摘要

本文圍繞工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)展開研究，闡述了其在用戶側(cè)儲(chǔ)能領(lǐng)域的重要地位與發(fā)展趨勢(shì)。隨著峰谷價(jià)差拉大與限電政策影響，工商業(yè)儲(chǔ)能在 2023-2025 年成為儲(chǔ)能行業(yè)主要增長(zhǎng)點(diǎn)。文中詳細(xì)分析了工商業(yè)儲(chǔ)能的峰谷套利、需（容）量管理等核心應(yīng)用場(chǎng)景，深入探討如何借助儲(chǔ)能設(shè)備實(shí)現(xiàn)功能的安全、可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。重點(diǎn)介紹安科瑞儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng) Acrel-2000ES，剖析其功能特性以及對(duì)推動(dòng)工商業(yè)儲(chǔ)能發(fā)展的關(guān)鍵價(jià)值，旨在為相關(guān)企業(yè)和研究人員提供有益參考。

關(guān)鍵詞

工商業(yè)儲(chǔ)能；用戶側(cè)儲(chǔ)能；安科瑞 Acrel-2000ES；能量管理系統(tǒng)

一、引言

在全球能源結(jié)構(gòu)加速轉(zhuǎn)型的大背景下，儲(chǔ)能技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)可再生能源高效利用、提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵支撐，正迎來(lái)快速發(fā)展的黃金時(shí)期。在各類儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景中，用戶側(cè)儲(chǔ)能憑借其靠近用戶端、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為行業(yè)發(fā)展的新焦點(diǎn)。而工商業(yè)儲(chǔ)能作為用戶側(cè)儲(chǔ)能的主要應(yīng)用形式，在 2022 年已并網(wǎng)的儲(chǔ)能項(xiàng)目中，用戶側(cè)并網(wǎng)占比 8.36%，其中工商業(yè)儲(chǔ)能規(guī)模占比高達(dá) 98.6% 。隨著各省市峰谷價(jià)差不斷拉大，部分地區(qū)實(shí)現(xiàn)兩充兩放，工商業(yè)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性愈發(fā)凸顯。加之限電政策的推動(dòng)，工商業(yè)儲(chǔ)能在 2023-2025 年有望成為儲(chǔ)能行業(yè)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)。如何通過儲(chǔ)能設(shè)備實(shí)現(xiàn)工商業(yè)儲(chǔ)能的各項(xiàng)功能，并確保其安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，已成為儲(chǔ)能集成廠家關(guān)注的核心問題。能量管理系統(tǒng)（EMS）作為儲(chǔ)能設(shè)備的 “大腦”，在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用 ，本文將對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)展開深入探討，并介紹安科瑞儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng) Acrel-2000ES 的功能及應(yīng)用價(jià)值。

系統(tǒng)架構(gòu)圖

二、工商業(yè)儲(chǔ)能的發(fā)展背景與趨勢(shì)

2.1 市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張

據(jù)中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《2023 中國(guó)工商業(yè)儲(chǔ)能發(fā)展白皮書》顯示，2023 年全球工商業(yè)儲(chǔ)能新增裝機(jī)量預(yù)計(jì)達(dá)到 1.5GW，2025 年有望增長(zhǎng)到 11.5GW，屆時(shí)全球工商業(yè)儲(chǔ)能的累計(jì)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 190 - 240 億元。在中國(guó)，2023 年 1-6 月，用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目新增裝機(jī)規(guī)模約 138MW，主要類型為工商業(yè)儲(chǔ)能。預(yù)計(jì) 2023 年中國(guó)工商業(yè)儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到 300 - 400MW，到 2025 年，按新型儲(chǔ)能裝機(jī)總量約 70GW 估計(jì)，中國(guó)工商業(yè)儲(chǔ)能裝機(jī)總量約為 3.2GW，約占新型儲(chǔ)能裝機(jī)總量的 4.5%。

2.2 政策與市場(chǎng)雙重驅(qū)動(dòng)

