安(ān)科瑞 劉(liú)邁(mài)

　　摘(zhāi)要：隨著風能，太陽(yáng)能等新(xīn)能源(yuán)的快(kuài)速(sù)發展(zhǎn)，儲(chǔ)能(néng)係(xì)統在(zài)分布式發(fā)電係(xì)統中(zhōng)扮演著平(píng)衡能源供需，提供持續可靠(kào)電能和調節(jié)功(gōng)率波(bō)動的(dí)重要角色，成為(wéi)分布式發電係統中的關鍵組成(chéng)部(bù)分，因而(ér)通過(guò)應用(yòng)信(xìn)息化技術(shù)以實現分布式儲能(néng)係統更高(gāo)的自(zì)動(dòng)化(huà)程度(dù)，智(zhì)能(néng)化(huà)水平和(hé)運(yùn)維效(xiào)率(shuài)已(yǐ)成為(wéi)趨勢(shì)。介紹(shào)分布(bù)式儲(chǔ)能(néng)能量管理係統的需(xū)求，硬(yìng)件(jiàn)拓撲結(jié)構(gòu)，網絡拓撲(pū)結(jié)構以及(jí)其信(xìn)息係統實(shí)現方(fāng)式(shì)等，並重(zhòng)點(diǎn)闡述(shù)分布(bù)式儲(chǔ)能信(xìn)息(xī)係統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式中的分布式儲能(néng)信(xìn)息化總體架構(gòu)，信息(xī)平(píng)台(tái)接入係(xì)統，主(zhǔ)要功能及平(píng)台(tái)界(jiè)麵(miàn)設計(jì)等。其中(zhōng)，信(xìn)息平(píng)台接入係(xì)統包括(kuò)電(diàn)池管(guǎn)理係統(BMS)，能(néng)量管理係統(tǒng)(EMS)，儲能逆變(biàn)器(qì)(PCS)以及(jí)其他(tā)電氣(qì)設(shè)備(bèi)，前三者與其(qí)他電氣設備在(zài)儲能(néng)係(xì)統(tǒng)中均發揮(huī)不同的作用(yòng)，彼(bǐ)此(cǐ)相互寫(xiě)作(zuò)，實(shí)現(xiàn)對分布式(shì)儲能係統(tǒng)的監(jiān)控，優(yōu)化和控製。分(fēn)布式(shì)儲能(néng)能(néng)量管理係統的(dí)主(zhǔ)要功能包(bāo)括數據(jù)采(cǎi)集與(yǔ)監測，遠程監(jiān)控與(yǔ)操作，能量(liáng)管理(lǐ)與優化，數(shù)據分(fēn)析與(yǔ)預(yù)測，能源交(jiāo)易(yì)以(yǐ)及故障(zhàng)診斷與(yǔ)預(yù)警(jǐng)。分(fēn)布式(shì)儲能信息化係(xì)統具有較高的可(kě)靠性(xìng)和穩定(dìng)性，能夠適(shì)應較(jiào)為(wéi)復雜的(dí)工業環境。但(dàn)隨(suí)著(zhuó)信息化(huà)技術的(dí)廣(guǎng)泛應(yīng)用，也(yě)帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)安全(quán)和數(shù)據隱私等(děng)方麵的(dí)挑(tiāo)戰(zhàn)。為(wéi)了確(què)保係統的(dí)安(ān)全性和(hé)數(shù)據(jù)的機(jī)密性，在分布(bù)式(shì)儲(chǔ)能係統建設時(shí)還(huán)應采取恰當(dāng)的(dí)安全措(cuò)施(shī)和隱私(sī)保(bǎo)護措施。

　　關鍵(jiàn)詞：分(fēn)布(bù)式儲能；信息化技術(shù)；能(néng)量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)係統(tǒng)；電池(chí)管(guǎn)理係統；儲能(néng)逆變器(qì)；電氣設備；拓撲結構；信(xìn)息平台(tái)接入係(xì)統

　　0引言

　　儲能係(xì)統(tǒng)是智能(néng)電(diàn)網(wǎng)係(xì)統，可再(zài)生(shēng)能(néng)源高占(zhān)比(bǐ)能源係(xì)統(tǒng)，能源互(hù)聯網係統(tǒng)的(dí)重要組成部分和(hé)關鍵支撐(chēng)技(jì)術。隨著風能(néng)，太陽能等(děng)新(xīn)能(néng)源(yuán)的(dí)快速發(fā)展，儲(chǔ)能係統(tǒng)在(zài)智能(néng)電網(wǎng)中扮(bàn)演著(zhuó)平(píng)衡能源供(gōng)需，提(tí)供(gōng)持(chí)續(xù)可(kě)靠(kào)電(diàn)能和(hé)調節(jié)功(gōng)率波動(dòng)的(dí)重(zhòng)要角(jiǎo)色(sè)，已(yǐ)成為(wéi)分(fēn)布(bù)式(shì)發電係統(tǒng)中的(dí)關鍵組(zǔ)成(chéng)部(bù)分(fēn)。儲能係(xì)統管(guǎn)理是對儲(chǔ)能係(xì)統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)，有效及綜合的管(guǎn)理，其貫穿(chuān)儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)的規劃(huá)，建(jiàn)設，運營和維護的(dí)各(gè)個(gè)階段(duàn)，有(yǒu)利於實現儲(chǔ)能(néng)係統的高(gāo)效(xiào)運行(háng)和利(lì)用(yòng)。儲(chǔ)能(néng)係統管理(lǐ)可(kě)以確保儲能係統(tǒng)實現(xiàn)滿足電力需求(qiú)，提(tí)高(gāo)能源(yuán)利(lì)用(yòng)效率(shuài)，降低能源成(chéng)本和減少碳排放等(děng)目(mù)標。

