储能系统设计方案

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储能系统设计方案范文第1篇

关键词： 可再生能源接入；智能配电网；微电网；保护控制

中图分类号：TV213.4 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0210088－01

0 引言

先进的控制技术是微电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功功率。微电网相对主网，可作为一个模块化的可控单元，可以提供满足用户需求的电能和热能，而实现这些功能必须具有良好的微电网控制和管理。

有关微电网的控制，文献[1]详细的提出了微电源控制器的设计方法，并通过控制保证了系统运行模式的转换、微能源投切时系统的稳定运行。文献[2]建立了风能与光伏混合微电网的模型，通过联网和孤岛两种运行模式验证所设计的控制策略，但是储能电池却用直流源代替，只考虑了并网转孤岛的运行切换。但是2009年至今，国内乃至国际上对微电网的研究都方心未艾。本文概述了海岛微电网的特点，重点指出微电网在智能配电网发展中面临的技术难点与发展需求，分析研究了微电网保护控制的设计思路。

1 微电网的概念

在不改变现有配电网络结构的前提下，为了削弱分布式电源对其的冲击和负面影响，美国电力可靠性技术解决方案协会（The Consortium for Electric Reliability Technology Solutions，CERTS）提出了一种能更好地发挥分布式发电潜能的一种组织形式――微电网（Micro Grid）。相应地把微电网中的分布式电源叫做微型电源（Micro Source），简称微源（MS）[3]。

微电网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，它可以将一定区域内分散的小型发电单元（分布式电源）组织起来形成一个微型网络，为本区域的当地负荷供冷、热和电或与传统电网并联，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，也可以孤立运行。微电网是未来分布式发电供能系统的高级应用形式[4]。

2 海岛微电网的系统结构

随着分布式发电资源以及微电网技术的发展，偏远无电地区、海岛地区、重要保护地区的供电，越来越多采用微电网提供不间断电源或者是提供备用电源。

本文将针对粤港关键技术领域招标项目“海岛MW级多能互补分布式微网技术研究与示范”项目，对海岛的太阳能和风能资源、海岛电力负荷特性做详细的分析，在此基础上，研究并提出了海岛分布式微电网拓扑结构方案，如图1。

上图是海岛微电网的总体设计方案。太阳能并网逆变器和风机变流器可以看作电流源并入微网。由多向变流器生成交流母线，由于多向变流器总容量为500kVA，相对于网上小功率并网设备来说“很大”，能够吸纳少量可再生能源并网的冲击。双向逆变器相当于储能电站，建立在电网的末端，对微电网的电压及频率进行二次调节。相当于电力系统中的二次调频电站。当然由于多向变流器是IGBT产生电压源，不是发电机的励磁控制的电压源，系统有功不足时，频率不会发现变化，但有功势必拖动无功，出现电压加速下垂。所以双向逆变器必须是电压源并网，并能及时补充系统有功和无功的不足。

3 微电网的保护控制系统设计

根据前文中对海岛微电网总体方案的了解，依据微电网对保护控制系统的要求，本文提出了保护控制系统设计方案。

就电网结构看，图2中包括与配电网直接相连的微电网系统（MicroGrid-1，MG-1），以及面向工商业或居民供电的小型微电网系统（MicroGrid-2，MG-2）。对于含微网的智能配电网来说，各分布式电源均有各自的控制器，尤其是逆变型电源的电力电子接口可以使分布式电源的运行更加智能化。在接近用户侧的并网单元，可以利用本地信息对其输出电压和频率进行控制，这对提高微电网自身的供电质量起到了重要的支撑作用（如MG-2所示）。另一方面，对于与母网直接并联的微电网来说，同样需要保护控制系统以实现对各分布式电源有功和无功出力的监测，并要求实现对分布式电源及负荷的投切控制，从而达到最优的微电网与配电网的并网运行模式或孤岛运行模式（如MG-1所示）。其中还包括孤岛运行方式下，微电网与配电网的同步运行控制以及并网技术等。

未来先进保护控制技术的分析和诊断功能将引进预设的专家系统，在专家系统允许的范围内，采取自动的控制行动。目前，图2所示的微电网保护控制系统的设计，主要涉及以下几个方面：

1）收集数据和监测电网元件：微电网控制系统将使用智能传感器、智能电子设备以及其他分析工具测量系统和用户参数以及电网元件的状态情况，对整个系统的状态进行评估，同时还要利用向量测量单元及全球卫星定位系统的时间信号，来实现电网的早起预警。

