, 수익, SOC 변화 곡선 및 전력 변화 곡선을 보여주는 데 사용됩니다.

그림 5 에너지 저장 시스템 PCS 매개변수 설정 인터페이스

이 인터페이스는 스위치, 작동 모드, 전력 설정 및 전압, 전류의 한계를 포함하여 PCS에 대한 매개변수 설정을 보여주는 데 주로 사용됩니다.

그림 6 에너지 저장 시스템 BMS 매개변수 설정 인터페이스

이 인터페이스는 BMS에 대한 매개변수 설정을 보여주는 데 사용되며, 주로 셀 전압, 온도 보호 한계, 배터리 팩 전압, 전류, 온도 한계 등을 포함한다.

그림 7 에너지 저장 시스템 PCS 전력망 측 데이터 인터페이스

이 인터페이스는 PCS 전력망 측면에 대한 데이터를 보여주는 데 사용되며, 주로 위상 전압, 전류, 출력, 주파수, 출력 인수 등을 포함한다.

그림 8 에너지 저장 시스템 PCS AC 측면 데이터 인터페이스

이 인터페이스는 상전압, 전류, 출력, 주파수, 출력 인수, 온도 값 등을 포함한 PCS에 대한 교류측 데이터를 보여주는 데 사용된다.동시에 교류 측의 이상 정보에 대해 경고한다.

그림 9 에너지 저장 시스템 PCS DC 측면 데이터 인터페이스

이 인터페이스는 주로 전압, 전류, 전력, 전력 등을 포함한 PCS 직류 측면 데이터를 보여주는 데 사용됩니다.동시에 직류 측면의 비정상적인 정보에 대해 경보를 진행한다.

그림 10 에너지 저장 시스템 PCS 상태 인터페이스

이 인터페이스는 통신 상태, 작동 상태, STS 작동 상태 및 STS 장애 경고 등 PCS 상태 정보를 보여주는 데 사용됩니다.

그림 11 배터리 상태 인터페이스

이 인터페이스는 BMS 상태 정보를 보여주는 데 사용되며, 주로 에너지 저장 배터리의 작동 상태, 시스템 정보, 데이터 정보 및 경고 정보 등을 포함하며, 동시에 현재 에너지 저장 배터리의 SOC 정보를 보여준다.

그림 12 배터리 클러스터 작동 데이터 인터페이스

이 인터페이스는 배터리 클러스터에 대한 정보를 보여주는 데 사용되며, 주로 에너지 저장 각 모듈의 셀 전압과 온도를 포함하며, 현재 셀의 Z 크기, Z 작은 전압, 온도 값 및 대응하는 위치를 보여준다.

5.6.1.3 풍력발전 인터페이스

그림 13 풍력발전 시스템 인터페이스

이 인터페이스는 풍력발전 시스템에 대한 정보를 전시하는데 주로 역변제어 복합기 직류측, 교류측 운행상태 모니터링 및 경보, 역변기 및 발전소 발전량 통계 및 분석, 발전소 발전량 연간 유효이용시간 통계, 발전수익 통계, 탄소배출감소 통계, 풍속/풍력/환경 온습도 모니터링, 발전전력 시뮬레이션 및 효율 분석을 포함한다;동시에 시스템의 총 출력, 전압 전류 및 각 인버터의 운행 데이터를 전시한다.

5.6.1.4 충전기 인터페이스

그림 14 충전기 인터페이스

이 인터페이스는 충전기 시스템에 대한 정보를 보여주는 데 사용되며, 주로 충전기 전력 사용 총 전력, 직류 충전기의 전력, 전력, 전력 비용, 변화 곡선, 각 충전기의 운행 데이터 등을 포함한다.

5.6.1.5 비디오 모니터링 인터페이스

그림 15 마이크로그리드 비디오 모니터링 인터페이스

이 인터페이스는 주로 시스템에 접속된 비디오 화면을 보여주고 서로 다른 구성을 통해 미리 보기, 재생, 관리 및 제어 등을 실현한다.

5.6.1.6 발전 예측

시스템은 역사 발전 데이터, 실측 데이터, 미래 날씨 예측 데이터를 통해 분산 발전에 대해 단기, 초단기 발전 전력 예측을 진행하고 합격률 및 오차 분석을 보여줄 수 있어야 한다.전력 예측에 근거하여 인공 입력을 진행하거나 자동으로 발전 계획을 생성할 수 있어 사용자가 이 시스템의 신에너지 발전에 대한 집중 관리 통제에 편리하다.

그림 16 태양광 예측 인터페이스

5.6.1.7 정책 구성

시스템은 발전 데이터, 에너지 저장 시스템 용량, 부하 수요 및 시간별 전기 가격 정보에 근거하여 시스템 운행 모델의 설정 및 서로 다른 제어 전략 배치를 진행할 수 있어야 한다.례를 들면 봉우리를 깎고 곡식을 메우며 주기계획, 수요량통제, 질서있는 충전, 동적용량확대 등이다.