政策導(dǎo)向、用電單位的自我調(diào)節(jié)能力、電價(jià)補(bǔ)貼政策的出臺(tái)以及國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)化改革的持續(xù)推進(jìn)，共同推動(dòng)工商業(yè)儲(chǔ)能的發(fā)展。峰谷價(jià)差的拉大與限電政策的實(shí)施，促使工商業(yè)用戶為降低用電成本、保障生產(chǎn)穩(wěn)定，積極采用儲(chǔ)能系統(tǒng)。在未來(lái) 3 - 5 年，工商業(yè)儲(chǔ)能在我國(guó)將成為主流儲(chǔ)能應(yīng)用模式。

2.3 商業(yè)模式日益豐富

目前，國(guó)內(nèi)工商業(yè)儲(chǔ)能市場(chǎng)形成了合同能源管理、融資租賃 + 合同能源管理、業(yè)主自投資和純租賃四大商業(yè)模式。早期，由于投資成本高和用戶安全擔(dān)憂，合同能源管理和融資租賃模式更受青睞；隨著市場(chǎng)成熟，業(yè)主自投資和純租賃模式將逐漸占據(jù)主導(dǎo)。

三、工商業(yè)儲(chǔ)能的主要應(yīng)用場(chǎng)景

3.1 峰谷套利

峰谷套利是工商業(yè)儲(chǔ)能最常見的應(yīng)用場(chǎng)景。在電價(jià)低谷時(shí)段，儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充電操作，儲(chǔ)存電能；在電價(jià)高峰時(shí)段，儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，滿足工商業(yè)用戶的電力需求，從而降低企業(yè)的用電成本。以工廠園區(qū)為例，這類場(chǎng)所通常是能源消耗大戶，用電需求具有明顯的波動(dòng)性和季節(jié)性。通過智能調(diào)度和管理，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠根據(jù)工廠園區(qū)的實(shí)際用電需求，靈活調(diào)整充放電策略，實(shí)現(xiàn)能源的最大化利用。

3.2 需（容）量管理

需（容）量管理是指通過對(duì)工商業(yè)用戶用電需量或容量的監(jiān)測(cè)與控制，降低用戶的需量電費(fèi)或容量電費(fèi)。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在用戶需量或容量接近限額時(shí)，釋放儲(chǔ)存的電能，避免用戶因超出限額而支付高額費(fèi)用。在數(shù)據(jù)中心等高能耗場(chǎng)所，通過合理配置儲(chǔ)能系統(tǒng)，可有效降低需量或容量電費(fèi)支出。

3.3 應(yīng)急備電

應(yīng)急備電對(duì)于保障工商業(yè)用戶的生產(chǎn)連續(xù)性至關(guān)重要。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障或停電時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠迅速切換為備用電源，為關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備提供電力支持，避免因停電造成的生產(chǎn)中斷和經(jīng)濟(jì)損失。如通信基站、醫(yī)院等對(duì)供電可靠性要求極高的場(chǎng)所，儲(chǔ)能系統(tǒng)作為應(yīng)急備電設(shè)備，可確保通信暢通和醫(yī)療服務(wù)的正常進(jìn)行。

3.4 動(dòng)態(tài)增容

在一些工商業(yè)場(chǎng)所，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，電力需求可能會(huì)超出原有供電容量的限制。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在用電高峰時(shí)提供額外的電力支持，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)增容，幫助企業(yè)避免因擴(kuò)容帶來(lái)的高額投資。對(duì)于商業(yè)綜合體等用電需求復(fù)雜多樣的場(chǎng)所，儲(chǔ)能系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)增容功能能夠有效滿足其用電需求。

3.5 需求側(cè)響應(yīng)