2）分析数据：实时数据以及强大的计算机处理能力为软件分析工具提供快速扩展和进步的能力。

3）诊断和解决问题：由高速计算机处理的准实时数据使得专家诊断来确定现有的、正在发展的和潜在的问题解决方案，由提交给系统运行人员进行判断。

4）执行自动控制的行动：微电网通过实施通信系统和高级分析技术的结合，使得执行问题检测和响应的自动控制行动成为可能，它还可以降低已经存在问题的扩展，防止紧急问题的发生，修改系统设置、状态和潮流以防止预测问题的发生。

设计方案中，通过通信网关与其他非本地的保护控制单元进行通信将实现更高层次的优化控制。正如前文所述，随着通信技术的成熟与设备的逐渐完善，微电网在智能电网内实现区域集中控制策略与本地保护控制的相互协调将得到深入的发展，同时，现在的海岛微电网建设的发展，也将为大都市微电网的发展提供参考依据。

4 结论

本文在对微电网介绍的基础上，提出了海岛微电网的保护控制系统设计方案。微电网保护控制系统的研究逐渐从单元式保护控制方案到集中决策式区域保护控制方案方向发展，随着微电网技术及其发展战略的推进，相关研究成果必将为微电网的发展与应用提供更加可靠完善的技术支撑手段，同时，也可以大力发展海岛及边远地区微电网的建设。相关研究成果将对未来智能配电网的安全可靠运行提供更加灵活与可靠的保障能力。

参考文献：

[1]牟晓春、毕大强、任先文，低压微网综合控制策略设计[J].电力系统自动化，2010，34（19）：91-96.

[2]周念成、王强刚、杜跃明，风能与光伏混合微电网的建模和仿真[J].中国电力，2010，43（4）：81-85.

储能系统设计方案范文第2篇

关键词： 立方星； OBC板； MP430单片机； 低功耗

中图分类号： TN710⁃34； V19文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）08⁃0058⁃03

Design of cubesat OBC based on MSP430 microprocessor

JIANG Di， ZHANG Ke

（School of Astronautics， Northwestern Polytechnical University， Xi’an 710072， China）

Abstract： OBC is the key device of cubesat， which is a kind of small experimental satellite adapted to the scientific experiments in space. Its design has a great influence on cubesat’s functions. However， the ordinary computers applying to on⁃board systems can not satisfy the requirements of light weight and low cost. In order to solve the problem， a design scheme for cubesat OBC based on MSP430 microprocessor is presented. The microprocessor was chosen in the scheme to conduct the embedded design. The design has the advantages such as great integration， light weight， low cost and high efficiency.

Key words： cubesat； OBC； MP430 microcomputer； low⁃power consumption

立方星cubesat是一种采用专用设计标准制作的微小卫星，这种卫星质量小，体积小，并能够搭载一定的空间实验载荷，且价格低廉，因此它对研究机构开展相关空间探索、空间实验等方面的研究具有重要的意义。立方星可提供正常卫星所有的功能，包括姿态确定与控制、上行和下行通信、电力子系统、控制和数据管理、天线系统、负载等功能。立方星由电源模块、OBC板、姿态控制系统、通信板等极大模块组成，其中，OBC板作为立方星的重要组件，具备了为立方星工作系统提供数据存储及处理功能、温度测定、系统电力供给、时钟及任务管理、同步串行通信等功能，立方星OBC板的设计对立方星整体的性能、运算及存储能力具有重要的影响。本文在研究MSP430单片机的基础上提出了立方形OBC板的设计方案。

1OBC板处理器概述

挪威的Ncube⁃2立方星如图1所示。

图1 挪威的Ncube⁃2立方星

1.1MSP430单片机的优点

OBC板采用MCU（Micro Control Unit） 作为处理器，在选型方面，本设计方案选择了MSP430 F149单片机。作为一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor），MSP430单片机具有处理能力强、计算速度快、超低功耗、片内资源丰富、具备任意嵌套的各种中断源等诸多优点。

1.2MSP430F149单片机

MSP430F149单片机的仅需3.3 V的工作电压 ，在等待方式下其工作电流可达1.3 μA，而其在RAM保持关闭工作方式下工作电流仅为0.15 μA。同时， 在MSP430F149中内置有12位的模/数转换器（ADC12） ，因此为用户省去了使用专门的模/数转换器给设计电路板带来的麻烦。而MSP430F149的存储器包括多达60 KB FLASH ROM和2 KB RAM，其存储空间完全可以满足程序及数据的需要。

因此，采用MSP430F149作为OBC板的处理器，可简化系统电路设计，缩短系统制作的时间，同时又能提高系统性能。图2是立方星OBC板整体设计图。

2硬件设计

2.1PWM波输出

单片机上的定时器A的输出单元提供了包括PWM输出在内的8种可供选择的输出模式，如图2所示，可将I/O口P1.2作为 PWM输出端口，连接磁力矩控制器[1]，立方星磁力矩器的基本结构是在柱状软磁合金上绕制一定数量的漆包线，通过控制绕线的电流控制其磁矩的大小，通过程序可任意调节MSP430单片机输出的PWM波的占空比，根据占空比的不同可以控制磁力矩器绕线的电流[2]，从而能控制其磁力矩的大小，通过磁力矩的改变足以完成对立方星的姿态控制。