그림 17 정책 구성 인터페이스

5.6.2 보고서 실행

각 서브시스템, 회로 또는 설비의 Z정시간의 운행매개변수를 조회할수 있어야 하며 보고표에 표시된 전참량정보에는 각 상전류, 3상전압, 총공률인수, 총유공률, 총무공률, 순방향유공전력 등이 포함되여야 한다.

그림 18 실행 보고서

5, 6, 3 실시간 경보

실시간 경보 기능을 갖추어야 한다. 시스템은 각 하위 시스템 중의 인버터, 양방향 변류기의 작동과 종료 등 원격 신호 변위 및 설비 내부의 보호 동작이나 사고 스위치 점프 시 경보를 보낼 수 있어야 한다. 실시간으로 경고 사건이나 스위치 점프 사건을 표시할 수 있어야 한다. 보호 사건 명칭, 보호 동작 시각을 포함한다.또한 탄창, 소리, 문자메시지, 전화 등 형식으로 관련자에게 통지할 수 있어야 한다.

그림 19 실시간 경고

5.6.4 히스토리 이벤트 쿼리

원격 신호 변위, 보호 동작, 사고 스위치 및 전압, 전류, 출력, 출력 인수, 셀 온도 (리튬 이온 배터리), 압력 (액류 배터리), 조명, 풍속, 기압 한계 등 사건 기록을 저장하고 관리할 수 있어야 하며, 사용자가 시스템 사건과 경보에 대해 역사 소급, 조회 통계, 사고 분석을 편리하게 할 수 있다.

그림 20 히스토리 이벤트 쿼리

5.6.5 전기에너지 품질 모니터링

전체 마이크로그리드 시스템의 전력 품질에 대해 안정 상태와 임시 상태를 포함한 지속적인 모니터링을 진행할 수 있어야 하며, 관리자가 실시간으로 전력 공급 시스템의 전력 품질 상황을 파악하여 전력 공급 불안정 요소를 적시에 발견하고 제거할 수 있도록 해야 한다.

1) 전력 공급 시스템 메인 인터페이스에서 각 전력 품질 모니터링 지점의 모니터링 장치 통신 상태, 각 모니터링 지점의 A/B/C 상전압 총 기변률, 3상 전압 불균형도 B분 B와 정차/음차/0차 전압 값, 3상 전류 불균형도 B분 B와 정차/음차/0차 전류 값을 실시간으로 표시할 수 있어야 한다;

2) 고조파 분석 기능: 시스템은 실시간으로 A/B/C 3상 전압 총 고조파 기변률, A/B/C 3상 전류 총 고조파 기변률, 기차 고조파 전압 총 기변률, 기차 고조파 전류 총 기변률, 짝수 고조파 전압 총 기변률, 짝수 고조파 전류 총 기변률을 표시할 수 있어야 한다;2-63회 고조파 전압 함유율, 2-63회 고조파 전압 함유율, 0.5~63.5회 고조파 전압 함유율, 0.5~63.5회 고조파 전류 함유율을 주상도로 보여줄 수 있어야 한다.

3) 전압 파동과 플래시: 시스템은 A/B/C 3상 전압 파동 값, A/B/C 3상 전압 짧은 플래시 값, A/B/C 3상 전압 긴 플래시 값을 표시할 수 있어야 한다;A/B/C 3상 전압 파동 곡선, 짧은 플래시 곡선, 긴 플래시 곡선을 제공할 수 있어야 한다;전압 편차와 주파수 편차를 표시할 수 있어야 한다;

4) 전력 및 전력 계량: 시스템은 A/B/C 3상 유공 전력, 무공 전력 및 시재 전력을 표시할 수 있어야 한다;삼상총유공률, 총무공률, 총시재공률과 총공률요소를 표시할수 있어야 한다.일 유공 부하 곡선 (접선형) 과 연 유공 부하 곡선 (접선형) 을 포함한 유공 부하 곡선을 제공할 수 있어야 한다.

5) 전압 잠정적 모니터링: 전기에너지 품질 잠정적 사건, 예를 들면 전압 잠정적 상승, 전압 잠정적 강하, 단시간 중단 발생 시, 시스템은 경고를 생성할 수 있어야 하며, 사건은 탄창, 깜박임, 소리, 문자, 전화 등 형식으로 관련자에게 통지할 수 있다;시스템은 해당 임시 이벤트가 발생한 전후의 파형을 볼 수 있어야 합니다.

6) 전기에너지 품질 데이터 통계: 시스템은 1min 통계 전체 2h에 저장된 통계 데이터를 표시할 수 있어야 하며, 평균값, Z대값, Z소값, 95% 확률값, 방균근값을 포함한다.

7) 이벤트 로깅 보기 기능: 이벤트 로깅에는 이벤트 이름, 상태 (작업 또는 반환), 파형 번호, 한계 초과, 장애 기간, 이벤트 발생 시간이 포함되어야 합니다.