需求側(cè)響應(yīng)是指通過激勵(lì)措施，引導(dǎo)工商業(yè)用戶在電力供需緊張時(shí)調(diào)整用電行為，減少電力需求。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以作為需求側(cè)響應(yīng)的重要手段，在電力供應(yīng)緊張時(shí)，釋放電能，減輕電網(wǎng)負(fù)擔(dān)；在電力供應(yīng)充裕時(shí)，進(jìn)行充電，實(shí)現(xiàn)電力的削峰填谷。在工業(yè)園區(qū)中，儲(chǔ)能系統(tǒng)可參與電網(wǎng)的需求側(cè)響應(yīng)，優(yōu)化能源配置，提升電網(wǎng)運(yùn)行效率。

四、工商業(yè)儲(chǔ)能設(shè)備的安全、可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

4.1 安全運(yùn)行

4.1.1 熱管理系統(tǒng)

熱失控是影響儲(chǔ)能系統(tǒng)安全的關(guān)鍵因素。溫度過高會(huì)導(dǎo)致電芯內(nèi)部材料分解，引發(fā)短路和燃燒爆炸。為避免熱失控，工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)通常配備溫控系統(tǒng)，目前主要技術(shù)路線包括風(fēng)冷和液冷。風(fēng)冷技術(shù)成熟，設(shè)計(jì)與安裝維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單，還具備一定除濕能力，但冷卻效果相對(duì)較弱，占用空間較多。液冷冷卻效率高，調(diào)溫響應(yīng)快、精度高，散熱器體積小，對(duì)空間需求小，但設(shè)計(jì)復(fù)雜，維護(hù)難度較大。隨著電芯單體能量密度不斷增加，對(duì)散熱效率要求越來(lái)越高，液冷將成為市場(chǎng)主流技術(shù)路線。

4.1.2 消防系統(tǒng)

盡管溫控系統(tǒng)能降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)，但不能完全杜絕。因此，工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)還需配備消防系統(tǒng)。消防系統(tǒng)一般由探測(cè)器和自動(dòng)滅火系統(tǒng)組成，探測(cè)器可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，自動(dòng)滅火系統(tǒng)將迅速啟動(dòng)。滅火劑的選擇包括氣體滅火劑、水基滅火劑和氣溶膠滅火劑等，業(yè)內(nèi)常用 “多次氣體噴射” 的加強(qiáng)型配置或 “氣體 + 細(xì)水霧” 的復(fù)合型配置，以防止復(fù)燃。

4.1.3 熱仿真技術(shù)

熱仿真技術(shù)可在不制作實(shí)際產(chǎn)品的前提下，模擬儲(chǔ)能系統(tǒng)在不同運(yùn)行場(chǎng)景下的溫度與散熱情況，提前發(fā)現(xiàn)和解決熱管理方面的問題，優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)在真實(shí)工作環(huán)境下性能穩(wěn)定。

4.2 可靠運(yùn)行

4.2.1 設(shè)備選型與配置

選擇質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定的儲(chǔ)能設(shè)備，是保障儲(chǔ)能系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。同時(shí)，要確保各設(shè)備之間的兼容性，避免因設(shè)備不兼容導(dǎo)致系統(tǒng)故障。

4.2.2 智能監(jiān)控與預(yù)警

通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，如電壓、電流、溫度等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和異常情況，并發(fā)出預(yù)警信號(hào)。智能監(jiān)控系統(tǒng)還可對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，提前采取措施，預(yù)防故障發(fā)生。

4.3 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

4.3.1 優(yōu)化充放電策略

根據(jù)電網(wǎng)的峰谷電價(jià)、用戶的用電需求和儲(chǔ)能系統(tǒng)的狀態(tài)，制定合理的充放電策略，實(shí)現(xiàn)峰谷套利和需（容）量管理，降低用戶的用電成本。同時(shí)，通過參與需求側(cè)響應(yīng)，獲取相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)收益。

4.3.2 降低運(yùn)維成本

采用智能化的運(yùn)維管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備故障，減少人工巡檢和維修成本。此外，通過優(yōu)化設(shè)備配置和運(yùn)行參數(shù)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備更換成本。