2.2温度传感器功能模块

MSP430F149单片机内部集成了温度传感器，使用该传感器进行温度检测，简洁方便。温度传感器功能模块如图3所示，该模块可有效实现芯片温度检测及告警功能，其工作原理是使用ADC12模块的模拟输入通道作为温度传感器的输出[3]，从而实现温度检测。如图3所示，当OBC板温度超过警戒温度时，红灯亮。

2.3模拟输入，采集太阳敏感器的输入

处理器的内部设备中配备有12位A/D转换器，将A/D转换器转换模式设置为序列通道多次转换模式[4]，就可以使用A/D转换器实现6路模拟输入处理。ADC12具有8个外部模拟信号通道，与P6端口引脚复用，足以实现采集太阳敏感器输入功能。MSP430F149单片机的ADC12模块中不仅自带有参考电压发生器，而且还可以选择其他参考信号作为参考电压，在VREF+，VREF-和AVSS之间加上电容，就可以将参考电压接入。本设计方案中电容取10[μF]和100[nF]并联，如图3所示。6路模拟输入接口电路如图4所示。

2.4SPI接口以及调试接口

MSP430F149本身具有硬件支持的SPI接口，该接口支持主机或从机[5]两种模式，在控制寄存器中将MM置位为1，就选定了主机模式，将MM置位为0，则选定了从机模式。图5所示为SPI工作在主机模式时与另一个SPI从机设备的连接。

图3 温度传感器功能模块

立方星OBC板的调试接口采用JTAG协议。JTAG的基本原理是在器件内部定义一个测试访问接口，通过专用的JTAG测试工具连接到接口以进行内部节点的测试[6]。与先对芯片进行预编程，再装到板上的传统的生产流程相比，JTAG的在线编程方式有所突破，更加方便高效，将单片机固定到电路板上，再用JTAG编程，可以大大加快工程进度[7]。

图4 模拟接口电路

图5 OBC板的SPI接口

MSP430F149单片机的硬件系统调试需要通过仿真器进行，仿真器与调试计算机之间用并口线缆或者USB线缆进行连接，仿真器和单片机硬件之间通过JTAG连接线进行连接[6]。如图6所示。

图6 MSP430单片机仿真器连接

JTAG连接口是一个14针的连接器，MSP430F149与JTAG接口电路如图7所示。

2.5存储空间

MSP430F149单片机的存储空间为64 KB，包括容量达到60 KB 的FLASH ROM和2 KB 的RAM，足以满足数据和指令的存储。

2.6I/O接口

MSP430F149单片机具有丰富的端口资源，I/O口有6组P1~P6，每组有8个引脚PX.0~PX.7。

图7 MSP430单片机与JTAG接口电路

2.7时钟和任务管理

MSP430F149单片机有3个时钟源输入端， ACLK辅助时钟、MCLK系统主时钟、SMCLK子系统时钟等3种时钟信号可由基础时钟模块提供，而基础时钟模块可以通过对单片机内部寄存器的设置来进行配置。本设计方案的为了实现任务管理，使用了单片机的定时器资源[8]。定时器在多任务系统中发挥着实现程序切换的中断信号作用。本设计方案选用的MSP430 F149单片机的定时器资源非常丰富，包括看门狗定时器（WDT）、基本定时器（Basic Timer1）、定时器A（Timer_A）和定时器B（Timer_B）。定时器模块功能如下：

（1） 看门狗定时器除具有基本定时功能外，还具有当程序发生错误时对系统进行受控重启动的功能。

（2） 基本定时器提供基本定时功能，并且软件和各种模块在低频率、低功耗的条件下工作时，基本定时器是一项必备的支持设备。

（3） 定时器A除实现基本定时外，还在单片机实现多种时序控制[9]、多个捕获/比较功能和多种输出波形（PWM）的过程中进行辅助，同时，以硬件方式开展串行通信也需要该定时器。

（4） 定时器B具有比定时器A更灵活的特点，与后者相比前者可实现更丰富、更强大的功能。

此外，任务管理功能需要中断系统的支持，MSP43F149单片机具有多个可任意嵌套的中断源，因而具有较强的任务管理功能。

2.8复位电路设计

复位电路在系统上电时提供复位信号，而在系统电源稳定后撤销复位电路。为了防止电源开关分合过程中引起的抖动影响复位，在电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号[10]。在本设计方案中，为了提高系统稳定性和可靠性，采用了专门的复位芯片SP708S。复位电路设计如图8所示。

