本地能源自主
光伏、风机、储能和备用电源组合运行。
资源不确定性管理
以预测、SOC 和负荷优先级实施能源调度。
负载优先级管理
关键供电、关键时段和次要负荷分层控制。
远程可维护
低带宽通讯、远程诊断与离线自治。
01 / 系统拓扑
可靠稳固的自主微电网拓扑
发电资源、PCS、储能核心与分级负载共享一条可控能量路径。
- 能源来源
- 功率变换与控制
- 储能系统
- 本地配电母线
- 负载分级
能源系统
功率变换与控制
PCS / 混合逆变器
双向功率控制 / 并离网切换
EMS / 站控
预测、SOC、负荷和设备状态统一调度
保护与联锁
电气保护 / 设备联锁 / 故障降级
储能系统
LiFePO₄ 电池簇
可用容量 430 kWh
可用容量 430 kWh
本地配电与负荷
关键负载 通信 / 医疗 / 监控 / 安防
普通负载 照明 / 办公 / 辅助设备
可延迟负载 水泵 / 制热 / 非关键设备
能量流
控制信号
状态反馈
告警 / 保护
02 / 年度能量台账
以最差月保障全年运行
月度供能结构、负载需求、SOC 底线与缺口天数进入同一台账，再冻结容量配置。 月度能量平衡 能量（kWh/day）
光伏发电 风电发电 燃油发电（可选） 电池供能 能量缺口 负载需求
SOC 走势 最低保护底线 20%
100%50%0%
资源概况（典型年）
| 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 水平辐照 (kWh/m²·d) | 2.2 | 5.3 | 6.1 | 6.3 | 6.0 | 5.2 | 4.3 | 4.1 | 4.8 | 2.9 | 2.1 | 2.1 |
| 风速 10m (m/s) | 4.1 | 4.3 | 4.6 | 4.9 | 5.2 | 5.6 | 5.5 | 5.1 | 4.1 | 3.9 | 3.8 | 3.8 |
左右滑动查看全年月份 →
缺口与安全裕度
| 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 能量缺口天数（天） | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 3 | 2 | 0 |
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最差月 10月（驱动配置）
配置与假设（演示值）
- 关键负载
- 48 kW（24/7）
- 光伏装机
- 160 kWp
- 风机装机
- 20 kW
- 储能可用能量
- 430 kWh（90%）
- 系统效率（组合）
- 86%
- 备用系数（最差月）
- 1.25
- SOC 保护线
- 20%
- 续航目标（最差月）
- ≥ 24 h
03 / 最差工况能量平衡
离网设计首先是最差工况下的能量平衡
- 通信机房18 kW
- 水网系统10 kW
- 制冷8 kW
- 照明与生活6 kW
- 医疗与应急6 kW
关键负载合计 48 kW
04 / 工程适配
多样环境，同一套工程逻辑
高原通信站 低温、强风、低气压和高海拔条件。
牧场 / 水源站 长期无人值守，维护资源有限。
测绘 / 公共设施 多种通信方式和分散负载接入。
科研 / 远程站点 极端气候和长距离补给条件。
05 / 资源与负载勘察
气候、通行与负载进入同一工程视图
太阳能资源
年均辐照 4.7 kWh/m²·d峰值日照 6.3 h/d
风能资源
平均风速(10m) 4.7 m/s极端阵风 18 m/s
环境条件
极端低温 −22°C极端高温 28°C
道路条件
进场道路 4.2 km通行可达 60%
燃料与物流
燃料补给距离 80 km补给周期 45 天
通信环境
卫星带宽 512 kbps时延 680 ms
06 / 运行场景模拟
运行场景模拟器
- 能量流
- SOC
- 发电机运行
- 负载优先级状态
- 告警
连续阴雨天
储能放电支撑，按优先级保护关键负载
- PV
- 95 kWh
- 负载
- 1,152 kWh
- SOC
- 72% → 34%
- 发电机
- 待机
- 净缺口
- −1,057 kWh
多日强风
风电补能，储能维持健康区间
- PV
- 180 kWh
- 风电
- 860 kWh
- 负载
- 1,152 kWh
- SOC
- 48% → 61%
- 发电机
- 未启动
电机 / 高功负载峰值
瞬时大功率，PCS 与储能协同
- 峰值功率
- 95 kW
- 启动时长
- 42 s
- 发电机
- 未启动
- 瞬时
- 峰值 34%
- PCS 协同
- 投入
计划维护
发电机供电，给储能充电
- 发电机输出
- 80 kW
- 充电功率
- 25 kW
- SOC
- 40% → 70%
- 关键负载
- 维持
- 告警
- 无
07 / 状态机
黑启动与降级运行状态机
黑启动流程
- 1 自给能量源储备电池调度
- 2 启动系统上电BMS 启动
- 3 PCS 建立本地母线频率 / 电压稳定
- 4 投入关键负载P1 级
- 5 投入次要负载P2 级
- 6 投入可延时负载P3 级
08 / 模块化与扩展
模块化与可扩展架构 从单站到多站
模块化能源系统
多站互联
中心站
站点 A
站点 B
站点 C
站点 D
09 / 环境与物流
环境与物流工程 工程细节决定可靠性
寒冷环境适配 电池预热、保温、防凝露。
防腐与防尘 高防护等级和密封结构。
运输与吊装 模块化运输、标准吊装点。
现场基础 混凝土基础及快速安装结构。
备件与可维护性 现场可替换组件和关键备件。
10 / 远程运维
远程运维中心（自主运行 + 低带宽监控）
本地自主控制
- 本地预测与调度
- 负载优先级执行
- 故障自愈处理
- 数据本地存储
节点监控 (TC-REMOTE-07)
SOC
74%148 Ah
电量
48 kW48 kWh
电流
156 A156 A
温度
18°CMin 12°C
远程监控（卫星链路 512 kbps）
- 数据上报周期 5 分钟
- 关键参数即时上报
- 断点续传
- 日志与报表导出
告警与通知
- 严重告警
- 重要告警
- 一般告警
- 提示信息
11 / 验证与测试证据
勘察、仿真、部署并持续验证
HIL 黑启动
- 结果
- 通过
- 指标
- < 200 ms
气候舱
- 结果
- 通过
- 指标
- -40~55°C
冲击负载
- 结果
- 通过
- 指标
- 3× In
工厂 FAT
- 结果
- 通过
- 指标
- 100%
现场耐久
- 结果
- 通过
- 指标
- 720 h
全负荷测试
- 结果
- 通过
- 指标
- 1.0× Pn