安科瑞(ruì) 劉(liú)邁(mài)

　　【摘要】：在分析儲能電(diàn)站電氣結(jié)構(gòu)和(hé)通信架構(gòu)的基礎上(shàng)，根據需求(qiú)設(shè)計(jì)了一種(zhǒng)用戶側(cè)儲能電(diàn)站(zhàn)能量管理係(xì)統(tǒng)。介紹了(liǎo)這(zhè)一係統(tǒng)的(dí)軟件架構(gòu)，應用功能(néng)模塊，服務功能模(mó)塊和通(tōng)用功(gōng)能模(mó)塊(kuài)，並(bìng)論(lùn)述了(liǎo)削(xiāo)峰(fēng)填穀，負荷(hé)跟(gēn)隨(suí)，功(gōng)率分配(pèi)，動態需(xū)量，電池(chí)保(bǎo)護等這一係(xì)統(tǒng)的能(néng)量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)策(cè)略。

　　【關(guān)鍵(jiàn)詞(cí)】：電站；能(néng)量；管(guǎn)理(lǐ)；設計(jì)

　　1.設(shè)計背景

　　儲能技(jì)術對新能(néng)源產業的(dí)發展具(jù)有(yǒu)重要(yào)影響(xiǎng)，應(yīng)用(yòng)儲能(néng)技術可以(yǐ)有效(xiào)解(jiě)決(jué)新能(néng)源發(fā)電(diàn)的(dí)波(bō)動(dòng)性和(hé)隨機性，從而(ér)使低(dī)密度，間歇(xiē)性(xìng)的可再生能(néng)源得(dé)以(yǐ)*效(xiào)應(yīng)用。儲能係(xì)統是電力係(xì)統(tǒng)的(dí)重(zhòng)要組(zǔ)成及(jí)關(guān)鍵支撐，目前已(yǐ)廣泛(fàn)應用於電(diàn)力(lì)係統中的多個環節(jié)，主(zhǔ)要包括(kuò)發(fā)電側(cè)，電(diàn)網(wǎng)側，用(yòng)戶側。筆(bǐ)者(zhě)設計(jì)了(liǎo)一種用戶側(cè)儲能電站能(néng)量(liáng)管理係統，可以實現對(duì)整個儲能係統運(yùn)行狀(zhuàng)態(tài)及運(yùn)行數據的(dí)實時監(jiān)測，確保係統(tǒng)安全(quán)運(yùn)行(háng)，穩定可靠(kào)，同(tóng)時能(néng)夠(gòu)有效(xiào)實現(xiàn)削(xiāo)峰(fēng)填(tián)穀(gǔ)，需(xū)求(qiú)側(cè)響(xiǎng)應，動(dòng)態需(xū)量(liáng)控(kòng)製(zhì)，從而(ér)提高用戶的電能質量(liáng)，降低(dī)用(yòng)戶的用(yòng)電成本(běn)。

　　2.設計需求(qiú)

　　用(yòng)戶(hù)側(cè)儲能電(diàn)站(zhàn)能(néng)量管理係統實(shí)時采(cǎi)集(jí)儲能電站(zhàn)的狀態(tài)信(xìn)息，保(bǎo)護(hù)信(xìn)息，開(kāi)關信息(xī)，電氣信息，通過(guò)能量管(guǎn)理策略(lüè)對(duì)儲(chǔ)能(néng)電站(zhàn)進(jìn)行管控，以保證儲(chǔ)能(néng)電站安全，穩定，有效(xiào)運行。用(yòng)戶側(cè)儲(chǔ)能(néng)電站能量(liáng)管理(lǐ)係統的設(shè)計需(xū)滿(mǎn)足(zú)三個方麵(miàn)的(dí)要求。

　　（１）儲(chǔ)能電站監控設(shè)備多，設(shè)備(bèi)信息量(liáng)大(dà)。儲(chǔ)能電站除(chú)了常規的供(gōng)配電設備(bèi)，如並(bìng)網開關，箱(xiāng)變測控(kòng)，微機(jī)保(bǎo)護，電(diàn)表，空(kōng)調，消防(fáng)等(děng)需要(yào)監控外，還(huán)需要對(duì)儲(chǔ)能(néng)雙向變流器，電(diàn)池(chí)管(guǎn)理(lǐ)係統的數(shù)據(jù)進行采(cǎi)集。由多個電(diàn)池單體(tǐ)並聯組成一(yī)個電(diàn)池模(mó)組(zǔ)，多(duō)個電(diàn)池模(mó)組(zǔ)串聯組(zǔ)成一(yī)個(gè)電池簇，多個電池(chí)簇(cù)並聯(lián)形成(chéng)電池堆。對(duì)於(yú)１ＭＷ儲能電站(zhàn)，係統除(chú)采集(jí)電(diàn)池堆(duī)和(hé)各(gè)電池(chí)簇電流，電壓(yā)，溫度，狀態(tài)，報(bào)警，保護，剩餘(yú)電量(liáng)等(děng)信息外(wài)，還要采集８０００～１００００個單體電(diàn)池信(xìn)息(xī)，主要(yào)包(bāo)括各(gè)單(dān)體(tǐ)電池(chí)的(dí)電壓，溫度，剩(shèng)餘電(diàn)量，健康(kāng)度等。係(xì)統的數據量大，接入設備多，對於性(xìng)能和通(tōng)信網絡的組(zǔ)建具(jù)有較*的要(yào)求(qiú)。