3结语

本方案采用超低功耗单片机作为处理器，具有质量轻，体积小，功耗低的优点，其创新点在于：OBC板的设计方案使得立方星结构轻薄，满足立方星进行空间实验需要尽量减轻载重的要求，为立方星携带的科学单元提供了充足的空间；OBC板的微处理器功耗低、存储能力强，运算速率快，具有良好的实时性；OBC板的系统采用中断处理进行任务管理，占用内存较小，节省了资源；本设计方案高度集成化一体化，符合现代技术发展的趋势。

图8 复位电路

参考文献

[1] 陈学泉，关宇东.嵌入式TCP/IP协议单片机技术在网络通信中的应用[J].电子技术应用，2002，28（8）：48⁃49.

[2] 张祥根.小卫星的现状，特点及发展方向[J].电信快报，2000（5）：27⁃29.

[3] 唐炜，夏凡，孙娣，等.基于W77E58单片机的液晶触摸屏人机界面设计[J].自动化与仪表，2012（9）：56⁃60.

[4] 郑毛祥.SPI 总线接口扩展与应用[J].自动化技术与应用，2012，31（9）：75⁃78.

[5] 张鹏，孟旭.基于AVR单片机图像采集系统的设计[J].中国科技信息，2012（18）：82⁃84.

[6] 谢楷，赵建.MSP430系列超低功耗单片机系统设计与实践[M].北京：机械工业出版社，2009.

[7] 张利国，高静.基于AVR单片机的高可靠性开关量模块的设计[J].现代电子技术，2012，35（20）：146⁃148.

[8] 刘韶华，禹华钢，邹岚.采用PDIUSBD12的USB接口固件程序开发[J].现代电子技术，2012，35（20）：25⁃27.

[9] 罗乐，笪贤进.基于遗传算法的温度控制系统设计[J].现代电子技术，2012，35（18）：16⁃18.

储能系统设计方案范文第3篇

1.档案管理信息化建设的重要作用

目前电力单位管理档案的方式主要包括两种，即手工管理与电子管理，实施电子管理时需要采用OA系统，OA系统虽然实现了无纸化管理，但存在数据丢失、无法实现数据备份、数据安全隐患大等问题，难以为档案的共享及高效利用提供有效支撑。对此，应通过采用合理的方法加快档案管理的信息化建设进程，通过信息化的管理方式充分发挥档案的重要作用。采用信息化的方式管理电力单位中的档案不但能够积极转变传统档案管理模式，提高档案管理效率，同时能有效节省档案管理中所耗费的财力、人力，充分保障档案安全。首先，加快档案管理的信息化建设进程可以充分利用现代信息传输通道高速传播档案数据，单位中的各部门与员工可直接利用网络获取档案信息，这就有助于实现档案的网络化管理。另一方面，加快信息化管理建设，可以让档案的管理者与使用者在不到馆的情况下直接利用网络查询相关的目录信息与全文信息，或者是在得到授权的情况下直接整理档案数据信息，无需通过打印、复印等方式保存档案[2]。因此可以跳过传统档案管理中的多种繁琐工作步骤，有助于提高档案管理效率，同时可节省大量的人力及财力。此外，实现信息化管理可以利用电子数据库取代纸质档案，避免因纸质档案受到时间、环境及温度等影响而出现模糊、遗失等问题，有助于提高档案管理的安全性。

2.电力单位档案管理信息化建设分析

2.1加快信息化管理基础设施的建设进程

电力单位应根据档案管理要求及自身经营情况对信息化管理基础设施进行完善，以保证档案管理工作能够顺利开展。首先，要积极引进新兴档案管理技术，并积极采用现代管理模式提高电力单位内部的工作效率，从而为档案的信息化管理建设提供有利条件。其次，要注重利用最新信息技术与计算机网络技术，并在此基础上提升信息化管理系统的数据存储能力。还可以通过建立起相对完善的信息管理系统，利用管理系统统一管理档案数据库，提高管理系统的查找效率，方便于档案管理人员及利用人员高速浏览档案信息，并确保管理系统可以及时、顺利发送档案信息，以建立起安全性高、可靠性强的信息化管理基础设施[3]。此外，应加快电力单位纸质档案的电子化进程，确保电子数据档案的全面性，以便为信息化管理构建出相对完善的平台。在收集与整合纸质档案时要注重管理好原档案，及时修正电子化档案，利用软件平台系统化管理电子化档案。在电子化档案的应用系统建设方面，可以采用现代管理理论建设档案应用质量管理系统，规范档案信息数据接口，采用不同的数据交换分支，包括发电厂等相关单位的数据交换分支等，保证电子化档案信息管理的标准化。