　　分布式儲(chǔ)能(néng)係統是(shì)儲能係統的主(zhǔ)要類(lèi)型，通(tōng)常由(yóu)多個(gè)小(xiǎo)型儲(chǔ)能(néng)設備(bèi)組(zǔ)成(chéng),包括鋰離子(zǐ)電池儲(chǔ)能(néng)設備，鈉硫電池儲能(néng)設(shè)備(bèi)和液(yè)流(liú)電(diàn)池儲能(néng)設備等。即分(fēn)布式(shì)儲能為容量小且普遍(biàn)靠近(jìn)於負(fù)荷(hé)段的儲能配置形(xíng)式(shì)，其功率(shuài)一般介於幾千(qiān)瓦(wǎ)至(zhì)幾(jī)兆瓦之(zhī)間(jiān)，持(chí)續放(fàng)電實(shí)際較(jiào)短。每個小(xiǎo)型儲能(néng)設(shè)備由電池組(zǔ)，逆變器，BMS，儲(chǔ)能控(kòng)製器，監測(cè)和測量設備以及傳感器與(yǔ)保護裝置(zhì)等(děng)組成。小型(xíng)儲(chǔ)能(néng)設備(bèi)分(fēn)布在不(bù)同(tóng)的(dí)地點，例如(rú)住宅(zhái)，商(shāng)業(yè)建(jiàn)築(zhù)和(hé)工(gōng)業廠房等。分(fēn)布(bù)式儲(chǔ)能(néng)係統的設備分(fēn)布具有類(lèi)型(xíng)各(gè)異，規(guī)模不同，布(bù)置(zhì)分散(sàn)，數(shù)量眾多的(dí)特點，因(yīn)此對(duì)於分布式儲能係統(tǒng)中(zhōng)的儲能(néng)設(shè)備的監控和管(guǎn)理(lǐ)而言(yán)麵臨著(zhuó)巨大(dà)的挑(tiāo)戰(zhàn)，通過(guò)信(xìn)息(xī)化(huà)技術的利(lì)用(yòng)則可(kě)顯著(zhù)提高效率。

　　分(fēn)布式儲能(néng)係統(tǒng)的(dí)信息化技術是指利(lì)用(yòng)工(gōng)業以(yǐ)太(tài)網(wǎng)和CAN總綫(xiàn)交互技(jì)術並對分布式儲(chǔ)能係統中各個(gè)儲能設(shè)備的關鍵參數和狀(zhuàng)態(tài)進(jìn)行實時在(zài)綫(xiàn)數據監(jiān)測(cè),通過對(duì)電(diàn)池狀(zhuàng)態，電(diàn)網連接，充放電(diàn)，溫度(dù)及(jí)故障(zhàng)檢測與(yǔ)報(bào)警等關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時監測數(shù)據(jù)進行在綫(xiàn)分(fēn)析，及(jí)時了(liǎo)解係統運行情(qíng)況，發(fā)現(xiàn)係(xì)統運行中(zhōng)異(yì)常或潛在的問題(tí)，采取措(cuò)施進行調整和(hé)修(xiū)復，並(bìng)預(yù)測可(kě)能(néng)存在(zài)的隱患，為係統(tǒng)運行提供(gōng)更精確的調整(zhěng)和(hé)優(yōu)化。

　　1分布(bù)式儲能係(xì)統(tǒng)信(xìn)息化管理

　　1.1管理(lǐ)需求

　　分布式儲(chǔ)能係統(tǒng)的主(zhǔ)要(yào)業(yè)務需求通(tōng)常(cháng)包(bāo)括(kuò)管(guǎn)理跨區(qū)域的(dí)就地儲能(néng)係統(tǒng)，不同條件下能(néng)量(liáng)儲(chǔ)存與釋放，能量存儲和(hé)平衡，峰值削(xiāo)減和負荷平滑，用(yòng)戶用能的(dí)相互隔(gé)離，支持(chí)微(wēi)電(diàn)網等，具體(tǐ)需求如下(xià)：

　　(1)管(guǎn)理(lǐ)跨(kuà)區(qū)域(yù)的(dí)就(jiù)地儲能係(xì)統(tǒng)；

　　(2)針對各地儲(chǔ)能(néng)係(xì)統實(shí)施不同的(dí)策略模(mó)式(shì)，如(rú)峰穀(gǔ)模式(shì)，需(xū)量模式，平滑模式(shì)等(děng)，即(jí)分布(bù)式(shì)儲能係統(tǒng)可(kě)以(yǐ)在峰值電(diàn)力(lì)需(xū)求時釋放儲存的(dí)能(néng)量(liáng)，減輕(qīng)電網的負荷(hé)壓(yā)力，平滑電(diàn)力(lì)需求曲綫;

　　(3)具(jù)有相關性(xìng)的獨立儲(chǔ)能站可(kě)實(shí)現(xiàn)集中(zhōng)虛(xū)擬儲(chǔ)能站(zhàn)，統一(yī)管理，集(jí)中調(tiáo)配，即(jí)分布式儲能係(xì)統(tǒng)可儲(chǔ)存(cún)多(duō)餘(yú)的電(diàn)能，並(bìng)在(zài)需(xū)要時釋(shì)放(fàng)，以平衡(héng)供(gōng)需之間(jiān)的差(chà)異，提(tí)供持(chí)續和穩定(dìng)的(dí)能源供應；

　　(4)可實(shí)現用戶間相互(hù)隔(gé)離(lí)，即用(yòng)戶在自己的(dí)權限(xiàn)範(fàn)圍內(nèi)監(jiān)控(kòng)自(zì)己(jǐ)的儲能站；

