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一个好的微电网能量管理系统需要做好运行状态的规划,能够向各组成单元下达控制指令,监督执行情况并随时进行调整。
而这些功能的完成需要建立起稳定的数据采集和信息传递能力,所以对终端设备也就提出了要求。
传统的电力信息传输中,主站和终端之间的信息传递包含四个方面,分别为“遥信”、“遥测”、“遥控”、“遥调”,俗称四遥。
主站实时采集终端设备的状态信息和电气数据,并根据内嵌的逻辑下达遥控以及遥调指令,同时继续采集相关数据来判断调控的结果。
现在的电力系统中因为加入了很多归属于用户资产的分布式电源和工商业储能设备,这些发用电设施的接入对电网的运行带来了难以预测且不完全可控的影响。
所以在这类资源渗透率逐年增加时,国家明确要求分布式电源要具备“四可”能力,分别为“可观”、“可测”、“可调”、“可控”。
在《分布式光伏发电开发建设管理办法》问答(2025年版)中第61问里,有对四可具体定义给出过解释:
可观:分布式光伏发电项目的运行状态可被实时监控,包括设备性能、环境参数、电力输出等关键数据。
可测:分布式光伏发电项目对发电功率、电压、电流等数据具备准确测量能力。
可调:分布式光伏发电项目可根据电网负荷需求调节电站的有功/无功功率输出。
可控:确保分布式光伏发电项目可被电网远程或自动化控制。
我个人觉得这份解释比较粗略,而且在可观和可测里还有重复的地方,比如电力输出的关键数据理应就包含发电功率、电压和电流等数据。
所以先抛开这份解释,我们用传统的四遥比对现今的四可,其中一些概念可以相互借鉴,今天就站在终端设备的角度,聊聊这两组概念的同与异。
遥信
先说一下关于数据采集方面的事儿。
以数据从主站到终端设备的方向为下行,反之为上行。
遥信就是指主站向终端设备要运行状态,这个运行状态是要可以转化为0-1二进制的,也就是说主站最终通过接收上来的数据是0还是1来判断目前终端设备的运行状态。
比如说设备是运行还是停止,这一对儿运行状态就可以用0和1来表示,再比如某个开关状态是开还是闭,也可以通过二进制进行反馈。
还有一类特殊的状态就是故障位,终端设备已经预设好可能存在的故障类型,若发生了该类故障,那么对应的位变成1,否则就为0。
当主站接收到这些关于故障状态位的字节后,根据对应的通讯协议就可以解析出当前设备是否存在某类故障。
这就是基本的遥信概念,主要是关于一些非0即1的状态位的感知。
遥测
遥测同样是和数据量有关,只不过不是状态量,而是实打实的具体数值。比如当前母线的电压是多少,设备A相当前的电流是多少。
终端设备向主站所提供的电气数据值也可以分为两种。
第一种是原始数据的采集值,比如直接通过电流互感器和电压互感器所采集的电流以及电压数据,有关环境的温湿度数据等等。
第二种就是基于这些原始数据而计算得出的其他类电气数据,比如功率值,电量值以及功率因数值等,这些数值的计算直接在终端设备内完成。
当主站主动问询或者按时间终端主动上送后,带有时间戳的这类数据就会被主站感知,有些数据还可以被主站的寄存器所存储,变成历史数据以备后续查阅。
区别于遥信,遥测的数据上来的都是数据值,而遥信上来的数据都是状态值,用字节某位上的0或1来代表当前的状态。
遥控
遥控和遥调属于下行指令,即主站根据当前的遥信以及遥控数据采集进行判断,进而给终端设备下达相关的控制指令。
其中遥控的控制指令主要是指使能某项终端和主站之间已经约定好的控制项。
最直接的就是开关的控制,主站直接在对应的控制位置0或者置1来实现对开关通断的控制。
还有一类控制是使能类的,比如说要对光伏逆变器进行功率因数设定,那么并不是直接下达设定功率因数值即可,而是要先使能这个功能项,把对应的功能状态位由0遥控成1。
然后主站确定该状态位转换后方可继续下达具体的数据指令。
遥控主要负责的是某个终端设备的某类功能是否可控,用0或1来控制这个控制位的有效,达到使能控制的目的。
遥调
而遥调就是对应遥控的后续工作,某项控制功能生效后,主站就可以对具体的控制量进行设定。
比如说储能系统双向变流器当前的充放电功率值,比如刚才提及的光伏逆变器的功率因数设定值等。
对应遥信和遥测,遥控和遥调某种程度上就是前者的反向操作。
遥信和遥测主要是终端数据上行,向主站发送当前的状态和具体量测数值。
而遥控和遥调主要是主站的调控下行,向终端发送更改某个状态位和更改某数据值的指令。
四遥与四可
对照传统的四遥,四可的概念可以逐一对照,对新能源的终端还可以增加一个预测项。
接下里的描述完全是我自己对这两组概念的理解,大家可以酌情参考。
所谓可观,对应遥信的概念,即可以对某个分布式电源的各项运行状态进行感知,达到可观的目的。
一个源网荷储微电网项目主要的可采集设备就是各类变流器、电表以及关键开关的状态。
那么可观就意味着这些可采集设备要在线,要能按时或者按需提供运行状态。主站虽然不能靠肉眼来真正地观看这些设备当前处于何种状态,但却可以通过这些0-1点位来得知一切。
所谓可测,对应遥测的概念,就是实际运行数据量的感知,不过在此基础上要增加一个预测量。
毕竟遥测和预测都含有一个测字,所以我把预测的功能也放在了可测概念中。
而对于分布式电源来讲,预测量就是发电量的预测,甚至如果需要的话,也要做余量上网的电量的预测,那样的话就需要对某个具体用户点位的负荷用电量也要同步进行预测。
良好的电量预测不仅是分布式电源参与电力现货市场要以求得超过平均水平收益的根本,同样也是电网安排运行方式的重要依据。
可控与可调与遥控和遥调的概念我觉得是一致的,没有什么差别,就不再赘述了。
作为分布式电源,可控及可调的终端还是逆变器,大致可控的点就是设备的启停,以及有功降载功能和功率因数调整功能。
可调的点就是使能降载功能后,让此时光伏逆变器的额定输出功率变为多少。设定的值是一个百分比,默认100%,即此时光伏逆变器最大输出功率为额定容量。
如果设定成50%,那么100kW的逆变器哪怕光照再充足也只能输出50kW。
而功率因数的可调就是光伏逆变器输出有功电量和无功电量的改变,默认单位功率因数为1,即只发出有功。
终端设备具备这些功能后,就搭建起了底座的数据层,其实一个控制系统更具备智能的部分是在主站里,终端设备更像是各种触手,能够及时感知并及时执行指令即可。
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