五、安科瑞儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng) Acrel-2000ES

5.1 系統(tǒng)概述

安科瑞儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng) Acrel-2000ES 是專門針對(duì)設(shè)備供應(yīng)商、儲(chǔ)能集成商、電池商所生產(chǎn)的工商業(yè)儲(chǔ)能柜、儲(chǔ)能集裝箱研發(fā)的一款儲(chǔ)能 EMS。該系統(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，能夠?qū)崿F(xiàn)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，為用戶提供全方位的儲(chǔ)能系統(tǒng)管理服務(wù)。更多資料請(qǐng)聯(lián)系安科瑞陳芳芳136/119655/14

5.2 系統(tǒng)功能

5.2.1 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控

Acrel-2000ES 能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能系統(tǒng)中 PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防及傳感器等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，如電壓、電流、溫度、濕度等。系統(tǒng)可形成一次接線圖界面，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵位置開關(guān)的可視可控，并顯示整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)架構(gòu)拓?fù)鋱D及基本信息，使用戶能夠直觀了解儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

5.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析

系統(tǒng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與分析能力，不僅能夠?qū)Σ杉降臄?shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，為優(yōu)化能源管理提供數(shù)據(jù)支持，還能生成 PCS 充放電功率曲線、SOC 變換曲線、電壓、電流、溫度等歷史曲線，方便用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中的問題。

5.2.3 故障告警與報(bào)警管理

該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能，一旦儲(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)生，系統(tǒng)將立即發(fā)出告警，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，系統(tǒng)可對(duì)遙信變位、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、查詢統(tǒng)計(jì)和事故分析。

5.2.4 能量調(diào)度與控制

在高級(jí)應(yīng)用方面，Acrel-2000ES 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。系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和算法預(yù)測(cè)電力需求和可再生能源輸出，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，提高能源利用效率。

5.2.5 用戶管理與安全保障

系統(tǒng)可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障，防止未經(jīng)授權(quán)的操作對(duì)系統(tǒng)造成損害。

5.3 系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值

5.3.1 提升儲(chǔ)能系統(tǒng)管理效率

Acrel-2000ES 通過對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備的全面監(jiān)控和管理，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中采集與分析，幫助用戶及時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，快速發(fā)現(xiàn)并解決問題，從而提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的管理效率。

5.3.2 優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行策略

借助系統(tǒng)的能量調(diào)度與控制功能，用戶可根據(jù)實(shí)際需求制定合理的充放電策略，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行，降低用電成本，提高能源利用效率。

5.3.3 保障儲(chǔ)能系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行

系統(tǒng)的故障告警與報(bào)警管理功能以及用戶管理與安全保障機(jī)制，能夠有效預(yù)防和應(yīng)對(duì)各種安全隱患，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

六、結(jié)論

隨著能源轉(zhuǎn)型的深入推進(jìn)，工商業(yè)儲(chǔ)能作為用戶側(cè)儲(chǔ)能的重要應(yīng)用形式，在降低企業(yè)用電成本、保障生產(chǎn)穩(wěn)定、提升電網(wǎng)運(yùn)行效率等方面發(fā)揮著重要作用。通過合理應(yīng)用儲(chǔ)能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)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)等功能，并確保其安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，已成為儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。安科瑞儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng) Acrel-2000ES 憑借其完善的功能和強(qiáng)大的性能，為工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的管理與優(yōu)化提供了有效的解決方案，推動(dòng)了工商業(yè)儲(chǔ)能的發(fā)展。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的持續(xù)成熟，工商業(yè)儲(chǔ)能有望迎來(lái)更廣闊的發(fā)展空間，在全球能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮更大的作用。后續(xù)研究可圍繞儲(chǔ)能技術(shù)的創(chuàng)新、商業(yè)模式的優(yōu)化以及政策支持體系的完善等方向展開，進(jìn)一步推動(dòng)工商業(yè)儲(chǔ)能行業(yè)的健康發(fā)展。

審核編輯 黃宇