　　(5)微(wēi)電網的支(zhī)持，即(jí)分布(bù)式(shì)儲能係(xì)統(tǒng)在(zài)微電網發揮關鍵作用(yòng)，實(shí)現(xiàn)能源的分散和(hé)可(kě)再生能源(yuán)的集成(chéng)，提(tí)供可靠(kào)的電(diàn)力供應

　　1.2能量管(guǎn)理(lǐ)拓(tuò)撲(pū)係統

　　分布式儲能的硬件拓(tuò)撲結構通(tōng)常以(yǐ)能量(liáng)管理係統(tǒng)作為儲能係統的(dí)核(hé)心，並通過與其他設備的接(jiē)入而實現(xiàn)對(duì)儲能係統(tǒng)的(dí)控製(zhì)和(hé)管理(lǐ)。分布式儲能係統的能量(liáng)管理拓(tuò)撲(pū)係統(tǒng)如(rú)圖1所示。

圖1分布式儲能係(xì)統(tǒng)的能(néng)量管理拓撲係(xì)統(tǒng)

　　能量(liáng)管理拓撲(pū)係統(tǒng)由能(néng)量管理係(xì)統，電池管理(lǐ)係統，空調係統，集裝箱(xiāng)內相關(guān)設(shè)備組(zǔ)成，分述如(rú)下(xià)：

　　(1)能量管理係統。屬(shǔ)於(yú)整個分(fēn)布式儲能(néng)係(xì)統(tǒng)的核(hé)心(xīn)，主要用(yòng)於監(jiān)測(cè)，控(kòng)製(zhì)和管理儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)的運行，還可用於接收上(shàng)級調度指令(líng)，並將(jiāng)控(kòng)製(zhì)指(zhǐ)令(líng)下發至儲(chǔ)能逆變(biàn)器進行功率(shuài)控(kòng)製(zhì)。

　　(2)電(diàn)池管理係(xì)統(tǒng)。用於(yú)監測和(hé)管(guǎn)理儲能係統(tǒng)中(zhōng)的(dí)電池組(zǔ)，主要(yào)在電池(chí)堆裏涵括(kuò)電(diàn)池(chí)管(guǎn)理，電(diàn)池(chí)控製單(dān)元。

　　(3)儲(chǔ)能(néng)逆變器(qì)。用於將儲存(cún)的(dí)電(diàn)能轉(zhuǎn)換為交流電能供給用(yòng)戶終端或(huò)電(diàn)網，通過(guò)控製(zhì)信號(hào)調節儲(chǔ)能逆變器(qì)的(dí)功率(shuài)輸出(chū)以(yǐ)調(tiáo)控儲(chǔ)能(néng)係統的(dí)充(chōng)放(fàng)電(diàn)過程，從而(ér)滿(mǎn)足(zú)用(yòng)戶需(xū)求或實現電網調(tiáo)度。

　　(4)集(jí)裝箱內相(xiāng)關(guān)設備。除(chú)了上述硬(yìng)件外(wài)，還(huán)有一(yī)些(xiē)與儲能係(xì)統相關的設(shè)備，如消(xiāo)防(fáng)，門(mén)禁，水浸等設備(bèi)。此(cǐ)類設備可以通過(guò)傳感(gǎn)器(qì)實(shí)時監(jiān)測集(jí)裝(zhuāng)箱內(nèi)的(dí)狀(zhuàng)態(tài)，並(bìng)通過(guò)能(néng)量管理(lǐ)係統進行(háng)監控和報警(jǐng)，保障(zhàng)儲能係統的(dí)安(ān)全(quán)性和(hé)可(kě)靠性。

　　1.3分布(bù)式儲能(néng)係(xì)統的功(gōng)能

　　分布式(shì)儲能係(xì)統以服(fú)務器為控(kòng)製(zhì)核心，實時采集(jí)儲(chǔ)能(néng)電池(chí)狀(zhuàng)態，充放(fàng)電功率(shuài)，電(diàn)網電(diàn)壓和頻率(shuài)，負(fù)載(zǎi)需求，電(diàn)池管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統，儲(chǔ)能(néng)逆變器(qì)，環境(jìng)等(děng)相(xiāng)關(guān)信息(xī)。係統包括以下(xià)功(gōng)能(néng)：

　　(1)安裝(zhuāng)消防(fáng)傳感器(qì)，門(mén)禁傳(chuán)感器，水浸傳感器(qì)等，係統實時(shí)監控(kòng)可能(néng)的火(huǒ)災，入侵(qīn)或漏水事(shì)件(jiàn)，確保儲能(néng)係(xì)統的安(ān)全(quán)性(xìng)和(hé)可(kě)靠(kào)性(xìng)。

　　(2)儲能(néng)雲平(píng)台是1個(gè)集(jí)中(zhōng)式的數(shù)據(jù)存儲和處(chǔ)理(lǐ)中心，用於(yú)管理，存儲和分析分布(bù)式儲能(néng)係統(tǒng)中(zhōng)的大量(liáng)數據(jù)，提供(gōng)數據的(dí)集中(zhōng)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)處理和分析，遠(yuǎn)程監(jiān)控(kòng)和(hé)控(kòng)製(zhì)等功(gōng)能(néng)。

　　(3)用(yòng)戶(hù)終端使(shǐ)用分(fēn)布(bù)式雲平台(tái)的(dí)如電腦(nǎo)，手(shǒu)機，平(píng)板(bǎn)等終端用戶(hù)設(shè)備(bèi)，用(yòng)戶通過終端設備(bèi)與與(yǔ)雲平台(tái)進行(háng)交互，訪問(wèn)數據，查看分(fēn)析結果等(děng)。