　　（２）係(xì)統的(dí)響應速度(dù)要求快(kuài)，控(kòng)製策(cè)略(lüè)復(fù)雜(zá)。儲能(néng)電站(zhàn)雙向(xiàng)變(biàn)流(liú)器的(dí)啟動，停止與各(gè)個工(gōng)況(kuàng)的切換需要(yào)在(zài)幾(jī)百(bǎi)毫(háo)秒甚至幾(jī)十毫秒內做出(chū)響應(yīng)，監(jiān)控(kòng)係(xì)統從通(tōng)信指(zhǐ)令(líng)下發到(dào)儲(chǔ)能雙向變(biàn)流器(qì)執行指令(líng)返(fǎn)回(huí)，時間很(hěn)短。能量管(guǎn)理策(cè)略需要(yào)通(tōng)過實(shí)時采集(jí)的數據(jù)信息做(zuò)出判斷(duàn)，並(bìng)及(jí)時(shí)進行(háng)響應(yīng)。

　　（３）儲能電站(zhàn)分層(céng)保護。儲能電站(zhàn)的保護(hù)主(zhǔ)要分(fēn)為(wéi)三層。一(yī)層為配電保護(hù)，是(shì)對變(biàn)壓(yā)器和饋綫(xiàn)進行(háng)的(dí)保護。二層為(wéi)儲能雙(shuāng)向(xiàng)變流(liú)器保護(hù)，是對儲能各子(zǐ)係統(tǒng)進行的保護(hù)。三(sān)層為電池管(guǎn)理係統保護，在(zài)電(diàn)池過充(chōng)，過(guò)放(fàng)，過(guò)溫(wēn)等(děng)情況下斷(duàn)開(kāi)主(zhǔ)回路(lù)，以保護電池安(ān)全。

　　3.儲能電(diàn)站概況(kuàng)

　　3.1電氣結(jié)構

　　以上海(hǎi)海立電器西廠項目為例(lì)，海(hǎi)立電(diàn)器西廠安裝一套(tào)１ＭＷ，３．５ＭＷｈ磷(lín)酸(suān)鐵(tiě)鋰(lǐ)儲(chǔ)能電站(zhàn)，共預(yù)留兩(liǎng)個(gè)１０ｋＶ／４００Ｖ配電(diàn)站(zhàn)，每(měi)段４００Ｖ母綫預(yù)留儲能子係統(tǒng)接入。每個配電站(zhàn)１０ｋＶ側(cè)采用(yòng)雙電源(yuán)獨立供(gōng)電，供(gōng)電方(fāng)式為(wéi)電網接入(rù)。儲(chǔ)能電站(zhàn)采(cǎi)用儲能(néng)子係(xì)統配(pèi)置方案(àn)，共(gòng)分(fēn)為兩個(gè)儲能子係(xì)統(tǒng)，每個儲能子係(xì)統的(dí)容量(liáng)為０．５ＭＷ，１.７５ＭＷｈ。儲能(néng)子係統采用(yòng)１１．８ｍ×２．１３ｍ×２．１８ｍ集裝箱(xiāng)集成方(fāng)式(shì)，通(tōng)過低壓(yā)配電(diàn)房兩個(gè)儲(chǔ)能(néng)並網櫃(guì)４００Ｖ低(dī)壓接(jiē)入(rù)。海立電器西(xī)廠儲(chǔ)能電(diàn)站(zhàn)電氣結(jié)構(gòu)如圖１所(suǒ)示(shì)。

　　儲能(néng)子係統包含(hán)電池(chí)及(jí)電池(chí)架，電池管理係(xì)統(tǒng)，儲(chǔ)能雙(shuāng)向變流(liú)器，溫控係統，動環監控係統，二(èr)次(cì)係統(tǒng)配電，電池組(zǔ)匯流，照明係統等部(bù)分，其(qí)架(jià)構(gòu)如圖２所(suǒ)示。

圖(tú)１儲能電站電氣(qì)結構(gòu)

圖(tú)２儲能(néng)子係統架(jià)構

　　3.2通(tōng)信(xìn)架(jià)構(gòu)

　　以海立(lì)電(diàn)器(qì)西廠(chǎng)項(xiàng)目(mù)為(wéi)例(lì)，儲能電站通(tōng)信架(jià)構分(fēn)為(wéi)四層：運維平台(tái)，監(jiān)控與(yǔ)策略層(céng)，通(tōng)信組網層，設備層。運維平台(tái)指分(fēn)布式公司(sī)綜(zōng)合(hé)能(néng)源(yuán)管理平(píng)台，負責(zé)收集(jí)，處理(lǐ)，分析各儲能(néng)電站(zhàn)和光伏電站(zhàn)的信息與數(shù)據。監控與策(cè)略層由(yóu)通信前(qián)置(zhì)機，本地監(jiān)控(kòng)工(gōng)作站，視頻(pín)監(jiān)控工作站(zhàn)，數據服務器，打印機(jī)組成，負(fù)責(zé)本地(dì)實時(shí)數據(jù)監(jiān)控(kòng)和存儲(chǔ)，歷(lì)史信息查(chá)詢，故(gù)障(zhàng)記錄(lù)與推演，電價收益，能量(liáng)管(guǎn)理策略(lüè)執行(háng)，報表打(dǎ)印等功(gōng)能(néng)。通信(xìn)組(zǔ)網(wǎng)層由光(guāng)電交(jiāo)換機(jī)，通信(xìn)管理(lǐ)機，輸入(rù)輸(shū)出(chū)模塊(kuài)，視(shì)頻(pín)刻錄機，無綫(xiàn)路由器等組成(chéng)，負(fù)責設(shè)備層數據信息的(dí)集成(chéng)與傳(chuán)輸。設(shè)備層由(yóu)各通信設備組成(chéng)，主(zhǔ)要包括並(bìng)網電表(biǎo)，進綫電表，並網開關，箱變(biàn)測(cè)控(kòng)，微(wēi)機保護(hù)，空調，消防，門禁(jīn)，水浸，攝像(xiàng)頭等(děng)設備(bèi)。

