安科瑞彭姝麟

一、背景與現(xiàn)狀

儲(chǔ)能作為電能存儲(chǔ)介質(zhì)，可以彌補(bǔ)新能源發(fā)電穩(wěn)定、企業(yè)供電可靠性及用電成本過(guò)高的問(wèn)題，因此儲(chǔ)能在源網(wǎng)荷中的占比逐步增加。但在應(yīng)用中存在的問(wèn)題如下：

1、監(jiān)控不充分:沒(méi)有充分挖掘電池特性進(jìn)行針對(duì)性的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)內(nèi)容不充分;

2、保護(hù)不到位:受一次設(shè)備影響，造成電壓波動(dòng)、頻率異常、潮流多變;同時(shí)受電網(wǎng)側(cè)影響，易出現(xiàn)孤島現(xiàn)象;

3、管控不合理:沒(méi)有形成包含儲(chǔ)能設(shè)備全壽命周期管理的功率調(diào)節(jié)與能量管理的優(yōu)化算法，造成管控手段不科學(xué);

4、分析不全面:監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)缺乏統(tǒng)籌管理，沒(méi)有形成運(yùn)行數(shù)據(jù)的全過(guò)程、系統(tǒng)性規(guī)劃與管控，使得分析不全面，運(yùn)維檢修缺乏大數(shù)據(jù)支撐;

5、響應(yīng)不及時(shí):監(jiān)控架構(gòu)不合理，無(wú)法滿足毫秒至分鐘級(jí)不同時(shí)間尺度的控制需求，致使響應(yīng)時(shí)間慢無(wú)法達(dá)到考核標(biāo)準(zhǔn)。

二、應(yīng)用場(chǎng)景

儲(chǔ)能在用戶側(cè)應(yīng)用如下:

(1)工業(yè)企業(yè)、商業(yè)建筑峰谷套利等基礎(chǔ)應(yīng)用容量短時(shí)不足及備電應(yīng)用:

(2)光伏/充電樁/負(fù)荷等微網(wǎng)應(yīng)用:

(3)綠色建筑標(biāo)配:

(4)變電臺(tái)區(qū)用于改善電能質(zhì)量，提高用電容量以及穩(wěn)定性:

(5)基于儲(chǔ)能形成光儲(chǔ)、光儲(chǔ)充、光儲(chǔ)直柔、光儲(chǔ)熱柔等應(yīng)用及示范。

三、解決方案

(1)方案簡(jiǎn)介

分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)在接入配電系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范中要求需配置二次包含設(shè)備，如線路保護(hù)、光纖差動(dòng)保護(hù)、變測(cè)控、安全自動(dòng)裝置、防逆流裝置、頻率電壓緊急控制裝置、電能計(jì)量裝置等設(shè)備;為滿足調(diào)度自動(dòng)化要求，需配置遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、對(duì)時(shí)設(shè)備及安全防護(hù)裝置:為滿足并網(wǎng)電能質(zhì)量的要求，需要配置電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)給電網(wǎng)帶來(lái)的電壓偏差危害，并及時(shí)系統(tǒng)報(bào)警進(jìn)行整改,為了滿足調(diào)度需求，需配置遠(yuǎn)動(dòng)裝置、對(duì)時(shí)裝置與安全防護(hù)裝置等。同時(shí)為了構(gòu)建儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量管理與運(yùn)維系統(tǒng)，配置通訊管理設(shè)備與能量管理系統(tǒng)，幫助用戶獲取削峰填谷、量電費(fèi)管理收益，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)其電能質(zhì)量改善、應(yīng)急備電、無(wú)功補(bǔ)償?shù)雀郊臃?wù)。

四、系統(tǒng)架構(gòu)

五、系統(tǒng)功能

1、Acrel-2000ES儲(chǔ)能柜能量管理系統(tǒng)

Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能，涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢(xún)與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能，在高級(jí)應(yīng)用上支持能量調(diào)度，具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對(duì)電池組性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及歷史數(shù)據(jù)分析、根據(jù)分析結(jié)果采用智能化的分配策略對(duì)電池組進(jìn)行充放電控制，優(yōu)化了電池性能，提高電池壽命。系統(tǒng)支持Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用S0LServer，本系統(tǒng)既可以用于儲(chǔ)能一體柜，也可以用于儲(chǔ)能集裝箱，是專(zhuān)門(mén)用于儲(chǔ)能設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺(tái)。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠顯示儲(chǔ)能柜的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PCS、BMS以及環(huán)境參數(shù)信息，如電參量、溫度、濕度等。實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警、收益等信息。