　　儲(chǔ)能雲(yún)平台(tái)功能示意(yì)如(rú)圖2所示。

圖(tú)2儲能(néng)雲平(píng)台功(gōng)能示意(yì)

　　2儲(chǔ)能信(xìn)息化(huà)係統管理的實現方式

　　2.1分布式(shì)儲能信(xìn)息(xī)化(huà)總(zǒng)體(tǐ)架(jià)構

　　分(fēn)布(bù)式(shì)儲能信息(xī)化架(jià)構如(rú)圖(tú)3所示(shì)。分(fēn)布式(shì)儲能信(xìn)息(xī)化(huà)平(píng)台(tái)的(dí)主要(yào)功(gōng)能包(bāo)括(kuò)監控(kòng)分布式儲(chǔ)能(néng)設備或(huò)係統(tǒng)的(dí)運(yùn)行狀(zhuàng)態(tài)，執行(háng)需(xū)求響應業務，管理(lǐ)儲(chǔ)能檔(dàng)案(àn)信(xìn)息(xī)數(shù)據和業(yè)務(wù)數據(jù)。此(cǐ)外，該(gāi)係(xì)統(tǒng)還(huán)利(lì)用門戶係(xì)統提供信息訪問服務。在(zài)係統設計時(shí)，需(xū)要(yào)采(cǎi)用(yòng)平(píng)台化和模塊(kuài)化思(sī)維，以確(què)保係(xì)統具備兼容性(xìng)和可(kě)擴(kuò)展性的特點(diǎn)。

　　分(fēn)布式(shì)儲能信息(xī)化平台是由設(shè)備層(céng)，通(tōng)訊(xùn)層，控製(zhì)層(céng)及(jí)平台服務層組(zǔ)合而成，通(tōng)過各層(céng)級的組(zǔ)合實現信息(xī)化平台的業務(wù)需求(qiú)。

　　設備層是(shì)分布式儲(chǔ)能係(xì)統(tǒng)的(dí)基礎，是(shì)實現(xiàn)分(fēn)布式儲(chǔ)能(néng)係(xì)統(tǒng)功(gōng)能(néng)和運(yùn)行的關(guān)鍵部(bù)分。各種組成(chéng)係(xì)統的具體設備和部(bù)件包(bāo)括(kuò)儲能電站及配(pèi)套(tào)，儲(chǔ)能(néng)場站(zhàn)，光(guāng)儲充電站，以(yǐ)及(jí)各(gè)儲能電站配(pèi)到的(dí)傳(chuán)感器(qì)，儲(chǔ)能(néng)逆(nì)變器，換流器，電表(biǎo)等。

　　通訊(xùn)層(céng)是(shì)為了確保係統(tǒng)中(zhōng)的(dí)各個組(zǔ)件(jiàn)能夠(gòu)相(xiāng)互通信(xìn)，協(xié)調工作，並(bìng)實現整體(tǐ)的優化(huà)和(hé)管理(lǐ)。通(tōng)訊層通常包括通(tōng)訊協(xié)議(yì)，數采儀，控(kòng)製(zhì)指(zhǐ)令傳遞，網絡拓撲與(yǔ)路由等。

圖3分(fēn)布式儲能信息化(huà)架構(gòu)

　　微(wēi)電網(wǎng)控(kòng)製(zhì)層(céng)是分布式(shì)儲(chǔ)能係統(tǒng)中的核心層級(jí)，負責(zé)協調和(hé)控(kòng)製各(gè)設(shè)備的運行，並(bìng)用(yòng)於(yú)實現對(duì)係統的整(zhěng)體(tǐ)調度和控製(zhì)。微電網控(kòng)製(zhì)層主要實現能量管理與調(tiáo)度，頻率和電壓控製(zhì)，運(yùn)行(háng)模(mó)式切換，故障(zhàng)監測和(hé)管(guǎn)理及數據采集(jí)與分(fēn)析。通過對能量(liáng)，頻率，電(diàn)壓等參(cān)數(shù)的監(jiān)測和(hé)控(kòng)製(zhì)，實(shí)現對係(xì)統(tǒng)的(dí)整(zhěng)體(tǐ)調(tiáo)度和(hé)優(yōu)化(huà)。該(gāi)控製(zhì)層具備(bèi)智(zhì)能化和自適應能力，根(gēn)據實(shí)際(jì)需求(qiú)和(hé)運行(háng)情況，靈(líng)活調整和控製儲能(néng)係統的運(yùn)行，實現(xiàn)能(néng)源的(dí)高(gāo)效利用(yòng)與係(xì)統的穩定(dìng)性。

　　平(píng)台(tái)服務層(céng)具有(yǒu)用於(yú)提(tí)供(gōng)係(xì)統(tǒng)管(guǎn)理，數據處理(lǐ)和(hé)應用服務(wù)等功(gōng)能，具(jù)體應(yīng)包(bāo)括(kuò)儲能(néng)調度(dù)與(yǔ)能量管理，預測(cè)與(yǔ)優(yōu)化，響(xiǎng)應市(shì)場(cháng)需(xū)求，遠(yuǎn)程監(jiān)測和(hé)運維(wéi)，用戶(hù)接(jiē)口與(yǔ)服務(wù)，數(shù)據安(ān)全等(děng)。

　　2.2信(xìn)息平台接入(rù)係統(tǒng)