　　海(hǎi)立電器西(xī)廠儲能電(diàn)站通信架(jià)構(gòu)如圖(tú)３所示(shì)。

圖３儲(chǔ)能電站(zhàn)通(tōng)信架(jià)構

　　每個儲(chǔ)能子係統(tǒng)共(gòng)安裝(zhuāng)兩個(gè)攝(shè)像頭(tóu)，通過(guò)網綫連接至(zhì)視(shì)頻刻錄(lù)機的(dí)有源(yuán)以太網接口。視(shì)頻(pín)刻錄(lù)機采(cǎi)集，存儲攝像(xiàng)頭(tóu)的視頻數據，並將視頻數據傳輸(shū)至視頻監控係統(tǒng)。通信管(guǎn)理(lǐ)機主(zhǔ)要接(jiē)入四路ＲＳ４８５串行(háng)通(tōng)信總綫(xiàn)信號，包括儲能(néng)子係統(tǒng)中門(mén)禁，消(xiāo)防(fáng)，水(shuǐ)浸(jìn)三(sān)個幹接點信號(hào)，以(yǐ)及並網開(kāi)關信號，空調信號，不間(jiān)斷(duàn)電源(yuán)信(xìn)號(hào)。通信(xìn)管理機(jī)接入(rù)光(guāng)電交換機，通過(guò)ＩＥＣ８７０－５－１０４通信協議將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發至(zhì)本地監(jiān)控(kòng)工(gōng)作(zuò)站(zhàn)。箱變測(cè)控(kòng)可采集微(wēi)機保護的(dí)ＲＳ４８５串行通信總綫信號，並(bìng)通過ＩＥＣ８７０－５－１０４通信(xìn)協議將數據(jù)整(zhěng)合(hé)轉發(fā)至本地監控工作站。通信(xìn)前(qián)置機負責采集能(néng)量(liáng)管理策(cè)略所需(xū)的儲(chǔ)能(néng)雙向(xiàng)變(biàn)流(liú)器(qì)，電池管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統，電(diàn)表(biǎo)數(shù)據，並通(tōng)過(guò)策略(lüè)運行的(dí)結果控製儲能(néng)子係(xì)統的充放電，同(tóng)時將(jiāng)數據(jù)通過(guò)ＩＥＣ８７０－５－１０４通信協(xié)議(yì)轉發(fā)至本(běn)地(dì)監控(kòng)工作(zuò)站。本(běn)地監(jiān)控工作(zuò)站負責實時數據，設備監控(kòng)畫麵和曲(qū)綫(xiàn)的顯示，歷史(shǐ)數據的查詢(xún)，報(bào)表打印(yìn)等功能(néng)，並(bìng)將(jiāng)數據定時(shí)存儲於數據(jù)服(fú)務(wù)器。本地監控工(gōng)作站通過消(xiāo)息隊列(liè)遙測傳輸(shū)協(xié)議將(jiāng)所(suǒ)有數據(jù)發送至運維平台(tái)。海立(lì)電器西廠儲能(néng)電(diàn)站儲(chǔ)能子係(xì)統內部通信(xìn)架構如圖４所示(shì)。通(tōng)過２５０ｋＷ儲(chǔ)能(néng)雙向變(biàn)流器，控(kòng)製(zhì)由(yóu)六個電池(chí)簇並聯形(xíng)成的電池堆進(jìn)行充(chōng)放電(diàn)。一(yī)個(gè)電池(chí)模(mó)組由１２個單體電池並聯(lián)組成(chéng)，１７個電池模(mó)組串聯(lián)形成一(yī)個電(diàn)池(chí)簇(cù)。每個(gè)電(diàn)池模(mó)組都配備電池(chí)監控(kòng)單元，負責(zé)每個電池單體的監(jiān)控信(xìn)息采集(jí)，內(nèi)阻(zǔ)檢(jiǎn)測(cè)，電(diàn)池(chí)一(yī)致性(xìng)管(guǎn)理(lǐ)等(děng)。電池控(kòng)製管理(lǐ)模塊(kuài)負(fù)責(zé)電(diàn)池簇信息(xī)的(dí)采(cǎi)集，包括總(zǒng)電(diàn)壓和電流(liú)，對(duì)電池簇(cù)出現的(dí)異(yì)常進(jìn)行報警與(yǔ)保護。電(diàn)池(chí)管理(lǐ)係統負責實時(shí)數(shù)據計算，性(xìng)能(néng)分析，故障(zhàng)報警信(xìn)號處理(lǐ)與存(cún)儲(chǔ)。電池監控單元將所(suǒ)有(yǒu)信息通過控製器局域(yù)網絡總綫(xiàn)發(fā)送至電池(chí)控製管(guǎn)理模塊。電池管理係統，儲能雙(shuāng)向(xiàng)變流(liú)器(qì)通(tōng)過控製器局域網(wǎng)絡總綫(xiàn)與(yǔ)各個電池控(kòng)製管理(lǐ)模塊(kuài)進(jìn)行(háng)交互控製。電(diàn)池(chí)管理係統，儲能(néng)雙向(xiàng)變(biàn)流器(qì)將數(shù)據通過(guò)Ｍｏｄｂｕｓ－傳輸控製協議(yì)供通信前置(zhì)機(jī)請(qǐng)求(qiú)。