그림 21 마이크로그리드 시스템 전력 품질 인터페이스

5.6.6 원격 제어 기능

전체 마이크로그리드 시스템 범위 내의 설비에 대해 원격 조종 조작을 할 수 있어야 한다.시스템 유지보수 인원은 관리 시스템의 메인 인터페이스를 통해 원격 조종 조작을 완성할 수 있으며, 원격 조종 사전 설정, 원격 조종 귀교, 원격 조종 집행의 조작 순서를 따라 스케줄링 시스템 또는 역 내의 상응하는 조작 명령을 제때에 집행할 수 있다.

그림 22 원격 제어 기능

5.6.7 커브 질의

곡선 조회 인터페이스에서 각 전참량 곡선을 직접 볼 수 있어야 하며, 삼상 전류, 삼상 전압, 유공 공률, 무공 공률, 공률 인수,SOC、SOH、충전과 방전량 변화 등 곡선.

5.6.8 통계 보고서

정시 검표 종합 통계 기능을 갖추고 있으며, 사용자는 시스템이 정상적으로 운행된 이래 임의의 시간 동안 각 배전 노드의 전력 사용 상황을 자유롭게 조회할 수 있다. 즉 이 노드의 입선 전력 사용량과 각 분기 회로 전력 소비량의 통계 분석 보고서이다.[6] 마이크로그리드와 외부 시스템 간의 전기 에너지 교환에 대해 통계 분석을 한다.시스템 운행의 에너지 절약, 수익 등에 대한 분석;연간 정전 시간, 연간 정전 횟수 등 마이크로그리드의 전력 공급 신뢰성에 대한 분석을 갖추고 있다;병렬망형 마이크로그리드의 병렬망에 대한 전기에너지 품질 분석을 갖추고 있다.

그림 24 통계 보고서

5.6.8.1 네트워크 토폴로지

시스템은 시스템에 접속된 각 장치의 통신 상태를 실시간으로 모니터링하여 전체 시스템 네트워크 구조를 완전하게 표시할 수 있도록 지원합니다.온라인으로 디바이스 통신 상태를 진단하고 네트워크 예외 발생 시 인터페이스에 장애 디바이스 또는 컴포넌트 및 해당 장애 부위를 자동으로 표시할 수 있습니다.

그림 25 마이크로그리드 시스템 토폴로지 인터페이스

이 인터페이스는 주로 마이크로그리드 시스템 토폴로지를 보여주는데 시스템의 구성 내용, 그리드 연결 방식, 차단기, 계량기 등 정보를 포함한다.5.6.8.2 통신 관리

전체 마이크로그리드 시스템 범위 내의 설비 통신 상황을 관리, 제어, 데이터의 실시간 모니터링을 진행할 수 있다.시스템 관리자는 시스템을 관리하는 기본 프로그램을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하여 통신 관리자를 열고 [6] 통신 제어를 선택하여 모든 포트 또는 포트를 시작하여 장치의 통신 및 데이터 상태를 빠르게 확인할 수 있습니다.통신을 지원해야 함ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT통신 규약을 기다리다.

5.6.8.3 사용자 권한 관리

사용자 권한 관리 기능을 설정해야 합니다.[5] 사용자 권한 관리를 통해 무단 작업 (예: 원격 조종, 매개변수 수정 실행 등) 을 방지할 수 있습니다.다양한 수준의 사용자에 대한 로그인 이름, 암호 및 운영 권한을 정의하여 시스템 실행, 유지 관리, 관리에 신뢰할 수 있는 보안을 제공할 수 있습니다.

5.6.8.4 장애 기록

시스템이 고장이 났을 때 고장 전, 후 과정의 각 관련 전기량의 변화 상황을 자동적으로 정확하게 기록할 수 있어야 하며, 이러한 전기량에 대한 분석, 비교를 통해 사고 처리, 보호의 정확한 동작 여부를 판단하고 전력 시스템의 안전 운행 수준을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다.이 중 고장 녹음파는 총 16개를 기록할 수 있으며, [6] 각 녹음파는 6단 녹음파를 촉발할 수 있으며, 각 녹음파는 고장 전 8주파, 고장 후 4주파 파형을 기록할 수 있으며, 총 녹음파 시간은 총 46s이다. 각 샘플링 지점의 녹음파는 최소 12개의 아날로그량, 10개의 스위치 양파형을 포함한다.

5.6.8.5 사고 기억

스위치 위치, 보호 동작 상태, 원격 측정 등 사고 시각 전후 일정 시간의 모든 실시간 스캔 데이터를 자동으로 기록하여 사고 분석의 데이터 기초를 형성할 수 있다.

사용자는 사고 추적의 시작 이벤트를 사용자 정의할 수 있으며, 각 이벤트가 발생할 때 사고 주기와 사고 후 10 개의 스캔 주기에 대한 포인트 데이터를 저장할 수 있습니다.이벤트 및 모니터링을 시작하는 데이터 포인트는 사용자 Z에서 임의로 수정할 수 있습니다.

그림 29 사고 추억

6 하드웨어 및 관련 제품