2.2建立起信息化管理的保障体系

为了确保档案管理的信息化建设能够顺利完成，则应建立起相应的保障体系。首先，要建立起良好的沟通机制。信息化管理系统建设、信息化管理过程的实施均需要电力单位中的相关人员实现有效配合，沟通是配合的基础，所以要确保电力单位的档案管理部门与其他各部门之间实现有效沟通，明确各相关部门在档案信息化管理中的职责，在实现通力配合的基础上保障信息化管理建设过程的稳定性与持续性。其次，要建立起安全保障与防护体系。建立起现代化网络安全防护体系是实现档案信息化管理的基础，所有应注重调整或提高信息管理系统的安全防护功能，保证在关键时刻信息系统可以实现应急，避免电力领域中的技术科研成果及具有独立知识产权的档案信息被非法窃取。第三，应注重建立标准化、规范化管理体系，确保信息化管理系统建设、使用与运行过程均有统一的标准作为约束，从而提高档案管理效率及有效实现档案信息共享[4]。标准化与规范化的管理体系应包括系统操作规范体系、安全运行标准体系及技术标准体系等。此外，要加快信息化管理人才的培养与引进工作，为档案的信息化管理建设提供有力的人才保障。在人才培养方面，可通过建立激励制度培养素质较高的档案信息化管理专业人才，从而为信息化管理提供人力资源。

2.3完善档案信息化管理系统设计方案

相对完善的信息化管理系统设计方案是提高档案管理效率的重要途径，结合电力单位档案管理的实际情况，可以采用以下设计方案。在系统功能设计方面，管理系统应具有全过程化管理功能，包括档案形成、利用及销毁等过程，同时应能够实现档案资料的编研、专题汇编、查询与统计功能，可以有效管理图片档案及声像档案。在设计管理系统所运用的技术方案时，可以采用OAIS系统，OAIS系统可在J2EE平台中运行，且具有可扩展与标准化的特点，适用于建设数字化档案馆。OAIS系统可支持多种数据库关系模型，包括MYSOL模型、SYBASE模型、DB2模型、SQLSERVER模型及ORACLE模型等，通讯协议包括SSL、IP、TCP程序等。为了平衡分布计算机网络中的档案数据计算、管理功能、数据处理功能及应用程序，在设计系统时可应用RMI技术，该技术能够使管理系统实现档案数据的远程移交，将档案管理部门下级单位数据传输到主管机构所使用的数据库当中[5]。此外，在采用上述系统管理电力单位档案时可以采用以下实施步骤：第一，对单位总部与下属机构所使用的信息系统进行统一建设，保证各个系统之间的文件管理、历史档案管理实现无缝对接。第二，应确保单位总部能够使用统一界面完成下属机构档案信息的查阅工作，同时使下属机构中的档案资源能够与单位总部的档案信息实现互联互通。第三，在充分利用电力单位各级部门档案资源的基础上建立具有分布式、开放性特征的数字化档案管理系统，确保档案管理工作实现网络化、规范化。

储能系统设计方案范文第4篇

关键词： 建筑采暖 通风空调 运行管理 节能减排

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

我国建筑业中，占重要地位的工程是建筑采暖、通风空调工程。建筑采暖、通风空调的广泛使用，给我们的生活带来了很大的便利，但与此同时其也影响到我国的节能减排方针的落实。故处理好围护结构节能与建筑设备节能、单体设备节能与系统节能、建筑节能与室内环境品质以及节能与节电的关系，同时建立科学、合理和简单建筑节能的方法、措施势在必行。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展,才能实现经济又好又快发展。进一步加强节能减排工作,也是应对全球气候变化的迫切需要,是我们应该承担的责任。但由于我国国力所限,节能减排工做在相当一段时期发展很慢。

1,关于节能减排概述

对于节能减排，主要是指降低废气排放和减少能源浪费，其是推进我国调整经济结构，转变增长方式的必由之路。在经济社会迅速发展的今天，想要实现经济又好又快发展，必须坚持清洁发展、节约发展、安全发展的理念，实行节能减排。但我国建筑设计行业却多将经济利益放在首位，忽略了环境的承受力，没有考虑环保与节能。

在建筑设计中的建筑采暖、通风空调工程是控制节能减排的关键。而想要达到建筑采暖、通风空调节能减排的目的，就要提升工程系统的控制水平、加强系统设计的合理性、加强系统设计的科学性以及推进新能源在系统中的运用，唯有如此，才能将我国建设成为节能、环保科学发展的富强国家。所以，认真做好建筑采暖、通风空调工程的节能减排工是做非常重要的。