圖４儲能電站(zhàn)儲能子(zǐ)係(xì)統(tǒng)內(nèi)部通信架(jià)構

　　4.係統(tǒng)設(shè)計

　　用戶側儲能電站能量管(guǎn)理係(xì)統采(cǎi)用(yòng)客(kè)戶(hù)機／服務器架(jià)構及(jí)分(fēn)層(céng)思路設計，基(jī)於(yú)麵向(xiàng)服務架構設計(jì)模(mó)式(shì)進(jìn)行設計。係統特點是(shì)根據係(xì)統內部(bù)功(gōng)能模塊(kuài)自(zì)身特點(diǎn)封裝成獨(dú)立(lì)運行(háng)的服(fú)務，使模塊之間依賴關係變得鬆(sōng)散耦合，從(cóng)而降低(dī)係(xì)統(tǒng)設(shè)計(jì)難(nán)度，方便(biàn)新(xīn)模塊嵌入，提*係(xì)統(tǒng)的(dí)可(kě)維(wéi)護性(xìng)，可擴展性(xìng)及穩(wěn)定性。係(xì)統(tǒng)按(àn)照層(céng)次功能進行組織(zhī)，表(biǎo)示(shì)層(céng)建(jiàn)立在(zài)業務邏輯層之上，業(yè)務(wù)邏(luó)輯層提供相應的功能(néng)接(jiē)口(kǒu)供表示(shì)層使(shǐ)用。用(yòng)戶側儲能電站能(néng)量管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統架(jià)構如圖(tú)５所示，主(zhǔ)要(yào)分為四(sì)層：數據(jù)層，基礎(chǔ)服務層(céng)，業務邏(luó)輯層，表示層(céng)。

　　數(shù)據層負責(zé)與歷(lì)史庫和實時庫進(jìn)行交(jiāo)互，提(tí)供(gōng)相應(yīng)的(dí)數據(jù)庫接口，供業(yè)務邏(luó)輯(jí)層訪(fǎng)問使用。基(jī)礎(chǔ)服(fú)務層提供公共(gòng)服務功能，同時(shí)開放訪問(wèn)接口，以便業務邏(luó)輯層(céng)及表示層各應用(yòng)模塊(kuài)調用(yòng)。基(jī)礎服(fú)務層主(zhǔ)要包括消息(xī)總(zǒng)綫，權限管(guǎn)理(lǐ)，日誌模(mó)塊(kuài)，服務總(zǒng)綫(xiàn)。

　　業務邏輯(jí)層(céng)負責數(shù)據交(jiāo)互(hù)及(jí)整個係(xì)統的(dí)協調運行(háng)，包含(hán)收益(yì)計算(suàn)服務，預(yù)測(cè)服(fú)務，能(néng)量(liáng)管理(lǐ)服務(wù)，協議(yì)通信(xìn)服務(wù)，數據轉發服務，故障記(jì)錄與(yǔ)反演等服(fú)務模塊(kuài)。每(měi)個服務模塊獨(dú)立(lì)運行(háng)，互不(bù)幹擾，運行產生的處(chǔ)理結(jié)果供表示(shì)層及數據(jù)層(céng)使用。表(biǎo)示層負責人機(jī)交互，提供可視化(huà)界麵，以(yǐ)便用(yòng)戶操(cāo)作(zuò)和(hé)使(shǐ)用。表示層包(bāo)括(kuò)實時監(jiān)控，數據(jù)查(chá)詢，統(tǒng)計(jì)報(bào)表，輔(fǔ)助圖表設置(zhì)，參數配(pèi)置等功能(néng)。

　　5.係(xì)統(tǒng)功(gōng)能

　　用戶(hù)側儲能(néng)電(diàn)站能量(liáng)管理係統主要(yào)包(bāo)括(kuò)通用(yòng)功能模(mó)塊，服務(wù)功能(néng)模(mó)塊，應(yīng)用功(gōng)能模(mó)塊(kuài)三部分(fēn)，三者之(zhī)間相互(hù)支持(chí)與配(pèi)合，提(tí)供(gōng)係統對儲(chǔ)能設備(bèi)的(dí)實時監(jiān)控，調度(dù)管理，故障報(bào)警(jǐng)等(děng)功能(néng)。用(yòng)戶(hù)側(cè)儲能(néng)電站(zhàn)能(néng)量(liáng)管理係(xì)統功能如圖(tú)６所示(shì)。

圖(tú)５用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能電(diàn)站(zhàn)能(néng)量管理(lǐ)係(xì)統架構

圖６用戶側儲能電站能量管(guǎn)理係統功(gōng)能(néng)

　　5.1應(yīng)用(yòng)功能模(mó)塊(kuài)

　　（１）實時監控。用戶可以(yǐ)查看(kàn)界麵(miàn)所(suǒ)顯(xiǎn)示(shì)的(dí)儲能設(shè)備各類(lèi)實時數據，包括遙(yáo)測(cè)，遙(yáo)信(xìn)，遙脈(mài)等。界(jiè)麵可以分為顯示儲(chǔ)能電(diàn)站接(jiē)綫(xiàn)圖的主界(jiè)麵和顯示(shì)各設(shè)備詳細數(shù)據信(xìn)息的二(èr)級界(jiè)麵(miàn)。係統可以(yǐ)循(xún)環(huán)顯(xiǎn)示報警和故障(zhàng)事件，包括遙(yáo)測(cè)數據越限，遙信變位(wèi)，通(tōng)信狀態，設(shè)備(bèi)運(yùn)行(háng)狀況(kuàng)等(děng)。

