本文針對新能源領域的光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)和充電設施一體化發(fā)展趨勢，設計并實現(xiàn)了一套光儲充一體化監(jiān)測運維系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過集成優(yōu)秀的傳感器技術、數(shù)據(jù)采集與傳輸技術、云計算和大數(shù)據(jù)分析技術，實現(xiàn)了對光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)和充電設施的實時監(jiān)測、智能分析和遠程運維。系統(tǒng)架構包括數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡傳輸層、云平臺層和應用服務層，具備數(shù)據(jù)采集與處理、設備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷與預警、能量管理與優(yōu)化調度等功能。

關鍵詞：光儲充一體化；能源管理系統(tǒng)；監(jiān)測運維；云計算；微電網(wǎng)能量管理。

一.光儲充一體化監(jiān)測運維系統(tǒng)概述

光儲充一體化監(jiān)測運維系統(tǒng)是一種集成光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)和充電設施監(jiān)測與運維功能的綜合管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過實時數(shù)據(jù)采集、傳輸和分析，實現(xiàn)對光儲充一體化系統(tǒng)運行狀態(tài)的全面監(jiān)控、故障預警和智能運維。系統(tǒng)的主要功能包括數(shù)據(jù)采集與處理、設備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷與預警、能量管理與優(yōu)化調度等。

光儲充一體化監(jiān)測運維系統(tǒng)的應用場景廣泛，包括大型光伏電站、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、電動汽車充電站等。在這些場景中，系統(tǒng)能夠有效整合光伏發(fā)電、儲能和充電資源，優(yōu)化能源利用效率，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，光儲充一體化監(jiān)測運維系統(tǒng)的市場需求日益增長，其發(fā)展前景廣闊。

2.系統(tǒng)架構設計

光儲充一體化監(jiān)測運維系統(tǒng)采用分層架構設計，包括數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡傳輸層、云平臺層和應用服務層。數(shù)據(jù)采集層由各類傳感器和數(shù)據(jù)采集設備組成，負責實時采集光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)和充電設施的運行數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡傳輸層采用有線與無線相結合的方式，確保數(shù)據(jù)的高效、可靠傳輸。云平臺層基于云計算技術，提供海量數(shù)據(jù)存儲、處理和分析能力。應用服務層則面向用戶提供各種監(jiān)測、分析和運維功能。

在硬件設計方面，系統(tǒng)采用模塊化設計理念，便于擴展和維護。關鍵硬件設備包括高性能數(shù)據(jù)采集器、智能網(wǎng)關和邊緣計算設備等。軟件設計方面，系統(tǒng)采用微服務架構，實現(xiàn)功能模塊的松耦合和高內聚。數(shù)據(jù)庫設計采用分布式架構，支持海量數(shù)據(jù)的高效存儲和快速檢索。系統(tǒng)還設計了友好的用戶界面，方便用戶進行操作和數(shù)據(jù)可視化分析。

3.系統(tǒng)功能模塊實現(xiàn)

光儲充一體化監(jiān)測運維系統(tǒng)的核心功能模塊包括數(shù)據(jù)采集與處理模塊、設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷模塊、能量管理與優(yōu)化調度模塊以及用戶界面與可視化模塊。數(shù)據(jù)采集與處理模塊負責實時采集各類設備運行數(shù)據(jù)，并進行預處理和存儲。該模塊采用分布式數(shù)據(jù)采集技術，支持多種通信協(xié)議，確保數(shù)據(jù)的完整性和實時性。

設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷模塊基于機器學習算法，實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測和故障預警。該模塊能夠識別設備異常狀態(tài)，提供故障診斷建議，并支持遠程維護操作。能量管理與優(yōu)化調度模塊通過分析光伏發(fā)電預測、負荷需求和儲能狀態(tài)，制定優(yōu)的能量調度策略，提高系統(tǒng)整體能效。用戶界面與可視化模塊提供直觀的數(shù)據(jù)展示和操作界面，支持多維度數(shù)據(jù)分析和報表生成，方便用戶進行系統(tǒng)監(jiān)控和決策。

3.1分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)架構

3.2工商業(yè)儲能系統(tǒng)架構

3.3有序充電系統(tǒng)架構圖

3.4安科瑞光儲充一體化系統(tǒng)