　　在分(fēn)布(bù)式儲能(néng)信息(xī)係(xì)統中，需(xū)要(yào)接(jiē)入電(diàn)池管理(lǐ)係統(BMS)，能量管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)(EMS)，儲能逆(nì)變(biàn)器(PCS)以及其他電氣設備(bèi)。儲(chǔ)能係(xì)統工作(zuò)模(mó)式如圖4所(suǒ)示，電(diàn)池(chí)組將(jiāng)狀態(tài)信(xìn)息傳遞(dì)給BMS,BMS與(yǔ)EMS和PCS進行(háng)數據共(gòng)享。EMS根據(jù)優化(huà)和調(tiáo)度決策向PCS和BMS發(fā)送(sòng)控製(zhì)指令，以完成(chéng)對單體(tǐ)電池(chí)／電池組(zǔ)的(dí)充(chōng)放電(diàn)等(děng)操(cāo)作(zuò)。

圖4儲(chǔ)能係(xì)統工作(zuò)模(mó)式

　　2.2.1儲能電(diàn)池(chí)管理係統

　　儲能電池(chí)管理係統(tǒng)(BMS)是(shì)用(yòng)於監(jiān)控(kòng)和(hé)管理(lǐ)電(diàn)池的關(guān)鍵係(xì)統，負(fù)責實(shí)時采集電(diàn)池的(dí)電壓(yā)，電(diàn)流和(hé)溫(wēn)度等數(shù)據(jù)，並進行(háng)遠(yuǎn)程監控(kòng)。BMS具備能量(liáng)均衡(héng)功(gōng)能，調(tiáo)整(zhěng)電池(chí)組(zǔ)內各(gè)電池(chí)模塊的狀(zhuàng)態及提高係統(tǒng)的放電時(shí)間。BMS分為(wéi)電池(chí)模(mó)塊采集管理(lǐ)係統(BGMS)，節(jié)點(diǎn)電池管理(lǐ)係(xì)統2個(gè)主要模(mó)塊，前者(zhě)負責(zé)數據(jù)采集，能量(liáng)均衡(héng)和(hé)通(tōng)信功能，後(hòu)者主要(yào)用於計(jì)算SOC，產(chǎn)生(shēng)報警數據和控製(zhì)充(chōng)放(fàng)電(diàn)策(cè)略(lüè)。

　　通過優(yōu)化BMS功能和性能(néng)，實現(xiàn)對(duì)電池(chí)的全麵監(jiān)控和(hé)精(jīng)確管理，提高係統(tǒng)的(dí)安全性(xìng)和穩定性。遠程(chéng)監控和(hé)數據(jù)分析(xī)可進一(yī)步優化電池的使(shǐ)用效率和(hé)壽命，提升(shēng)電站(zhàn)的運(yùn)行(háng)效果(guǒ)。

　　2.2.2能(néng)量管(guǎn)理係統

　　能(néng)量(liáng)管理係(xì)統(tǒng)(EMS)用於對能(néng)源係(xì)統的監測，控(kòng)製(zhì)和優(yōu)化，是(shì)整個(gè)儲能係(xì)統(tǒng)中(zhōng)極(jí)為(wéi)重要(yào)的核(hé)心(xīn)，主(zhǔ)要包括數(shù)據采(cǎi)集和(hé)監測(cè)，能(néng)量調度與優化(huà)，能源控(kòng)製與自(zì)動化，故(gù)障診斷(duàn)與維(wéi)護(hù)和(hé)數據分(fēn)析(xī)與決(jué)策支(zhī)持等模(mó)塊。EMS的主要(yào)目標(biāo)為最大限度地提高能源效率，降低能源(yuán)消耗和運營成(chéng)本，同(tóng)時確(què)保能源供應的穩定(dìng)性和(hé)可靠(kào)性。

　　2.2.3儲(chǔ)能逆變器

　　儲能逆(nì)變(biàn)器(PCS)為(wéi)在儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)與(yǔ)電(diàn)網之間實(shí)現電能雙(shuāng)向(xiàng)流動的核心部(bù)件(jiàn)，用(yòng)作控(kòng)製(zhì)電池(chí)的充(chōng)電和放電過程並進行直流的交換。PCS的設計和性能(néng)對(duì)儲能係統的(dí)效率，可靠性和穩(wěn)定性(xìng)至(zhì)關重要(yào)，在儲能係統(tǒng)中起(qǐ)到(dào)能量轉(zhuǎn)換和功率控(kòng)製的關鍵作(zuò)用，確保儲能(néng)係(xì)統能高效地存儲(chǔ)和釋(shì)放電(diàn)能，從(cóng)而(ér)滿足電(diàn)網調度和負載(zǎi)需(xū)求(qiú)。

　　2.3分(fēn)布(bù)式儲(chǔ)能(néng)能(néng)量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)係統(tǒng)功能

　　分(fēn)布(bù)式儲能(néng)能量管理(lǐ)係(xì)統功能(néng)主(zhǔ)要包括數據采集(jí)與(yǔ)監(jiān)測，遠程監控與(yǔ)遠程操作(zuò)，能(néng)量(liáng)管理與(yǔ)優化，數(shù)據分析與(yǔ)預(yù)測，能(néng)源交(jiāo)易，故(gù)障(zhàng)診(zhěn)斷(duàn)與(yǔ)預(yù)警(jǐng)。

　　2.3.1數據采(cǎi)集與(yǔ)監(jiān)測(cè)

　　實(shí)時(shí)采(cǎi)集(jí)和監測儲能係統(tǒng)關鍵參(cān)數，如電(diàn)池輸出功率，儲能(néng)係(xì)統的(dí)充放電狀(zhuàng)態(tài)，電池健(jiàn)康(kāng)狀(zhuàng)況(kuàng)等(děng)。通過傳(chuán)感器和監測(cè)設備(bèi)可(kě)獲(huò)取係統(tǒng)運(yùn)行(háng)數據，並(bìng)將其(qí)傳輸至(zhì)數(shù)據中心或遠程監控平台(tái)。

