儲能監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)設(shè)計

儲能監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)設(shè)計集裝箱監(jiān)控系統(tǒng)主要管理配電接入系統(tǒng)計量電表、用戶負(fù)荷母線采集電表與儲能系統(tǒng)各組成設(shè)備，對其進(jìn)行調(diào)節(jié)控制和相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的采集。本集裝箱儲能系統(tǒng)的SCADA監(jiān)控系統(tǒng)由通訊管理機(jī)、服務(wù)器、工控機(jī)、交換機(jī)、串口服務(wù)器、遙信模塊、BSMU及相關(guān)通信輔件組成。1SCADA性能指標(biāo)硬件性能表1SCADA硬件性能序號項目參數(shù)/單位備注1系統(tǒng)總體平均無故障時間MTBF三20000h2系統(tǒng)年可用率>99.9%3系統(tǒng)使用壽命>10年4CPU負(fù)載正常狀態(tài)下<30%,事故情況下10s<50%運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)軟件5網(wǎng)絡(luò)負(fù)載正常狀態(tài)下<20%,事故情況下10s<40%系統(tǒng)性能表2SCADA系統(tǒng)性能序號項目參數(shù)備注1電壓/電流W0.2%依賴于PCS/BMS2功率W0.5%依賴于PCS/BMS3遙信正確有效率三99.99%4事故報警正確率=100%5遙控遙調(diào)正確率：=100%6遙控命令執(zhí)行時間W3s7遙測數(shù)據(jù)掃描周期1?5s用戶可調(diào)8計算機(jī)通信實時數(shù)據(jù)同步W2s9事故反演記錄時間5?60min用戶可調(diào)10熱/備計算機(jī)的切換時間W10s11事故報警正確率=100%2SCADA功能特點1)監(jiān)控系統(tǒng)支持windows平臺。監(jiān)控系統(tǒng)所采用機(jī)架式設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)可設(shè)置調(diào)度系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)控制儲能系統(tǒng)的優(yōu)先級。在線設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)(對設(shè)置參數(shù)進(jìn)行合理性檢查，有相應(yīng)的參數(shù)對照表)。接收并執(zhí)行上層調(diào)度系統(tǒng)對儲能系統(tǒng)的啟動/停止指令及功率下發(fā)指令。監(jiān)控系統(tǒng)能夠控制系統(tǒng)的運(yùn)行，包括開/關(guān)機(jī)，及根據(jù)變流器通信協(xié)議定義的功率，電壓，電流指令的下發(fā)，并且需清楚逐步下指令的步驟與當(dāng)前狀態(tài)，防止誤操作。數(shù)據(jù)采集：采集電池管理系統(tǒng)的各組電池的總電壓、電流、平均溫度、SOC、SOH、充放電電流和功率限值、單節(jié)電池電壓、單節(jié)電池溫度、各節(jié)電池的均衡狀態(tài)、故障及報警信息、歷史充放電電量、歷史充放電電能、容量、可充電量、可放電量、充放電次數(shù)等常用信息并進(jìn)行顯示。采集并顯示PCS系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，包括：直流側(cè)的電壓/電流/功率等、PCS的三相有功功率、無功功率、三相電壓、三相電流、功率因素、頻率、M81溫度、RC濾波器溫度、運(yùn)行狀態(tài)、報警及故障信息等常用信息，以及日輸入電量、日輸出電量、累計輸入電量、累計輸出電量等。采集儲能系統(tǒng)的各個狀態(tài)量，包括主回路狀態(tài)(開關(guān)、事故跳閘信號、保護(hù)動作信號、異常信號)。數(shù)據(jù)處理：實時數(shù)據(jù)顯示處理功能采集智能電表、PCS系統(tǒng)、測控裝置的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計分析和顯示。監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)進(jìn)行合理性檢查、限值告警。數(shù)據(jù)存儲：將采集到的數(shù)據(jù)存儲于配套數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)顆粒度做到分等級存儲，重要信息秒級存儲，儲能系統(tǒng)整體信息分鐘級存儲。報表功能：統(tǒng)計儲能系統(tǒng)的工作情況和用電量情況，統(tǒng)計用戶的月使用電量，顯示歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)及曲線并具備數(shù)據(jù)及報表下載功能。告警功能：收集整個系統(tǒng)的事件記錄信息及報警信息（包括歷史信息）并進(jìn)行顯示。當(dāng)系統(tǒng)所采集的模擬量發(fā)生越限、數(shù)字量變位以及網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)自診斷故障時，監(jiān)控系統(tǒng)會自動彈出告警窗口，并改變報警的顏色不斷閃爍，通知操作員有情況發(fā)生。該窗口保持在畫面的最上層，直到操作員進(jìn)行了處理。監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)可查詢儲能系統(tǒng)中配備的視頻錄像機(jī)存儲的視頻畫面，并可通過KVM將視頻畫面顯示在監(jiān)控系統(tǒng)顯示器中。監(jiān)控系統(tǒng)提供權(quán)限管理，不同權(quán)限可以瀏覽或下載不同范圍內(nèi)的頁面（數(shù)據(jù)、表格、圖形、資料）；在多層架構(gòu)的儲能系統(tǒng)中，上層監(jiān)控系統(tǒng)顯示整體儲能系統(tǒng)的界面，集裝箱內(nèi)部就地監(jiān)控系統(tǒng)只顯示本集裝箱內(nèi)部儲能系統(tǒng)界面，在單層架構(gòu)的儲能系統(tǒng)中，只存在就地監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)管理：監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)控整體系統(tǒng)的電氣一次接線，并形成一次接線圖界面，關(guān)鍵位置開關(guān)達(dá)到可視可控。監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)控整個儲能系統(tǒng)（各控制單元和服務(wù)器）的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，顯示整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)架構(gòu)拓?fù)鋱D及基本信息，在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時能夠在系統(tǒng)拓?fù)鋱D中做出相應(yīng)顯示。監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)控整個儲能系統(tǒng)的各控制單元的運(yùn)行狀態(tài)，在出現(xiàn)異常時能夠在系統(tǒng)拓?fù)鋱D中顯示出來。通過服務(wù)器自身管理工具，能夠監(jiān)控整個系統(tǒng)中的各服務(wù)器及其應(yīng)用軟件的運(yùn)行狀態(tài)（網(wǎng)絡(luò)、CPU負(fù)載率、硬盤剩余空間等）并報警。15）具有檢測控制UPS的功能。