　　（２）數(shù)據查(chá)詢(xún)。包括實時(shí)數據(jù)查詢，歷史(shǐ)數據查(chá)詢，歷史事件(jiàn)查(chá)詢等功(gōng)能，可以(yǐ)隨時查看設備(bèi)運行情(qíng)況(kuàng)及(jí)發(fā)生的故(gù)障，產生的報警(jǐng)等事件信(xìn)息。其中，實時數據查詢(xún)界麵可查看(kàn)所(suǒ)有(yǒu)設備的(dí)實(shí)時數據信(xìn)息，歷史數據(jù)查(chá)詢(xún)界麵(miàn)可選擇任意(yì)時(shí)間點查看所選(xuǎn)的數據(jù)信(xìn)息(xī)，同(tóng)時可將數據導入(rù)電(diàn)子(zǐ)表(biǎo)格。在歷(lì)史事(shì)件(jiàn)查詢界(jiè)麵中(zhōng)，可以選擇(zé)儲(chǔ)能(néng)設備(bèi)類(lèi)型(xíng)，也可以輸(shū)入(rù)相應時間段對報(bào)警及故障信(xìn)息，操(cāo)作(zuò)事件(jiàn)進(jìn)行(háng)歷(lì)史(shǐ)查(chá)詢(xún)，從而(ér)對事(shì)件進行追憶，進(jìn)一(yī)步(bù)分(fēn)析儲(chǔ)能設備(bèi)故障(zhàng)的(dí)原(yuán)因。

　　（３）統計報表(biǎo)。包(bāo)括日報(bào)表，月(yuè)報(bào)表，年(nián)報表，用戶可(kě)保(bǎo)存自定(dìng)義報(bào)表模板，供(gōng)下次(cì)使用。報(bào)表的數據可(kě)以(yǐ)在(zài)綫查(chá)看，也可以(yǐ)導入(rù)電子表(biǎo)格(gé)。

　　（４）控(kòng)製命(mìng)令(líng)下發。包(bāo)括對(duì)可控(kòng)設備(bèi)遙調和遙控(kòng)的(dí)操作。遙調(tiáo)指可調(tiáo)數值的下發，包括設(shè)定值和(hé)保護值。遙(yáo)控指(zhǐ)控(kòng)製(zhì)開關(guān)，斷(duàn)路器，刀開關(guān)的分(fēn)合。對可控設備遙調(tiáo)，遙控(kòng)操作需嚴(yán)格(gé)執(zhí)行用戶的(dí)權限(xiàn)管(guǎn)理(lǐ)，同(tóng)時(shí)記錄相應(yīng)的操(cāo)作事(shì)件。

　　（５）參數配置。包括係統參(cān)數(shù)設置，計(jì)算(suàn)量設(shè)置，越限參數設(shè)置，通信參數(shù)設(shè)置(zhì)，廠(chǎng)站參數設置(zhì)，能量管理設(shè)置(zhì)等。

　　（６）輔(fǔ)助(zhù)圖表(biǎo)設置(zhì)。包括(kuò)當前電價(jià)設置，歷史充放電量設置，當日(rì)天氣設(shè)置(zhì)，實(shí)時發電量設置，歷(lì)史(shǐ)累(léi)計發電量設(shè)置，節(jié)能減排設置，收(shōu)益設(shè)置等(děng)。

　　5.2服務功能(néng)模塊(kuài)

　　（１）預(yù)測服務。分為(wéi)２ｈ超(chāo)短(duǎn)期(qī)預測和２４ｈ短期(qī)預測，采(cǎi)用反向(xiàng)傳(chuán)播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以(yǐ)發電設(shè)備和(hé)用電(diàn)設(shè)備(bèi)的(dí)１２ｄ歷(lì)史(shǐ)數(shù)據為(wéi)輸入(rù)，結(jié)合天氣(qì)情況給出相應(yīng)的預(yù)測數據。

　　（２）轉發(fā)服務(wù)。提供相應的數據轉發(fā)接口，實(shí)現與(yǔ)分布(bù)式(shì)公司(sī)綜合能(néng)源管(guǎn)理平台的對接。５ｍｉｎ定時(shí)將(jiāng)本地所有實(shí)時(shí)數據(jù)通(tōng)過消息隊列遙(yáo)測傳輸協(xié)議發(fā)布至(zhì)分布式公司綜合能(néng)源(yuán)管(guǎn)理平(píng)台(tái)，供(gōng)分布式公司(sī)綜(zōng)合能源(yuán)管(guǎn)理(lǐ)平台(tái)查詢(xún)與分析(xī)。

　　（３）能(néng)量管(guǎn)理(lǐ)服(fú)務。根(gēn)據(jù)用(yòng)戶(hù)的用(yòng)能(néng)需(xū)求，可定(dìng)製多種(zhǒng)運(yùn)行策略(lüè)。目前係(xì)統能(néng)量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)策略(lüè)有削峰(fēng)填穀(gǔ)，負荷跟(gēn)隨(suí)，功率分配，動態需量，電池保(bǎo)護。

　　（４）協(xié)議(yì)通(tōng)信服務(wù)。實(shí)現通(tōng)信(xìn)多通道(dào)建立和管理，包括數據采集，處(chǔ)理，下(xià)發(fā)，並支(zhī)持電(diàn)力行(háng)業(yè)通(tōng)用(yòng)標(biāo)準規(guī)約(yuē)，如(rú)Ｍｏｄｂｕｓ傳(chuán)輸(shū)控(kòng)製協議(yì)，ＩＥＣ８７０－５－１０４通(tōng)信(xìn)協議等。

　　（５）收(shōu)益計(jì)算服務(wù)。可配置夏(xià)季和非夏季電(diàn)價(jià)，依據時段電價，實現發電側設備(bèi)及用電(diàn)側設備(bèi)的收益計(jì)算(suàn)，並統計係(xì)統總(zǒng)收益(yì)。

　　（６）故(gù)障記(jì)錄(lù)與(yǔ)反(fǎn)演。通過(guò)觸發(fā)事件(jiàn)記錄(lù)，如遙(yáo)測(cè)越(yuè)限(xiàn)，遙信變位，保(bǎo)存設定(dìng)時(shí)間(jiān)範(fàn)圍內的實時(shí)穩(wěn)態數據斷麵，如(rú)事(shì)故前與事故(gù)後(hòu)１０ｓ。用戶可以(yǐ)進(jìn)行(háng)推(tuī)演(yǎn)查(chá)詢，觀察設備(bèi)故障的(dí)原(yuán)因。

　　5.3通用功能模塊

　　（１）服務總(zǒng)綫。可(kě)對服務總綫(xiàn)上新的(dí)服(fú)務進(jìn)行封裝和注冊(cè)，同時可對服(fú)務進(jìn)行監控與(yǔ)管理。當(dāng)服(fú)務出現(xiàn)故(gù)障(zhàng)或不在(zài)綫(xiàn)時，服(fú)務(wù)總綫可對(duì)服務(wù)進(jìn)行重置，確保係(xì)統安全(quán)有效(xiào)運(yùn)行。

　　（２）消息(xī)總(zǒng)綫(xiàn)。基於事件的消(xiāo)息(xī)總(zǒng)綫(xiàn)可按照發布(bù)與訂閱模(mó)式(shì)發(fā)送(sòng)及接(jiē)收服務功能(néng)模(mó)塊的消息(xī)，並以(yǐ)接(jiē)口的(dí)形式提供(gōng)給(gěi)應用(yòng)功能模塊(kuài)。消息總綫可(kě)以(yǐ)傳(chuán)輸遙(yáo)測數(shù)據，遙信(xìn)變位(wèi)，控製(zhì)指令等各(gè)類(lèi)事件。

　　（３）日誌模(mó)塊(kuài)。負(fù)責各功(gōng)能模塊(kuài)運行日誌(zhì)的顯示與記(jì)錄(lù)，可以(yǐ)查(chá)詢任(rèn)意時間範(fàn)圍內的日誌信(xìn)息(xī)，以(yǐ)便(biàn)係統管理員分析故障原(yuán)因。

　　（４）權(quán)限管(guǎn)理(lǐ)。根據用戶的不同(tóng)職能，分配相(xiāng)關的係統(tǒng)權限。係(xì)統的(dí)權限(xiàn)主體按(àn)照層(céng)次劃(huá)分包括角色，用戶，組三(sān)種(zhǒng)。登(dēng)錄(lù)係統時(shí)，所有人員需進行(háng)身(shēn)份(fèn)認(rèn)證(zhèng)，不(bù)同的人(rén)員操作權(quán)限不同。

　　６係(xì)統策(cè)略(lüè)

　　用(yòng)戶側儲能電站(zhàn)能量管(guǎn)理係統(tǒng)策略(lüè)主要包括削(xiāo)峰填穀(gǔ)，負荷跟隨(suí)，功率分(fēn)配(pèi)，動態(tài)需量(liáng)，電池保護(hù)。

　　（１）削峰填穀(gǔ)。根據當地夏季(jì)和(hé)非(fēi)夏季(jì)峰平(píng)穀(gǔ)電(diàn)價(jià)，結合(hé)儲能雙向變流(liú)器(qì)自(zì)身充放電能力進行設置。處(chǔ)於(yú)電(diàn)價低穀，電(diàn)池(chí)充(chōng)電(diàn)，處於電價(jià)高峰，電(diàn)池(chí)放(fàng)電，從而利用峰穀(gǔ)電(diàn)價(jià)實現峰穀(gǔ)獲利。在電(diàn)池性能(néng)允許的(dí)情(qíng)況(kuàng)下，為盡快(kuài)收回(huí)成(chéng)本，也可(kě)平價(jià)充電，即(jí)非(fēi)夏(xià)季采用兩(liǎng)充(chōng)兩放，夏(xià)季采用三充(chōng)三(sān)放。

　　（２）負(fù)荷(hé)跟隨(suí)。負(fù)荷(hé)跟隨指儲能係統放(fàng)電(diàn)功率(shuài)跟(gēn)隨(suí)儲能係統(tǒng)負(fù)載功(gōng)率變化而(ér)變(biàn)化。此外，可以獲(huò)取(qǔ)儲(chǔ)能並(bìng)網電(diàn)表的有功功(gōng)率(shuài)，計算得到(dào)負載功(gōng)率而進(jìn)行負(fù)荷跟隨(suí)。負(fù)荷跟(gēn)隨時，需要保證(zhèng)負載(zǎi)功率(shuài)采集(jí)速(sù)率(shuài)及儲能(néng)雙向變流器響應(yīng)的實時性(xìng)，控製(zhì)周期(qī)為毫秒級。