　　2.3.2遠程監(jiān)控與(yǔ)遠(yuǎn)程操作

　　相(xiāng)關(guān)運維人(rén)員(yuán)可以通過網絡(luò)連(lián)接到儲(chǔ)能係(xì)統，實(shí)時監(jiān)測(cè)係統(tǒng)的運(yùn)行(háng)狀態，同時進行(háng)遠程(chéng)調(tiáo)試和(hé)故(gù)障(zhàng)處理，即可(kě)對係統(tǒng)進(jìn)行(háng)遠程(chéng)監控(kòng)與操作(zuò)，從(cóng)而大(dà)幅提升運維(wéi)效率和響(xiǎng)應速度(dù)。

　　2.3.3能(néng)量(liáng)管(guǎn)理與(yǔ)優(yōu)化

　　分布(bù)式儲能(néng)能(néng)量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統(tǒng)通過分(fēn)析能(néng)源需(xū)求(qiú)和生產情況(kuàng)，實(shí)現能量儲(chǔ)存的優化，提高能量利用(yòng)效率並降(jiàng)低(dī)能源(yuán)成(chéng)本(běn)。同(tóng)時，針(zhēn)對能量(liáng)管(guǎn)理係統(tǒng)監(jiān)測和響應負荷(hé)的變化(huà)，通(tōng)過有效(xiào)的能量(liáng)調(tiáo)度(dù)以實(shí)現負(fù)荷(hé)平(píng)衡。根(gēn)據(jù)不同時間段和負(fù)荷需(xū)求，靈(líng)活調度分布式儲能(néng)係(xì)統的(dí)能(néng)量(liáng)輸(shū)出(chū)，從而滿足(zú)供電需求(qiú)並(bìng)降低負荷峰值。

　　2.3.4數據(jù)分析與預測

　　分布式(shì)儲能能量管(guǎn)理係(xì)統可以(yǐ)進行數據分析和預測，根(gēn)據歷(lì)史(shǐ)數(shù)據和算法模型，預測未來的(dí)能(néng)源需求(qiú)和(hé)生產情況。通過(guò)數據(jù)分析和(hé)預測，優(yōu)化儲能係(xì)統(tǒng)的能量(liáng)調度(dù)和管(guǎn)理策(cè)略(lüè)，以提高(gāo)係統的(dí)經濟(jì)性和(hé)可(kě)持(chí)續發展(zhǎn)。

　　2.3.5能源交易(yì)

　　分布(bù)式儲(chǔ)能能(néng)量管(guǎn)理係統可以(yǐ)使(shǐ)儲(chǔ)能係統參與能源(yuán)市場(cháng)的能量交(jiāo)易(yì)，即可(kě)根據市(shì)場(cháng)價(jià)格(gé)和需(xū)求，參與電(diàn)力交(jiāo)易(yì)並(bìng)進(jìn)行(háng)能(néng)量買賣(mài)，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟效(xiào)益和能源市場(cháng)的(dí)參與。

　　2.3.6故(gù)障(zhàng)診斷與預(yù)警

　　信(xìn)息(xī)化技術可用於對(duì)係統(tǒng)的(dí)故(gù)障診斷和(hé)預(yù)警，通過實時分(fēn)析(xī)係(xì)統數據，識別(bié)潛在的故障(zhàng)風險(xiǎn)並及時發出(chū)報警(jǐng)。故(gù)障診斷與(yǔ)預警有助(zhù)於(yú)提前采(cǎi)取(qǔ)措施(shī)以(yǐ)防止故障(zhàng)的發生，或及時處理(lǐ)故(gù)障以減少係(xì)統(tǒng)停機(jī)時間。

　　3實施案例

　　分(fēn)布式(shì)儲(chǔ)能技術的出(chū)現為(wéi)新(xīn)能源發展提供強有力的支(zhī)持(chí)，儲(chǔ)能也(yě)在(zài)向(xiàng)著(zhuó)智(zhì)能化集成化的(dí)方向發(fā)展(zhǎn)。在當前的電力(lì)係統(tǒng)中，新(xīn)型儲能(néng)已具備一定(dìng)規模並在不斷(duàn)拓(tuò)展(zhǎn)應用領(lǐng)域(yù)，已(yǐ)成為電(diàn)力係(xì)統規(guī)劃，運行(háng)中的元素(sù)。因(yīn)此(cǐ)，*係統規(guī)劃和加強(qiáng)管理新型(xíng)儲能為目前確保電力係統的(dí)穩定性，可持續(xù)性和(hé)靈(líng)活性的關(guān)鍵(jiàn)任務(wù)，因而(ér)針對信(xìn)息化技(jì)術在(zài)分布式儲能係統控製和管理中的(dí)應(yīng)用案例(lì)進行(háng)詳(xiáng)細(xì)闡述，可(kě)為能(néng)源管理者能(néng)夠(gòu)更好地掌(zhǎng)握儲(chǔ)能係(xì)統的(dí)運(yùn)行情(qíng)況(kuàng)並做(zuò)出(chū)相應的(dí)調整和優化提供方法(fǎ)。