設(shè)備監(jiān)控:系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防、除濕機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行模式

曲線報(bào)表:系統(tǒng)能夠?qū)CS充放電功率曲線、SOC變換曲線、及電壓、電流、溫度等歷史曲線的查詢(xún)與展示

策略配置:滿足儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)的配置、電價(jià)參數(shù)與時(shí)段的設(shè)置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制等。

實(shí)時(shí)報(bào)警:儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)?chǔ)能充放電越限、溫度越限、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

事件查詢(xún):統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，溫濕度、電壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、事故分析。

2、Acrel-2000MG工商業(yè)儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)

Acre1-2000MG儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)是針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能電站研制的本地化能量管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能電站的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢(xún)與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、策略管理、歷史曲線等功能。其中策略管理，支持多種控制策略選擇，包含計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等。該系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)下級(jí)各儲(chǔ)能單元的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，還可以實(shí)現(xiàn)與上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)和云平臺(tái)的數(shù)據(jù)通訊與交互，既能接受上級(jí)調(diào)度指令，又可以滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控與運(yùn)維，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)在物理上分為兩個(gè)層:站控層和間隔層。站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbuTcp、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT 等通信規(guī)約。

電站概覽:展示電站規(guī)模指標(biāo)(儲(chǔ)能裝機(jī)信息、裝機(jī)規(guī)模等)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)類(lèi)指標(biāo)(充放電量、充放電功率、SOC等)、財(cái)務(wù)類(lèi)指標(biāo)(充放電收益)等，實(shí)時(shí)運(yùn)行功率曲線等總覽信息;

主接線圖:主要顯示儲(chǔ)能電站各儲(chǔ)能單元的運(yùn)行狀態(tài)，并顯示其有功、無(wú)功、功率因、電池剩余電量、PCS與BMS的運(yùn)行狀態(tài)等遙測(cè)信號(hào)?？蓪?duì)比目標(biāo)值與實(shí)際運(yùn)行值的運(yùn)行情況;

策略配置:支持手動(dòng)策略，對(duì)PCS進(jìn)行啟停和并離網(wǎng)操作:可以支持預(yù)置策略，如計(jì)劃曲線、削峰填谷、逆功率保護(hù)、需量控制等;也可根據(jù)客戶的需求進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)運(yùn)行控制策略。同時(shí)通過(guò)采集環(huán)境、消防報(bào)警信息，可以直接下發(fā)指令給PCS及相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)本地快速聯(lián)動(dòng)，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)安全;

歷史曲線:根據(jù)設(shè)備類(lèi)型、時(shí)間周期、取值周期等進(jìn)行歷史曲線自定義查詢(xún)，并展示儲(chǔ)能系統(tǒng)功率、SOC曲線、PCS功率曲線、充放電量曲線等。數(shù)據(jù)支持按不同粒度導(dǎo)出、存儲(chǔ)與打印;

設(shè)備監(jiān)控:PCS監(jiān)控:實(shí)時(shí)監(jiān)控多個(gè)PCS運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)。包含PCS通訊狀態(tài)、PCS故障狀態(tài)、PCS充放電狀態(tài)、PCS交流側(cè)電壓、電流、PCS總有功功率、PCS總無(wú)功功率等;

BMS監(jiān)控:實(shí)時(shí)監(jiān)控BMS包括電池堆/電池簇，電芯，包含BMS通訊狀態(tài)、BMS故障狀態(tài)、儲(chǔ)能單元直流電流、儲(chǔ)能單元直流電壓、儲(chǔ)能單元直流功率、儲(chǔ)能單元電池SOC、儲(chǔ)能單元電池SOH等。

統(tǒng)計(jì)報(bào)表:對(duì)儲(chǔ)能電站內(nèi)部設(shè)備的信息、收益信息可進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，能夠形成數(shù)據(jù)報(bào)表;按照用戶給出的報(bào)表格式靈活地生成日?qǐng)?bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表和年報(bào)表;報(bào)表的格式與ExceL文件格式兼容:報(bào)表可導(dǎo)出和打印。