2，我国建筑采暖、通风空调工程减排的现状

2.1我国的建筑节能特点

伴随我国经济的快速发展，建筑规模越来越大，采暖通风空调的使用越来越广，能源消耗压力空前。由于我国人口众多，房屋建筑规模十分巨大，在全面建设小康社会目标的指引下，我国城镇化将加速发展，人民生活水平不断提高，建筑业仍将迅速发展。随着建筑规模的不断扩大，采暖通风空调的使用将越来越广，国家的能源消耗将会带来空前的压力。

建筑能耗是指民用建筑（包括居住建筑和公共建筑以及服务业）使用过程中的能耗，主要包括采暖、空调、通风、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗。其中采暖空调通风能耗约占三分之二左右。因此，建筑节能实质上变成了采暖通风空调的节能。

同时采暖通风空调是造成电力负荷峰谷差最主要的因素。我国尽管加紧进行了电力建设，但由于空调制冷的日益普及，预计到2015年，全国采暖制冷电力高峰负荷将增加一倍以上，如果不采取相应的应对措施电力系统的峰谷差问题将更为严重

2.2建筑采暖、通风空调工程节能减排的问题

根据调查分析其主要表现在以下三方面。首先是设计理念方面，设计理念作为节能的基础，是决定建筑采暖、通风空调工程的节能率能否大幅度提升的关键要素，但由于目前，设计者在设计建筑采暖、通风空调时，几乎很少会考虑环境利益与节能，就造成我国建筑采暖、通风空调工程中节能并不合理。加之工程设计时间紧迫、细节方面粗糙不够精细以及相关问题考虑不够周全等问题，使得建筑采暖、通风空调工程中不仅耗费资金，运行时耗能也巨大，与国家要求的标准遥遥相望、望尘莫及。

其次在设计实施方面，在具体进行设计实施的时候，存在不少设计人员将国家规定的标准置之不理，并不严格按照标准设计。最后忽略能源节约的要求，目前，“调整优化”的意识在国内不少设计者的理念中都是欠缺的，所以他们的系统设计往往达不到要求。诸如相当一部分大型建筑是没有基本的研究和监控功能的，这样对能源的节约是非常不利的，在对大楼进行节能改造的时侯，许多公司往往只考虑到自身本经济利益的问题，拒绝对大楼进行改造，这些都导致建筑节能在实际工程中的应用非常欠缺。

3,建筑采暖、通风空调节能减排的措施

3.1改变设计观念，完善设计方案

要有全面考虑的观念，抛弃静态的观念，建筑使用过程从内到外都是动态变化的，不可能靠稳态设计工况就能满足使用。为此我们要完善我们的设计方案，尽量使这些供暖措施对我们是有利的，避免一些不必要的灾难。我们要多学习国际上的先进技术水平，使我们的设计方案更优。以高科技为基础，有针对性的做好方案，确定相应的解决办法，使施工暖体系更好的进行，且不影响居民的正常生活。

3.2风压与热压相结合实现自然通风

在建筑的自然通风设计中，风压通风与热压通风往往是互为补充、密不可分的。一般来说，在建筑进深较小的部位多利用风压来直接通风，而进深较大的部位则多利用热压来达到通风效果，通过结合利用实现能源消耗的最小化。

3.3增强围护结构的保温性能

建筑采暖、通风空调工程的围护结构是设计中需要考虑的重要因素之一，因为墙体围护结构的保温性能与建筑采暖、通风空调系统负荷的大小有密切联系，只有保温性能好的围护结构，才能使建筑采暖、通风空调工程系统的降低。鉴于此，国家应在出台相关建筑节能设计标准与规范条例之时，对围护结构的保温隔热性能做了重点要求。

3.4加强系统设计的合理性

建筑采暖、通风空调系统设计是一个庞大而细致的工程，在进行设计时必须考虑其合理性。当设计者进行设计之时，仅仅遵照最大负荷原则，这样考虑的是采暖、通风空调运行中的最大负荷。但是在实际运行过程中，通暖空调能达到最大负荷的情况几乎不会出现。由此可见，当设计者在进行设计时，必须将这种情况纳入到考虑范畴之中，不能仅仅使系统的设计满足其最大负荷运转，而忽略部分负荷运转的状态。如果不考虑到这点，反而会使得工程系统的耗能增大，违背节能的原则。

3.5推进新能源在系统中的运用

建筑采暖、通风空调的能耗巨大是其发展的巨大瓶颈，其发展趋势是采取低品质可再生资源作为新能源。目前，基于此点的分析已经取得一定成果，诸如我国地源热泵空调系统，利用太阳能进行储能利用系统等，从而大幅降低这个系统消耗的能源总量。采用新能源将会对节能和环保产生巨大影响，具有划时代的意义，这也会成为以后系统发展的方向。

小结：

建筑采暖、通风空调工程节能减排是一项长期而艰巨的重任，也是利国利民的大事。想要达到建筑采暖、通风空调节能减排的目的，就要进一步加强组织领导，采用先进的科学技术，倡导人人关心节能减排，健全考核机制。研究制定发展循环经济，建设节约型社会的各项措施。从我们自己做起积极参与，发展循环经济项目、进行节能降耗、减排活动的创新。建立健全能源节约和环境保护制度，长期贯彻执行，唯有如此，才能将我国建设成为节能、环保科学发展的富强国家。

参考文献:

[1]采暖通风空调设计手册[Z].

