安科瑞 劉秋霞

摘要：隨著風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的快速發(fā)展，儲(chǔ)能系統(tǒng)在分布式發(fā)電系統(tǒng)中扮演著平衡能源供需、提供持續(xù)可靠電能和調(diào)節(jié)功率波動(dòng)的重要角色，成為分布式發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，因而通過(guò)應(yīng)用信息化技術(shù)以實(shí)現(xiàn)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)更高的自動(dòng)化程度、智能化水平和運(yùn)維效率已成為趨勢(shì)。介紹分布式儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)的需求、硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及其信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式等，并重點(diǎn)闡述分布式儲(chǔ)能信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式中的分布式儲(chǔ)能信息化總體架構(gòu)、信息平臺(tái)接入系統(tǒng)、主要功能及平臺(tái)界面設(shè)計(jì)等。其中，信息平臺(tái)接入系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、儲(chǔ)能逆變器(PCS)以及其他電氣設(shè)備，前三者與其他電氣設(shè)備在儲(chǔ)能系統(tǒng)中均發(fā)揮不同的作用，彼此相互寫(xiě)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的監(jiān)控、優(yōu)化和控制。分布式儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)的主要功能包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作、能量管理與優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)、能源交易以及故障診斷與預(yù)警。分布式儲(chǔ)能信息化系統(tǒng)具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，能夠適應(yīng)較為復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境。但隨著信息化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，也帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)隱私等方面的挑戰(zhàn)。為了確保系統(tǒng)的安全性和數(shù)據(jù)的機(jī)密性，在分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)時(shí)還應(yīng)采取恰當(dāng)?shù)陌踩胧┖碗[私保護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：分布式儲(chǔ)能；信息化技術(shù)；能量管理系統(tǒng)；電池管理系統(tǒng)；儲(chǔ)能逆變器；電氣設(shè)備；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；信息平臺(tái)接入系統(tǒng)

0引言

儲(chǔ)能系統(tǒng)是智能電網(wǎng)系統(tǒng)、可再生能源高占比能源系統(tǒng)、能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分和關(guān)鍵支撐技術(shù)。隨著風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的快速發(fā)展，儲(chǔ)能系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中扮演著平衡能源供需、提供持續(xù)可靠電能和調(diào)節(jié)功率波動(dòng)的重要角色，已成為分布式發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分。儲(chǔ)能系統(tǒng)管理是對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)、有效及綜合的管理，其貫穿儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的各個(gè)階段，有利于實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的高效運(yùn)行和利用。儲(chǔ)能系統(tǒng)管理可以確保儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足電力需求、提高能源利用效率、降低能源成本和減少碳排放等目標(biāo)。

分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)是儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要類(lèi)型，通常由多個(gè)小型儲(chǔ)能設(shè)備組成,包括鋰離子電池儲(chǔ)能設(shè)備、鈉硫電池儲(chǔ)能設(shè)備和液流電池儲(chǔ)能設(shè)備等。即分布式儲(chǔ)能為容量小且普遍靠近于負(fù)荷段的儲(chǔ)能配置形式，其功率一般介于幾千瓦至幾兆瓦之間，持續(xù)放電實(shí)際較短。每個(gè)小型儲(chǔ)能設(shè)備由電池組、逆變器、BMS、儲(chǔ)能控制器、監(jiān)測(cè)和測(cè)量設(shè)備以及傳感器與保護(hù)裝置等組成。小型儲(chǔ)能設(shè)備分布在不同的地點(diǎn)，例如住宅、商業(yè)建筑和工業(yè)廠房等。分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)備分布具有類(lèi)型各異、規(guī)模不同、布置分散、數(shù)量眾多的特點(diǎn)，因此對(duì)于分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)中的儲(chǔ)能設(shè)備的監(jiān)控和管理而言面臨著巨大的挑戰(zhàn)，通過(guò)信息化技術(shù)的利用則可顯著提高效率。

分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的信息化技術(shù)是指利用工業(yè)以太網(wǎng)和CAN總線(xiàn)交互技術(shù)并對(duì)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)中各個(gè)儲(chǔ)能設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),通過(guò)對(duì)電池狀態(tài)、電網(wǎng)連接、充放電、溫度及故障檢測(cè)與報(bào)警等關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線(xiàn)分析，及時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中異常或潛在的問(wèn)題，采取措施進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)，并預(yù)測(cè)可能存在的隱患，為系統(tǒng)運(yùn)行提供更精確的調(diào)整和優(yōu)化。