事件告警:可自定義報(bào)警類(lèi)型、報(bào)警級(jí)別、報(bào)警方式和報(bào)警顯示信息語(yǔ)句:支持報(bào)警信息的手動(dòng)、自動(dòng)地確認(rèn)和刪除;歷史報(bào)警信息可按報(bào)警類(lèi)型、報(bào)警級(jí)別和報(bào)警源分類(lèi)查詢(xún);可生成儲(chǔ)能電站級(jí)別的報(bào)警狀態(tài)。

3、微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)儲(chǔ)能監(jiān)測(cè)

儲(chǔ)能監(jiān)測(cè)云平臺(tái)具有完善的儲(chǔ)能電站監(jiān)控與管理功能，包含站點(diǎn)概覽、設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行、故障告警、視頻監(jiān)控、消防監(jiān)視及報(bào)表收益統(tǒng)計(jì)等，提升儲(chǔ)能站的集中監(jiān)控與運(yùn)維能力。

綜合看板：通過(guò)綜合看板可以查看平臺(tái)接入的多個(gè)儲(chǔ)能站點(diǎn)的數(shù)量，總的裝機(jī)數(shù)據(jù)，總的充放電量，告警事件及收益信息等，并針對(duì)多站點(diǎn)收益進(jìn)行排名。

儲(chǔ)能站點(diǎn)：可切換儲(chǔ)能站點(diǎn)信息，展示站點(diǎn)地址與裝機(jī)容量及環(huán)境信息(包括水浸、煙感、門(mén)磁和溫濕度信息)；支持展示當(dāng)前儲(chǔ)能站點(diǎn)下不同緊急程度報(bào)警信息的分布情況與數(shù)量:可切換展示系統(tǒng)有功功率、充放電量和充放電功率信息。

主接線圖：展示單個(gè)變電站運(yùn)行狀況，并提供系統(tǒng)一次圖。變電站基礎(chǔ)信息維護(hù)，包括變壓等級(jí)，裝機(jī)容量，申報(bào)需量，變壓器數(shù)量等。提供變電所實(shí)時(shí)負(fù)荷曲線查詢(xún)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷新。

儲(chǔ)能柜監(jiān)測(cè)：實(shí)現(xiàn)場(chǎng)站內(nèi)多個(gè)儲(chǔ)能柜運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行曲線及電量信息的監(jiān)測(cè)與展示。

設(shè)備監(jiān)控：PCS監(jiān)測(cè):主要分為系統(tǒng)狀態(tài)、交流側(cè)、直流側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)載側(cè)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)狀態(tài)展示PCS的運(yùn)行情況，包括通訊狀態(tài)、并離網(wǎng)狀態(tài)、待機(jī)狀態(tài)、調(diào)度狀態(tài)。交流側(cè)、直流側(cè)展示各側(cè)的線電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率、視在功率等信息，曲線展示功率、線電壓、充放電情況。直流側(cè)展示直流功率、直流電壓、直流電流、期望值、充電電量、期望功率、放電電量和母線電壓等信息，曲線展示功率、電壓、充放電信息。

BMS監(jiān)測(cè):展示電池管理系統(tǒng)的狀態(tài)，主要為充電、放電、待機(jī)、擱置和總電池組的S0C值。實(shí)時(shí)展示總電池組的總電流、總電壓、溫度、循環(huán)次數(shù)、max充電電壓、max充電電流、最小放電電壓、max放電電流等信息。電池監(jiān)測(cè)可根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)生成拓?fù)鋱D，展示電壓、溫度等信息。

消防監(jiān)控：展示了站內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)(包括當(dāng)前環(huán)境溫度值、濕度值、水漫、煙感、開(kāi)關(guān)門(mén)狀態(tài)、當(dāng)日溫度曲線、當(dāng)日濕度曲線、噪聲、局部放電、紅外、SF6氣體監(jiān)測(cè)、振動(dòng)和粉塵信息等)。當(dāng)日溫度曲線和當(dāng)日濕度曲線是用多個(gè)溫濕度傳感器同一時(shí)刻的max值所描繪出的曲線，該曲線標(biāo)示了max值、最小值和平均值。

收益報(bào)表：針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)在各個(gè)時(shí)段的充放電量及收益進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、查詢(xún)與下載。

告警分析：來(lái)用于分析用戶所有站點(diǎn)的報(bào)警情況，根據(jù)報(bào)警類(lèi)型或日、月、年時(shí)間跨度對(duì)發(fā)生的報(bào)警數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)對(duì)用戶站點(diǎn)的報(bào)警情況排序，幫助用戶定位頻發(fā)報(bào)警與問(wèn)題站點(diǎn)。