16)具有復(fù)位清零的功能。3儲能集裝箱SCADA系統(tǒng)整體拓?fù)鋱D1SCADA系統(tǒng)拓?fù)浔?SCADA系統(tǒng)主要硬件說明序號設(shè)備說明1調(diào)度系統(tǒng)整合多方信息，向集裝箱儲能系統(tǒng)下發(fā)控制指令2測控裝置實時監(jiān)測用戶負(fù)荷，將信息傳遞至集裝箱監(jiān)控系統(tǒng)3計量電表計量集裝箱儲能系統(tǒng)的充放累積電量，將信息傳遞至集裝箱監(jiān)控系統(tǒng)4配電柜可接收控制命令，對儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接進(jìn)行開與合控制。5監(jiān)控系統(tǒng)集裝箱內(nèi)部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，由通信管理機(jī)、服務(wù)器、工控機(jī)、交換機(jī)、串口服務(wù)器、顯示器、遙信模塊及相關(guān)通信輔件組成。6通信管理機(jī)運(yùn)行規(guī)約連接模塊，與儲能系統(tǒng)各設(shè)備實現(xiàn)信息交互7服務(wù)器功能：1)客戶端指令響應(yīng)

2）數(shù)據(jù)采集、存儲及處理3）策略控制4）事件記錄8工控機(jī)功能：1）承接組態(tài)軟件2）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3）策略控制9交換機(jī)功能：通信物理鏈路，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。10串口服務(wù)器功能：轉(zhuǎn)換“輔助系統(tǒng)”的狀態(tài)數(shù)據(jù)，反饋到監(jiān)控系統(tǒng)中。1）空調(diào)的開關(guān)，調(diào)溫，及完全斷電（二次開關(guān)實現(xiàn)）2）上傳配電柜各個空開信號3）上傳UPS內(nèi)部電量信息等4）接入電表、BSMU等設(shè)備11遙信模塊功能：1）反饋各個設(shè)備狀態(tài)，將相關(guān)數(shù)據(jù)到串口服務(wù)器；2）讀消防I/O信號，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層（關(guān)機(jī)、事件上報等）3）采集浸水傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層（浸水信號接通事件上報）4）讀取門禁程傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層（門禁事件上報）12BMS功能：1）負(fù)責(zé)管理電池系統(tǒng)單元中的全部BCMU。2）上報全部電池模擬量采集的信息，并在電池系統(tǒng)異常時上報告警。13顯示屏功能：顯示信息。注：所有設(shè)備訃是固定的。表4監(jiān)控子系統(tǒng)硬件接口說明序號信號說明1消防-I/O功能：消防檢測，開關(guān)信號輸入到輔助子系統(tǒng)中。接口：干接點，消防狀態(tài)，開關(guān)量信號Input（4輸入接