用戶主要需求是對微電網(wǎng)的源、網(wǎng)、荷、儲能系統(tǒng)、充電負荷進行實時監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級控制，滿足微電網(wǎng)運行監(jiān)視全面化、安全分析智能化、調整控制前瞻化、全景分析動態(tài)化的需求，完成不同目標下光儲充資源之間的靈活互動與經(jīng)濟優(yōu)化運行，實現(xiàn)能源效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益大化相關標準。

用戶的收益主要體現(xiàn)在：平滑功率輸出，提升綠電使用率；削峰填谷、谷電利用，提高經(jīng)濟性；降低充電設備對局部電網(wǎng)的沖擊；降低站內配電變壓器容量。

                安科瑞光儲充一體化系統(tǒng)架構圖

3.5技術應用與創(chuàng)新

光儲充一體化監(jiān)測運維系統(tǒng)集成了多項先進技術，包括物聯(lián)網(wǎng)技術、云計算與大數(shù)據(jù)技術、人工智能與機器學習技術以及網(wǎng)絡安全與數(shù)據(jù)保護技術。物聯(lián)網(wǎng)技術的應用實現(xiàn)了設備間的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)采集；云計算與大數(shù)據(jù)技術為系統(tǒng)提供了強大的數(shù)據(jù)處理和存儲能力；人工智能與機器學習技術則賦能系統(tǒng)的故障診斷和能量優(yōu)化功能。

在技術創(chuàng)新方面，系統(tǒng)采用了基于深度學習的設備故障預測模型，提高了故障診斷的準確性和及時性。同時，系統(tǒng)開發(fā)了自適應能量管理算法，能夠根據(jù)實時數(shù)據(jù)和預測信息動態(tài)調整能量調度策略。此外，系統(tǒng)還設計了多層次的安全防護機制，確保數(shù)據(jù)的安全性和系統(tǒng)的可靠性。這些技術創(chuàng)新顯著提升了系統(tǒng)的性能和實用性，為光儲充一體化系統(tǒng)的智能化運維提供了有力支持。

4.安科瑞光儲充一體化系統(tǒng)界面展示

4.1充電樁運維管理界面

能夠對充電樁進行方位的監(jiān)控、調度和管理，可提高了充電樁的利用率和充電效率。用戶通過 APP 或小程序提前預約充電，避免充電站排隊等待的煩惱，提高了出行效率。此外，平臺還支持掃碼 / 刷卡充電、尋樁導航、訂單管理、充電樁監(jiān)控、收益分析等功能，

4.2光伏儲能展示

能量管理策略實現(xiàn)了電網(wǎng)、光伏發(fā)電、儲能裝置及充電設施之間能量的高效互動與靈活調配。系統(tǒng)在確保變壓器安全運行的基礎上，進行優(yōu)化調控，有效緩解峰谷差、平滑負荷波動，實現(xiàn)短時柔性擴容，從而提升電力設備的運行效率并補償負荷波動。此外，在電網(wǎng)不允許送電的情況下，系統(tǒng)仍可通過調節(jié)光伏發(fā)電、儲能充電及充電樁運行模式，有效預防逆功率現(xiàn)象的發(fā)生。

4.3有序充電

系統(tǒng)實時監(jiān)測變壓器負荷率，計算變壓器剩余容量，結合充電需求和儲能系統(tǒng)放電容量對充電進行動態(tài)控制，包括：用戶權限識別、充電行為統(tǒng)計、充電功率控制、允許/禁止新增充電、調整充電價格等方式來引導用戶充電需求，提高電網(wǎng)對充電的友好度和容納能力。

5.總結

光儲充一體化監(jiān)測運維系統(tǒng)能夠顯著提高系統(tǒng)的運行效率和可靠性。數(shù)據(jù)采集的實時性和準確性滿足了系統(tǒng)監(jiān)控需求；故障診斷模塊的準確率特別高，大大減少了設備停機時間；能量管理模塊的優(yōu)化調度策略有效平衡了發(fā)電、儲能和用電需求，提高了系統(tǒng)經(jīng)濟性。

實現(xiàn)了對光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)和充電設施的實時監(jiān)測、智能分析和遠程運維。實際應用表明，該系統(tǒng)能夠有效提高光儲充一體化系統(tǒng)的運行效率、可靠性和經(jīng)濟性，為新能源的可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐。