摘要

隨著可再生能源和儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，工商業(yè)儲(chǔ)能逐漸成為企業(yè)電站管理的重要組成部分。儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)（EMS）作為儲(chǔ)能設(shè)備的核心控制平臺(tái)，承擔(dān)著能量調(diào)度、數(shù)據(jù)采集與分析、監(jiān)控報(bào)警等關(guān)鍵任務(wù)。本文以安科瑞的Acrel-2000ES儲(chǔ)能柜能量管理系統(tǒng)為例，介紹其在企業(yè)儲(chǔ)能電站中的應(yīng)用優(yōu)勢及實(shí)際價(jià)值。

1. 引言

在能源轉(zhuǎn)型和降本增效的雙重驅(qū)動(dòng)下，企業(yè)電站正大規(guī)模采用儲(chǔ)能設(shè)備。儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)作為儲(chǔ)能設(shè)備的“大腦”，能夠通過控制和智能調(diào)度優(yōu)化電站運(yùn)營效率，實(shí)現(xiàn)峰谷套利、需求響應(yīng)和電力成本優(yōu)化。

2.行業(yè)背景

2022年已并網(wǎng)的儲(chǔ)能項(xiàng)目中,用戶側(cè)并網(wǎng)占比為8.36%,

其中工商業(yè)儲(chǔ)能規(guī)模為占比為98.6%。隨著各省市的峰 谷價(jià)差拉大,部分省市可實(shí)現(xiàn)兩充兩放,工商業(yè)儲(chǔ)能會(huì)更 加具有經(jīng)濟(jì)性,加上限電政策的影響,工商業(yè)儲(chǔ)能將在 2023-2025年逐漸發(fā)展成主要的增長點(diǎn)。

工商業(yè)儲(chǔ)能是用戶側(cè)儲(chǔ)能最主要的應(yīng)用場景之一,當(dāng)前 主要應(yīng)用場景包括峰谷套利、需(容)量管理、應(yīng)急備電、 動(dòng)態(tài)增容及需求側(cè)響應(yīng)。

如何通過工商業(yè)儲(chǔ)能設(shè)備實(shí)現(xiàn)上述功能及安全、可、靠 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，顯然已成為大多儲(chǔ)能集成廠家關(guān)注的重點(diǎn)，而作為儲(chǔ)能設(shè)備的“大腦 ”EMS也成為其中關(guān)鍵的一環(huán)， 市場需求逐年增加。

3. 工商業(yè)儲(chǔ)能電站的特點(diǎn)與需求

根據(jù)市場數(shù)據(jù)，用戶側(cè)儲(chǔ)能在儲(chǔ)能項(xiàng)目中的比例逐年增加，其中工商業(yè)儲(chǔ)能占比高達(dá)98.6%。其主要應(yīng)用場景包括：

峰谷套利：利用電價(jià)差異，在電價(jià)低時(shí)充電、高時(shí)放電，降低企業(yè)用電成本。

需量控制：根據(jù)變壓器容量限制控制儲(chǔ)能設(shè)備充放電功率，降低需量費(fèi)用。

應(yīng)急備電：在電網(wǎng)斷電時(shí)，提供備用電力保障關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行。

動(dòng)態(tài)擴(kuò)容：通過儲(chǔ)能設(shè)備提升企業(yè)用電負(fù)荷能力，降低擴(kuò)容投資成本。

防逆流保護(hù)：避免電網(wǎng)逆功率，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。

4.儲(chǔ)能柜管理難點(diǎn)

儲(chǔ)能柜作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)維過程存在一定的技術(shù)和管理挑戰(zhàn)。以下是儲(chǔ)能柜運(yùn)維中的主要難點(diǎn)及其原因分析：

4.1設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測難度

問題：儲(chǔ)能柜內(nèi)部設(shè)備（如電池組、能量變流器、溫控系統(tǒng)）運(yùn)行狀態(tài)復(fù)雜，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控其電壓、電流、溫度、SOC（電池剩余電量）等參數(shù)。

難點(diǎn)：

數(shù)據(jù)量大且更新頻率高，傳統(tǒng)監(jiān)控手段難以實(shí)時(shí)采集和分析。

不同設(shè)備的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)對(duì)接復(fù)雜。

4.2電池管理與健康狀態(tài)評(píng)估

問題：電池作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心部件，受循環(huán)壽命、充放電速率、溫度等因素影響，其健康狀態(tài)難以評(píng)估。

難點(diǎn)：

電池容量衰減速率難預(yù)測，長時(shí)間運(yùn)行后容易出現(xiàn)性能不一致問題。

電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)需要額外關(guān)注，尤其在高功率充放電時(shí)。

4.3溫控系統(tǒng)的可靠性與能效

問題：儲(chǔ)能柜內(nèi)設(shè)備運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，溫控系統(tǒng)需要保持穩(wěn)定的工作環(huán)境，但同時(shí)需避免過高的能耗。

難點(diǎn)：

溫控設(shè)備故障可能導(dǎo)致儲(chǔ)能柜過熱，影響設(shè)備壽命甚至引發(fā)安全事故。

溫控系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行能耗較高，增加運(yùn)維成本。

4.4通信與數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性

問題：儲(chǔ)能柜的正常運(yùn)維依賴于與能量管理系統(tǒng)（EMS）或上位機(jī)的穩(wěn)定通信，通信中斷或數(shù)據(jù)丟失可能導(dǎo)致運(yùn)行異常。

難點(diǎn)：

通信協(xié)議多樣，設(shè)備兼容性差可能影響系統(tǒng)集成。

在遠(yuǎn)程環(huán)境或復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)容易受到干擾。

4.5安全性保障

問題：儲(chǔ)能柜內(nèi)高壓電路復(fù)雜，存在電氣火災(zāi)、短路、漏電等風(fēng)險(xiǎn)。

難點(diǎn)：

設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)復(fù)雜，故障可能隱蔽且難以預(yù)警。

電氣故障一旦發(fā)生，可能造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失或人員傷害。

4.6運(yùn)維成本控制

問題：儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)維涉及人力、設(shè)備折舊及電力損耗等多項(xiàng)成本，尤其是長時(shí)間運(yùn)行后運(yùn)維負(fù)擔(dān)加重。

難點(diǎn)：

電池更換、維護(hù)費(fèi)用較高。

專業(yè)運(yùn)維人員培訓(xùn)成本較高。

4.7環(huán)境適應(yīng)性

問題：儲(chǔ)能柜通常部署在室外或工業(yè)環(huán)境中，面臨高溫、低溫、高濕度等不利條件。

難點(diǎn)：

極端環(huán)境可能導(dǎo)致設(shè)備故障率升高。

長時(shí)間暴露在惡劣環(huán)境下的設(shè)備易老化。

4.8策略優(yōu)化與動(dòng)態(tài)調(diào)整

問題：儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行需要根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)、負(fù)載需求、天氣變化等調(diào)整策略，優(yōu)化經(jīng)濟(jì)效益。

難點(diǎn)：

策略優(yōu)化需要綜合考慮多種變量，計(jì)算復(fù)雜。

動(dòng)態(tài)調(diào)整可能面臨延遲或執(zhí)行不準(zhǔn)確的問題。

儲(chǔ)能柜的運(yùn)維難點(diǎn)主要集中在設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)通信、電池管理、安全保障等方面。通過部署能量管理系統(tǒng)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，企業(yè)可以顯著提升儲(chǔ)能柜的運(yùn)行效率和安全性，降低運(yùn)維成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益和能源利用效率。

5.儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)

安科瑞儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)Acrel-2000ES，專門針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能柜、儲(chǔ)能集裝箱研發(fā)的一款儲(chǔ)能EMS， 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、防逆流等控制功能。

5.1主要功能

Acrel-2000ES是一款專為工商業(yè)儲(chǔ)能柜與儲(chǔ)能集裝箱設(shè)計(jì)的能量管理系統(tǒng)，其功能包括：

設(shè)備接入與數(shù)據(jù)采集：支持PCS、BMS、電表、消防、溫控等設(shè)備的接入和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。

靈活的控制策略：支持削峰填谷、需量控制、防逆流保護(hù)等多種控制功能，并可根據(jù)用戶需求自定義策略。

多協(xié)議支持：兼容Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 101/104等多種通信協(xié)議，適應(yīng)復(fù)雜工業(yè)環(huán)境。

削峰填谷：根據(jù)分時(shí)電價(jià)設(shè)定充放電功率，優(yōu)化用電成本。

需量控制：實(shí)時(shí)監(jiān)控變壓器負(fù)載，當(dāng)負(fù)載接近設(shè)定值時(shí)調(diào)整儲(chǔ)能策略，避免過載。

防逆流保護(hù)：監(jiān)控逆功率并采取充電或停機(jī)等保護(hù)措施。

數(shù)據(jù)分析與報(bào)表：提供充放電曲線、SOC曲線、能效分析報(bào)表等，支持自定義查詢和導(dǎo)出。

遠(yuǎn)程管理與告警：支持秒級(jí)遙控、緊急停機(jī)和多級(jí)告警聯(lián)動(dòng)，保障系統(tǒng)安全。

5.2系統(tǒng)架構(gòu)與特點(diǎn)

Acrel-2000ES系統(tǒng)支持通過串口、TCP/IP或通訊管理機(jī)接入儲(chǔ)能設(shè)備，構(gòu)建完整的監(jiān)控與調(diào)度網(wǎng)絡(luò)。其架構(gòu)如下：

數(shù)據(jù)采集層：通過RS-485、Modbus等接口連接儲(chǔ)能設(shè)備。

數(shù)據(jù)處理層：對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)和告警分析。

顯示與管理層：通過工業(yè)觸摸屏或遠(yuǎn)程平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化和策略配置。

系統(tǒng)特點(diǎn)

5.3技術(shù)參數(shù)

5.4接入數(shù)量

6.界面展示

6.1主控進(jìn)程

6.2數(shù)據(jù)庫管理

6.3數(shù)據(jù)庫管理

6.4通訊管理

6.5圖形狀態(tài)

6.6人機(jī)界面

6.7 PCS監(jiān)控

6.8 BMS監(jiān)控

7.設(shè)備規(guī)格

結(jié)論

Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)通過智能化的調(diào)度與監(jiān)控，為工商業(yè)儲(chǔ)能電站提供了解決方案。在未來，隨著儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展，EMS系統(tǒng)將進(jìn)一步向智能化、模塊化和多功能方向邁進(jìn)，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳運(yùn)營目標(biāo)。

審核編輯 黃宇