　　（３）功(gōng)率分配。根據(jù)儲能(néng)子係(xì)統(tǒng)當(dāng)前的充(chōng)放電能力及儲(chǔ)能係統功率需求，確定每個(gè)儲(chǔ)能(néng)子係統所分配的(dí)功率。功率(shuài)分(fēn)配可保(bǎo)證每個儲能子係統(tǒng)平均出力(lì)，協(xié)調(tiáo)運(yùn)行，同時使每(měi)個(gè)儲能子係統(tǒng)保持(chí)剩餘(yú)電(diàn)量一致，從而提高(gāo)儲(chǔ)能係統(tǒng)效(xiào)率(shuài)，延(yán)長(cháng)儲能係統使用(yòng)壽命(mìng)。

　　（４）動態(tài)需量。每１５ｍｉｎ動態監(jiān)測儲能係統進(jìn)綫功(gōng)率，以(yǐ)*大(dà)值為計算動態(tài)需量(liáng)。通過(guò)動態(tài)需量策略，可(kě)以確保儲能(néng)係(xì)統充電使用電(diàn)量不(bù)超過需(xū)量值。動態需(xū)量(liáng)每月２５日１０時(shí)進(jìn)行(háng)重置(zhì)。

　　（５）電(diàn)池保(bǎo)護(hù)。根(gēn)據電(diàn)池剩(shèng)餘電量狀態進(jìn)行(háng)判斷，避免電池過(guò)充及過(guò)放。當(dāng)剩餘(yú)電量較(jiào)低(dī)時，限製儲(chǔ)能子係統的(dí)放電(diàn)功率(shuài)。當剩餘電(diàn)量(liáng)較高(gāo)時(shí)，限製(zhì)儲能子係(xì)統的充電功率(shuài)。通過(guò)電池保護(hù)策略(lüè)，使各儲(chǔ)能(néng)子係(xì)統的電量(liáng)保持在(zài)同一(yī)水平(píng)，延長儲(chǔ)能(néng)子(zǐ)係(xì)統的使(shǐ)用(yòng)壽(shòu)命，保(bǎo)證儲能(néng)電站(zhàn)長期(qī)穩(wěn)定(dìng)運行。

　　6.Acrel-2000ES儲(chǔ)能(néng)能(néng)量(liáng)管理係統

　　6.1平(píng)台(tái)概述

　　安科瑞Acrel-2000ES儲能能量(liáng)管理係統具有*的儲(chǔ)能(néng)監控與(yǔ)管理(lǐ)功能,涵(hán)蓋了儲能(néng)係統設(shè)備(PCS，BMS，電(diàn)表，消防，空調等)的詳細(xì)信息,實現(xiàn)了數據(jù)采(cǎi)集(jí)，數據處理(lǐ)，數據(jù)存儲，數(shù)據查詢(xún)與(yǔ)分析(xī)，可視化(huà)監(jiān)控(kòng)，報警(jǐng)管(guǎn)理(lǐ)，統計(jì)報(bào)表(biǎo)等功能。在高(gāo)級應(yīng)用上(shàng)支持能量調(tiáo)度,具備(bèi)計(jì)劃曲(qū)綫，削峰填穀，需(xū)量(liáng)控製(zhì)，備用電源等控(kòng)製功能(néng)。既(jì)可(kě)以用(yòng)於(yú)儲能一體櫃,也可(kě)以(yǐ)用(yòng)於儲(chǔ)能(néng)集(jí)裝箱(xiāng),是專門(mén)用(yòng)於設(shè)備管(guǎn)理的(dí)一(yī)套軟(ruǎn)件係統平台(tái)。

　　6.2係統(tǒng)結構圖(tú)

　　6.3係統功能(néng)

　　6.3.1實時(shí)監測(cè)

　　係統(tǒng)人(rén)機界(jiè)麵(miàn)友(yǒu)好，能(néng)夠顯(xiǎn)示(shì)儲(chǔ)能櫃(guì)的(dí)運行狀(zhuàng)態(tài)，實(shí)時(shí)監測(cè)PCS，BMS以及(jí)環境(jìng)參數信(xìn)息，如電(diàn)參量，溫度(dù)，濕度等。實時(shí)顯示(shì)有關故障(zhàng)，告警，收(shōu)益等(děng)信息。

6.3.2設備監(jiān)控(kòng)

　　係(xì)統能(néng)夠實時監測(cè)PCS，BMS，電(diàn)表，空調，消(xiāo)防，除(chú)濕機等(děng)設(shè)備(bèi)的(dí)運行(háng)狀(zhuàng)態及(jí)運行模(mó)式(shì)。

　　PCS監(jiān)控：滿足儲(chǔ)能(néng)變(biàn)流器(qì)的參(cān)數(shù)與限(xiàn)值設置；運行模式設置；實現(xiàn)儲(chǔ)能變流器交(jiāo)直(zhí)流(liú)側電(diàn)壓，電(diàn)流，功率(shuài)及充(chōng)放電量(liáng)參(cān)數(shù)的采(cǎi)集與展(zhǎn)示(shì)；實現(xiàn)PCS通(tōng)訊狀態(tài)，啟停狀(zhuàng)態(tài)，開(kāi)關狀(zhuàng)態，異(yì)常告警等狀態監(jiān)測。