储能系统设计方案范文第5篇

【关键词】光伏电站；并网；系统设计

能够直接和电网并网输送电能的光伏发电系统叫做并网型光伏电站，不向电网供电的叫离网型光伏电站。光伏电站可以带蓄电池和不带蓄电池等方式系统，带蓄电池的储能方式并网发电系统可调度性更强，能够根据需求接入或者退出电网，也可以用作电网故障时的备用电源，是一种清洁的可再生能源，研究大型光伏电站系统设计，对进一步提高光伏电站的效率和综合建设效益有着重要意义。

一、总体方案

（一）光伏阵列运行方式

光伏组件的发电量主要和光伏阵列入射角有关，通过研究自动跟踪系统自动调整阵列的入射角度，可以更好的利用光照资源，提高发电效率。

跟踪系统有单轴和双轴之分，单轴跟踪系统可进一步分为平单轴和斜单轴，选择跟踪系统结构形式要综合考虑光伏电站所在区域气候条件，选择抗风性能强、维护方便、可靠稳定且性价比高的结构类型。相比之下，双轴跟踪系统的发电量最高，比固定支架多出36%，斜单轴方案增加发电量31%，平单轴发电量增加量为18%。然而双轴跟踪系统占用更大的面积，建设与维护成本高，稳定性较差。斜单轴系统的占地面积和双轴跟踪系统基本相当，但是发电量增加却很小，由于带倾角，建设与维护成本也偏高。平单轴跟踪支架的占地面积增加较小，但是发电量增加较显著，作为一种多点支撑方案，稳定性高于发电效率更高的其他两种形式，经过经济性论证，认为选用平单轴方案比较合理。

（二）电站直流系统

光伏并网电站是单元系统叠加形成的，对单元系统的优化是电站优化的基础措施。

1、光伏组件组串

光伏组件输出电压变化应该在逆变器输入电压范围之内，并且输出功率应该尽量接近逆变器的最大功率点（MPPT），从而增大系统效率。

2、辐照情况

根据太阳能辐射情况，确定并联光伏组串总功率和逆变器额定功率之间的比值，接近1：1比较理想。

3、最高输出电压

光伏组串的最大输出电压不能超过光伏组件电压范围的高限值。

（三）总图

1、功能分区和布局

为了提高光伏电站场地资源，将西、北侧光照条件相对不良区域作为发展用地，安装合适的支架，提高光照利用率，南面采用不同的支架，更好的利用资源。

2、方阵区和内部通道

光伏组件形成矩形光伏阵列，区块之间设置内部通道，以不遮挡和检修方便为宜。设计阶段要注意确保南北向阵列内所有组件都在相同轴线上，两列光伏之间的距离要确保冬至日跟踪系统-60°-+60°范围内，全部光伏组件的有效日照时间至少有6h，而整个阵列的方位角应该控制在0°。根据场地纬度和自然坡度计算系统东向西轴心距离，南北向轴心距离的确定要兼顾东西方向消防、检修以及电缆通道。为了提高电缆敷设的标准性，采用电缆沟的电缆敷设方式，将逆变器设置在方阵道路两旁位置，方便运输已检修，隔一行光伏组件布置一条东西向电缆支沟，用于放置汇流箱，南北向组件电缆从电池背板经镀锌钢管引入支沟接入汇流箱。南北向电缆支沟经过逆变器室下，垂直连通东西方向电缆支沟，尽量减少低压直流电缆和高压交流电缆之间的用量。

3、道路

光伏阵列为矩形阵列，内设内部通道，区域内有道路连通，形成环路。

4、排水

场地内如果有自然坡度，可充分利用其排水。

5、围栏

围墙工程有厂区和升压站围栏两部分，均设置2.0m铁艺围栏。

（四）高压部分

光伏电站主要设备包括断路器、隔离开关、接地刀闸、电压互感器、电流互感器、母线、避雷器等设备，将光伏区的电能汇总后经送电线路送至电网，除此之外，升压变压器系统、接线柜接线以及无功补偿装置SVG和电缆分接箱等设备也属于高压部分。例如30MWp地面光伏电站，1MW光伏发电单元可升至10kV/35kV，手拉手（π型连接）后汇集到一根高压线兰，到达高压室高压柜内，汇总后经送出线路送至对端变电站内，进而并网发电。