　　目前，江(jiāng)蘇電網(wǎng)中(zhōng)的分布(bù)式儲能(néng)係統累計幾十(shí)餘(yú)處，規模(mó)達到(dào)百(bǎi)兆瓦級(jí)，呈(chéng)現分散接(jiē)入(rù)，無(wú)序自主(zhǔ)運行的(dí)態勢，且呈愈(yù)演(yǎn)愈烈的趨勢，不(bù)僅未(wèi)能(néng)起到(dào)很好(hǎo)的電(diàn)網(wǎng)支撐作(zuò)用，反(fǎn)而(ér)對電(diàn)網造成(chéng)一定程(chéng)度(dù)的衝(chōng)擊,急需(xū)將信息化建(jiàn)設(shè)用於(yú)分(fēn)布式儲(chǔ)能的管(guǎn)理。目(mù)前，該(gāi)分(fēn)布(bù)式儲能(néng)信息(xī)化平(píng)台(tái)係(xì)統已(yǐ)在(zài)張(zhāng)家(jiā)港(gǎng)微電網(wǎng)項(xiàng)目(mù)，上海(hǎi)浦(pǔ)東等地實(shí)際使用(yòng)，並在(zài)實(shí)際使用中根(gēn)據具(jù)體項(xiàng)目情(qíng)況對(duì)係統(tǒng)進行(háng)定(dìng)製(zhì)化業務(wù)功能(néng)上(shàng)的(dí)調(tiáo)整(zhěng)。

　　4Acrel-2000ES儲(chǔ)能(néng)櫃能(néng)量管(guǎn)理(lǐ)係統(tǒng)

　　4.1係(xì)統概述

　　安科瑞儲能能量管理係(xì)統Acrel-2000ES，專門(mén)針(zhēn)對(duì)工商業(yè)儲能櫃，儲能集(jí)裝(zhuāng)箱研發(fā)的一(yī)款(kuǎn)儲(chǔ)能(néng)EMS，具(jù)有*的儲能(néng)監控與(yǔ)管(guǎn)理(lǐ)功能,涵(hán)蓋(gài)了儲能(néng)係統設備(PCS，BMS，電表，消防，空調(tiáo)等)的詳(xiáng)細(xì)信息,實(shí)現了數(shù)據采(cǎi)集(jí)，數據(jù)處(chǔ)理，數(shù)據存儲，數(shù)據查詢(xún)與(yǔ)分析，可視(shì)化(huà)監控(kòng)，報警管理，統(tǒng)計報(bào)表等(děng)功(gōng)能。在高級應用上支(zhī)持(chí)能量調度,具備計(jì)劃曲綫(xiàn)，削(xiāo)峰(fēng)填穀，需(xū)量控(kòng)製，防逆流等(děng)控製功能(néng)。

　　4.2係統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　Acrel-2000ES，可(kě)通(tōng)過直采(cǎi)或(huò)者通過通訊管理或(huò)串(chuàn)口(kǒu)服(fú)務(wù)器將儲能(néng)櫃或(huò)者儲能集(jí)裝箱(xiāng)內(nèi)部(bù)的(dí)設備(bèi)接入係(xì)統。係統(tǒng)結(jié)構如(rú)下：

4.3係統功(gōng)能(néng)

　　4.3.1實時監測

　　係(xì)統(tǒng)人(rén)機(jī)界麵(miàn)友(yǒu)好(hǎo)，能夠顯示(shì)儲(chǔ)能(néng)櫃的(dí)運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測PCS，BMS以及環(huán)境參數(shù)信息，如(rú)電參量(liáng)，溫(wēn)度，濕度等(děng)。實(shí)時(shí)顯示(shì)有關故障，告(gào)警，收益等信(xìn)息(xī)。

4.3.2設(shè)備監控

　　係(xì)統能夠(gòu)實(shí)時(shí)監測PCS，BMS，電(diàn)表，空調(tiáo)，消(xiāo)防(fáng)，除濕機等(děng)設(shè)備的(dí)運行狀(zhuàng)態(tài)及運(yùn)行模式。

　　PCS監控：滿足(zú)儲(chǔ)能(néng)變(biàn)流器的(dí)參數(shù)與限(xiàn)值設(shè)置(zhì)；運(yùn)行(háng)模(mó)式設(shè)置；實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能(néng)變(biàn)流器交(jiāo)直流側電壓，電(diàn)流，功率及充(chōng)放電(diàn)量參(cān)數的(dí)采(cǎi)集與(yǔ)展示(shì)；實(shí)現PCS通訊(xùn)狀態，啟停狀(zhuàng)態，開(kāi)關(guān)狀態，異(yì)常告(gào)警(jǐng)等(děng)狀(zhuàng)態(tài)監測(cè)。

　　BMS監控：滿(mǎn)足電池管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)的(dí)參數(shù)與(yǔ)限值設(shè)置；實(shí)現儲能電(diàn)池(chí)的(dí)電(diàn)芯，電池簇的溫(wēn)度(dù)，電壓，電流的(dí)監測(cè)；實現電池充(chōng)放(fàng)電狀態(tài)，電(diàn)壓，電流(liú)及(jí)溫度異常狀(zhuàng)態(tài)的告警。

　　空(kōng)調監控：滿(mǎn)足(zú)環(huán)境溫度(dù)的監測(cè)，可(kě)根(gēn)據(jù)設置(zhì)的(dí)閾(yù)值(zhí)進(jìn)行空調溫度(dù)的聯(lián)動(dòng)調(tiáo)節(jié)，並(bìng)實時監測(cè)空調的運(yùn)行狀態及溫濕(shī)度數據，以(yǐ)曲(qū)綫形式進行展(zhǎn)示。

　　UPS監控：滿足(zú)UPS的運(yùn)行狀(zhuàng)態(tài)及相關(guān)電(diàn)參量監(jiān)測。

　　4.3.3曲綫(xiàn)報(bào)表

　　係(xì)統(tǒng)能(néng)夠對PCS充放(fàng)電功(gōng)率曲(qū)綫，SOC變(biàn)換曲(qū)綫，及(jí)電(diàn)壓(yā)，電流，溫度(dù)等(děng)歷(lì)史(shǐ)曲綫的(dí)查(chá)詢(xún)與展示。