口，分1，2，3級消防信號及消防自檢信號（預(yù)留））信號：Logic0:0VDC（一級消防和二級消防）；Logic1:24VDC（三級消防聯(lián)動信號）2浸水-I/O功能：對集裝箱內(nèi)有無浸水進(jìn)行檢測，開關(guān)信號輸入到輔助子系統(tǒng)中。接口：干接點，開關(guān)量信號（二線制）（箱內(nèi)地板），提供輸入接口，2個（設(shè)備有相應(yīng)的無源常開干接點）。信號：Logic0:0VDC3門禁程-I/O功能：對集裝箱門禁狀態(tài)檢測，開關(guān)信號輸入到輔助子系統(tǒng)中。接口：干接點，開關(guān)量信號，接近開關(guān)（三線制，箱門），提供輸入接口，接近開關(guān)（箱門2）（PNP-常閉）。信號：Logic1:24VDC4空調(diào)功能：調(diào)節(jié)集裝箱內(nèi)部溫濕度接口：輸出RS485接口；5電表功能：用戶側(cè)配電室計量電表與用戶負(fù)荷計量電表進(jìn)行通信接口：輸出RS485接口6UPS功能：不間斷電源，在配電柜無法給各個輔助設(shè)備供電的情況下，給監(jiān)控主要硬件設(shè)備和BMS系統(tǒng)設(shè)備供電。接口：輸出RS485接口注：以上I/O滿足輔助子系統(tǒng)功能需求輸入：干接點:Logic0:shorttoGND，Logic1:open濕接點:Logic0:0~3VDC，Logic1:10~30VDC(DICOMtoDI)輸出：On狀態(tài)電壓：24VDC@200mA/點。表5集裝箱對外通信端口信號速率/協(xié)議類型說明以太網(wǎng)――/相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)超5類屏蔽網(wǎng)線數(shù)據(jù)采集通道RS485――/相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)屏蔽層的雙紋線與用戶負(fù)荷計量電表進(jìn)行通信

4監(jiān)控柜內(nèi)部通信拓?fù)銼CADA上層監(jiān)控VGA輔助監(jiān)控系統(tǒng)UPS配電柜空調(diào)電表門禁程傳感器浸水傳感器消防子系統(tǒng)VGA輔助監(jiān)控系統(tǒng)UPS配電柜空調(diào)電表門禁程傳感器浸水傳感器消防子系統(tǒng)圖2監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部通信接口拓?fù)浔?監(jiān)控柜信號說明信號速率/協(xié)議類型說明RS485#19600bps/Modbus-TCP雙屏蔽層的雙紋線與用戶負(fù)荷計量電表進(jìn)行通信RS485#2/39600bps/Modbus-TCP雙屏蔽層的雙紋線空調(diào)系統(tǒng)控制，數(shù)據(jù)/狀態(tài)上傳RS485#49600bps/Modbus-TCP雙屏蔽層的雙紋線控制指令，信息上傳RS485#59600bps/Modbus-TCP雙屏蔽層的雙紋線控制指令，信息交互

RS485#69600bps/Modbus-TCP雙屏蔽層的雙紋線控制指令，信息交互RS485#79600bps/Modbus-TCP雙屏蔽層的雙紋線變流器與電池信息的監(jiān)測與控制RS485#89600bps/Modbus-TCP雙屏蔽層的雙紋線BSMU運(yùn)行狀態(tài)/數(shù)據(jù)互交（數(shù)據(jù)采集）Ethernet1T――/相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)超5類屏蔽網(wǎng)線PCS運(yùn)行狀態(tài)/數(shù)據(jù)互交（數(shù)據(jù)采集）Ethernet1-2――/相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)超5類屏蔽網(wǎng)線串口服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)/數(shù)據(jù)互交（數(shù)據(jù)采集）Ethernet1-3/4/5――/相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)超5類屏蔽網(wǎng)線視頻信息上傳Ethernet2T――/相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)超5類屏蔽網(wǎng)線服務(wù)器數(shù)據(jù)交互Ethernet2-2――/相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)超5類屏蔽網(wǎng)線工控機(jī)組態(tài)信息交互Ethernet3T――/相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)超5類屏蔽網(wǎng)線集裝箱數(shù)據(jù)輸出接口5電池系統(tǒng)內(nèi)部監(jiān)控通信拓?fù)浔O(jiān)控系統(tǒng)電池系統(tǒng)內(nèi)部均為CAN通信。具體通信拓?fù)淙鐖D4-5所示。

BMU8.1電池簇8.282并8串電池簇1.12并8串電池簇1.2電池簇1.3

2并8串BMU2.1電池簇2.1

2并8串電池簇2.2

2BMU8.1電池簇8.282并8串電池簇1.12并8串電池簇1.2電池簇1.3

2并8串BMU2.1電池簇2.1

2并8串電池簇2.2

2并8串電池簇2.