二、光伏发电组件

光伏发电组件主要由光伏阵列、防雷汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、箱变等设备组成。

（一）光伏系统

1、组串、阵列

光伏阵列是一系列光伏组件通过串并联组成的阵列，几个光伏组件串联成组串，根据昼间最低温度以及并网逆变器最大方阵开路电压确定串联组件数量。适宜光伏发电的区域往往光照强烈空气稀薄，最佳倾斜面条件符合光伏组件标准测试条件，瞬时照射强度超过1000w/m2，组件温度不超过25℃。光伏组件总容量需要根据场地实际工作条件确定，不能过大，避免逆变器出现过载停运的情况。为了方便后期运行维护工作，光伏阵列为20x2布局方案，呈南北向，240w组件每20个组成一个光伏串，组件之间的连线采用交叉跳线的方式，正负极在同一端出现，减小电缆总长度，为了降低组件串联导致的电压损失，保证汇流箱与直流柜进出线组件温度超过环境温度，光伏阵列的开路电压不能超过880v。除此之外，光伏组件的组串需要考虑组件的电流分档，要求相同组串内的组件峰值相同。

2、汇流箱、直流柜

汇流箱的核心功能是直流一次汇流，同时还有防雷、防反接等其他功能，由输入输出端子、熔断器、二极管、断路器、浪涌保护装置等元器件组成，主要有16进1出和8进1出两种型号。直流柜是汇流箱的上级设备，用于直流二次汇流。直流柜内有输入输出端子、输入断路器、电压电流表、断路器等元器件，要求输入断路器全部选择900v/200A规格，保护进线和内部设备。直流柜的7路输入中，6路是16进接线，另外1路是8路进线。

3、逆变器、箱变

逆变器的作用是将直流电转换成交流电，同时具备过流和自动开关供能、防孤岛运行等，为系统正常运行及故障提供可靠保障。箱变是将逆变成的交流生至所需的高压，并为光伏厂区二次侧供电，箱变内分为高压室、变压器室和低压室等，是光伏重要设备。

（二）二次系统

1、整体方案

结合光伏电站的实际情况，二次系统应该选择无人值守、远程监控和集中监控的方式，节省运维需要的人力资源。但是集中控制对二次系统运行的稳定性和可靠性提出了更高的要求，远程监控要具有所有现场监控具备的功能，而且设计方案应该在技术经济条件可行的情况下满足光伏电站自动化与冗余需求。

因此光伏电站应该选用智能型光伏汇流箱，在实现汇流功能同时还能够对组件串电流、电压、防雷和短路设备的运行状态实施监控，并具有直流保护和逆流保护功能，借助通信接口能够方便的上传采集到的状态数据。逆变器柜同时还有过流保护功能，监测直流电流与母线电压，就地显示相关监控信息或者通过通信接口上传，是整个光伏矩阵的核心设备，为了提高逆变器柜的可靠性，可在设备内配置母线绝缘监测元件，实时了解设备绝缘与接地情况。

2、保护与自动化系统

采用箱式变压器，在变压器高压侧安装负荷开关与插入式全范围熔断器，提供过负荷保护与短路保护，变压器内设置压力释放保护，低压侧安装对应低压断路器，避免箱变过电流、过电压。

逆变器同样需要配置必要的过电压、过电流、过电频保护，同时额外增加防孤岛效应保护以及低电压穿越和有功功率控制功能。过电频保护可集成在母线侧，但是两种方案孰优孰劣尚有争议。

3、二次系统电源

汇流箱、环境监测、通信等系统功能都依赖外部电源，逆变器可由光伏系统供电。选择在线不间断交流电作为独立供电电源，并且设置UPS蓄电池，事故停电之后可供电2h，根据负荷需求选择合适的UPS自用电系统，通过通信接口连接到通信测控屏，上传设备信息。

4、辅助系统

光伏电站场地往往比较偏远，无人值班，所以有必要在光伏电站设置必要的视频监控系统和安全防护系统，使用摄像仪、红外探头以及电子围栏对光伏电站站内设备进行监控，记录场区侵入情况，为事后分析提供必要的监控资料。

结语

现阶段，光伏电站发电成本仍然高于传统发电形式，所以国内大规模光伏电站建设工作相对滞后，容量偏小，但是随着光伏发电技术、设备、工艺的发展和成熟，光伏发电成本将逐渐下降，发电效率逐渐提高，光伏发电将在国家电力供应中占据越来越大的份额。

参考文献

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[3]朱守让，王伟，汤海宁，陈斌，张滔.大型光伏电站巨量控制点操作模式设计与应用[J].电力系统自动化，2014（14）.

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