　　BMS監(jiān)控(kòng)：滿(mǎn)足電池(chí)管理係(xì)統的參數(shù)與(yǔ)限值設(shè)置；實現儲能電池的電芯，電池(chí)簇(cù)的溫度，電(diàn)壓，電流的(dí)監(jiān)測(cè)；實現電(diàn)池(chí)充放(fàng)電狀態，電(diàn)壓(yā)，電流(liú)及(jí)溫度異常(cháng)狀態的告警(jǐng)。

　　空(kōng)調監控：滿足(zú)環境溫度的(dí)監(jiān)測，可根據(jù)設置(zhì)的閾(yù)值進(jìn)行(háng)空調溫度的聯(lián)動(dòng)調(tiáo)節(jié)，並實(shí)時監(jiān)測空(kōng)調的運(yùn)行狀(zhuàng)態及(jí)溫(wēn)濕度數(shù)據，以曲綫(xiàn)形式(shì)進(jìn)行(háng)展(zhǎn)示。

　　UPS監控(kòng)：滿足(zú)UPS的運行狀態(tài)及相(xiāng)關電參量監(jiān)測(cè)。

　　6.3.2曲綫(xiàn)報(bào)表

　　係統能(néng)夠(gòu)對PCS充放電功率(shuài)曲(qū)綫(xiàn)，SOC變(biàn)換(huàn)曲綫，及電壓，電流(liú)，溫度(dù)等(děng)歷(lì)史曲綫(xiàn)的(dí)查詢與展示(shì)。

6.3.3策略(lüè)配置

　　滿(mǎn)足儲(chǔ)能係統設備參數(shù)的(dí)配置，電價(jià)參數與時段(duàn)的(dí)設(shè)置，控製(zhì)策略的選擇。目前支持的(dí)控製策(cè)略(lüè)包(bāo)含(hán)計(jì)劃曲綫，削(xiāo)峰填穀，需(xū)量控製等(děng)。

6.3.4實時報警

　　儲能(néng)能量(liáng)管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)具有(yǒu)實(shí)時告警功能(néng)，係(xì)統(tǒng)能(néng)夠(gòu)對儲(chǔ)能充(chōng)放電越限(xiàn)，溫度(dù)越限，設備故(gù)障或(huò)通信(xìn)故(gù)障等(děng)事(shì)件(jiàn)發(fā)出告(gào)警(jǐng)。

6.3.5事件(jiàn)查詢統計(jì)

　　儲(chǔ)能能量管(guǎn)理係(xì)統能(néng)夠對遙(yáo)信變(biàn)位(wèi)，溫(wēn)濕度，電壓(yā)越限(xiàn)等事件記錄(lù)進行(háng)存儲(chǔ)和管(guǎn)理(lǐ)，方便用戶(hù)對係統事件和報警(jǐng)進行(háng)歷(lì)史追溯(sù)，查詢統(tǒng)計，事(shì)故分析。

6.3.6遙控(kòng)操(cāo)作

　　可以(yǐ)通過每個(gè)設備(bèi)下麵的紅色按鈕對(duì)PCS，風機，除濕(shī)機，空調控(kòng)製器，照(zhào)明等(děng)設(shè)備(bèi)進行相(xiāng)應(yīng)的控製(zhì)，但是(shì)當設(shè)備未通(tōng)信(xìn)上時(shí)，控製按鈕會(huì)顯示無效狀態(tài)。

6.3.7用戶權限(xiàn)管理(lǐ)

　　儲能(néng)能量管理(lǐ)係統(tǒng)為(wéi)保(bǎo)障(zhàng)係統安全穩定運(yùn)行，設置了(liǎo)用戶權(quán)限管(guǎn)理功能(néng)。通過(guò)用(yòng)戶(hù)權(quán)限(xiàn)管理能夠防(fáng)止(zhǐ)未經授(shòu)權(quán)的(dí)操作(zuò)（如(rú)遙控(kòng)的操作，數據庫修(xiū)改等）。可以定義不同級(jí)別用(yòng)戶的(dí)登錄名，密碼及(jí)操作(zuò)權(quán)限，為係統運行(háng)，維護(hù)，管理提供可靠(kào)的安全保(bǎo)障(zhàng)。

6.4相關平(píng)台(tái)部署硬件選(xuǎn)型(xíng)清單

　　7.結(jié)論

　　筆(bǐ)者設(shè)計(jì)了(liǎo)一種用(yòng)戶側儲(chǔ)能電站能量管理係統，具(jù)備實時監(jiān)控(kòng)，收益計(jì)算，數據查詢，統(tǒng)計報表，控(kòng)製命(mìng)令下發等功能(néng)，采用(yòng)削(xiāo)峰填(tián)穀(gǔ)，負荷(hé)跟隨，動(dòng)態(tài)需量，電(diàn)池保護(hù)等策(cè)略，目前已(yǐ)在多個(gè)儲能(néng)電(diàn)站安全穩定運行。海立電器(qì)西廠項(xiàng)目用戶側儲能(néng)電(diàn)站能量管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)運(yùn)行(háng)界(jiè)麵如圖(tú)７所(suǒ)示(shì)。這一(yī)係統已(yǐ)達(dá)到(dào)行(háng)業內相(xiāng)關(guān)標準(zhǔn)和技術要(yào)求，提高了(liǎo)儲能電站的運(yùn)行效率(shuài)和(hé)管理能力(lì)，取得了很(hěn)好的經濟(jì)收(shōu)益和(hé)社(shè)會(huì)效益。

　　參考文獻

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