4.3.4策略配(pèi)置

　　滿足儲能(néng)係統設備(bèi)參數的配(pèi)置，電(diàn)價參(cān)數與時段(duàn)的設(shè)置，控製策略的(dí)選(xuǎn)擇。目(mù)前支持(chí)的(dí)控製策(cè)略(lüè)包(bāo)含(hán)計(jì)劃(huá)曲綫，削(xiāo)峰(fēng)填穀，需量控製等。

4.3.5實時報(bào)警(jǐng)

　　儲能(néng)能(néng)量管(guǎn)理(lǐ)係統(tǒng)具有(yǒu)實(shí)時告警功能(néng)，係(xì)統能夠(gòu)對儲能(néng)充(chōng)放電越(yuè)限(xiàn)，溫度越限(xiàn)，設(shè)備故(gù)障或(huò)通信故(gù)障等事件發(fā)出告警(jǐng)。

　　4.3.6事件(jiàn)查(chá)詢統計

　　儲(chǔ)能(néng)能量(liáng)管(guǎn)理係(xì)統能夠對遙(yáo)信(xìn)變位，溫(wēn)濕(shī)度，電(diàn)壓越限(xiàn)等(děng)事(shì)件(jiàn)記(jì)錄進行存儲和管理，方(fāng)便用(yòng)戶對(duì)係統事件和報(bào)警進行歷史(shǐ)追(zhuī)溯，查詢(xún)統計(jì)，事故分(fēn)析。

4.3.7遙控操作

　　可以通過(guò)每個設備下(xià)麵的紅(hóng)色按鈕對PCS，風機，除(chú)濕機，空(kōng)調(tiáo)控(kòng)製器，照明(míng)等(děng)設備進行相應的控製，但是(shì)當(dāng)設(shè)備未通信上時，控製按鈕(niǔ)會(huì)顯示無效(xiào)狀態(tài)。

4.3.8用(yòng)戶(hù)權限管(guǎn)理(lǐ)

　　儲(chǔ)能能(néng)量(liáng)管理(lǐ)係(xì)統為保障(zhàng)係統安全穩定(dìng)運(yùn)行(háng)，設置(zhì)了(liǎo)用(yòng)戶權限管理(lǐ)功能(néng)。通過(guò)用戶權限管(guǎn)理能夠防(fáng)止(zhǐ)未(wèi)經授(shòu)權的操(cāo)作(zuò)（如遙(yáo)控(kòng)的操(cāo)作(zuò)，數(shù)據庫修(xiū)改(gǎi)等）。可(kě)以定(dìng)義(yì)不同級別用戶的(dí)登(dēng)錄(lù)名，密碼(mǎ)及(jí)操作權限，為係統運行(háng)，維護(hù)，管理提(tí)供(gōng)可靠的(dí)安全(quán)保障(zhàng)。

4.3.9安(ān)科(kē)瑞配套產品

　　5結論

　　(1)信息化技術(shù)在分(fēn)布式(shì)儲(chǔ)能(néng)係(xì)統的(dí)控製和管(guǎn)理中發揮(huī)著重(zhòng)要的作用(yòng)，即分(fēn)布式(shì)儲能係統(tǒng)通(tōng)過(guò)應用信(xìn)息(xī)化技術(shù)可實現更高(gāo)的自動化程(chéng)度(dù)，智能(néng)化(huà)水平和(hé)運維(wéi)效(xiào)率。

　　(2)結(jié)合(hé)分(fēn)布(bù)式儲能(néng)能量管(guǎn)理係統的(dí)需(xū)求，硬件拓(tuò)撲結構，網絡拓撲(pū)結構以及其(qí)信(xìn)息(xī)係(xì)統實現(xiàn)方式(shì)等，通(tōng)過(guò)分(fēn)布(bù)式儲(chǔ)能信息化(huà)總體(tǐ)架構，信息(xī)平(píng)台(tái)接入(rù)係統(tǒng)，主要功能及(jí)平(píng)台界(jiè)麵(miàn)設(shè)計，指出信(xìn)息平(píng)台接入(rù)係統(tǒng)包括(kuò)電池(chí)管理係(xì)統(BMS)，能(néng)量管理係統(EMS)，儲能逆變(biàn)器(PCS)與其他電氣設備在(zài)儲能係(xì)統中均(jūn)發揮不同(tóng)的作(zuò)用，彼此相互(hù)寫作(zuò)，實現對分(fēn)布式(shì)儲(chǔ)能(néng)係統的(dí)監控，優化和(hé)控(kòng)製(zhì)，因而分(fēn)布式儲(chǔ)能信息(xī)化係(xì)統具有較高的可(kě)靠性和(hé)穩定性，能夠(gòu)適(shì)應(yīng)較(jiào)為(wéi)復雜的(dí)工業環境(jìng)。

　　(3)隨著信息化技(jì)術的(dí)廣泛應用，也帶(dài)來(lái)網絡安(ān)全和數據(jù)隱私(sī)等方麵的(dí)巨大挑(tiāo)戰，因(yīn)而(ér)為(wéi)了確保分(fēn)布式儲(chǔ)能(néng)信息(xī)化係統(tǒng)建設的(dí)安(ān)全性(xìng)和數據的機密性，須(xū)對(duì)儲能信息化(huà)係統(tǒng)采取(qǔ)恰當的(dí)安(ān)全措(cuò)施和(hé)隱私(sī)保(bǎo)護(hù)措施(shī)。

　　參(cān)考(kǎo)文獻(xiàn)

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