1分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)信息化管理

1.1管理需求

分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)需求通常包括管理跨區(qū)域的就地儲(chǔ)能系統(tǒng)、不同條件下能量?jī)?chǔ)存與釋放、能量存儲(chǔ)和平衡、峰值削減和負(fù)荷平滑、用戶(hù)用能的相互隔離、支持微電網(wǎng)等，具體需求如下：

(1)管理跨區(qū)域的就地儲(chǔ)能系統(tǒng)；

(2)針對(duì)各地儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)施不同的策略模式，如峰谷模式、需量模式、平滑模式等，即分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在峰值電力需求時(shí)釋放儲(chǔ)存的能量，減輕電網(wǎng)的負(fù)荷壓力，平滑電力需求曲線(xiàn);

(3)具有相關(guān)性的獨(dú)立儲(chǔ)能站可實(shí)現(xiàn)集中虛擬儲(chǔ)能站，統(tǒng)一管理、集中調(diào)配，即分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)可儲(chǔ)存多余的電能，并在需要時(shí)釋放，以平衡供需之間的差異，提供持續(xù)和穩(wěn)定的能源供應(yīng)；

(4)可實(shí)現(xiàn)用戶(hù)間相互隔離，即用戶(hù)在自己的權(quán)限范圍內(nèi)監(jiān)控自己的儲(chǔ)能站；

(5)微電網(wǎng)的支持，即分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)在微電網(wǎng)發(fā)揮關(guān)鍵作用，實(shí)現(xiàn)能源的分散和可再生能源的集成，提供可靠的電力供應(yīng)

1.2能量管理拓?fù)湎到y(tǒng)

分布式儲(chǔ)能的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常以能量管理系統(tǒng)作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心，并通過(guò)與其他設(shè)備的接入而實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制和管理。分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量管理拓?fù)湎到y(tǒng)如圖1所示。

圖1分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量管理拓?fù)湎到y(tǒng)

能量管理拓?fù)湎到y(tǒng)由能量管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、集裝箱內(nèi)相關(guān)設(shè)備組成，分述如下：

(1)能量管理系統(tǒng)。屬于整個(gè)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心，主要用于監(jiān)測(cè)、控制和管理儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行，還可用于接收上級(jí)調(diào)度指令，并將控制指令下發(fā)至儲(chǔ)能逆變器進(jìn)行功率控制。

(2)電池管理系統(tǒng)。用于監(jiān)測(cè)和管理儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電池組，主要在電池堆里涵括電池管理、電池控制單元。

(3)儲(chǔ)能逆變器。用于將儲(chǔ)存的電能轉(zhuǎn)換為交流電能供給用戶(hù)終端或電網(wǎng)，通過(guò)控制信號(hào)調(diào)節(jié)儲(chǔ)能逆變器的功率輸出以調(diào)控儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電過(guò)程，從而滿(mǎn)足用戶(hù)需求或?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度。

(4)集裝箱內(nèi)相關(guān)設(shè)備。除了上述硬件外，還有一些與儲(chǔ)能系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備，如消防、門(mén)禁、水浸等設(shè)備。此類(lèi)設(shè)備可以通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)集裝箱內(nèi)的狀態(tài)，并通過(guò)能量管理系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和報(bào)警，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性和可靠性。

1.3分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的功能

分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)以服務(wù)器為控制核心，實(shí)時(shí)采集儲(chǔ)能電池狀態(tài)、充放電功率、電網(wǎng)電壓和頻率、負(fù)載需求、電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能逆變器、環(huán)境等相關(guān)信息。系統(tǒng)包括以下功能：

(1)安裝消防傳感器、門(mén)禁傳感器、水浸傳感器等，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控可能的火災(zāi)、入侵或漏水事件，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性和可靠性。

(2)儲(chǔ)能云平臺(tái)是1個(gè)集中式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理中心，用于管理、存儲(chǔ)和分析分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理和分析、遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制等功能。

(3)用戶(hù)終端使用分布式云平臺(tái)的如電腦、手機(jī)、平板等終端用戶(hù)設(shè)備，用戶(hù)通過(guò)終端設(shè)備與與云平臺(tái)進(jìn)行交互、訪問(wèn)數(shù)據(jù)、查看分析結(jié)果等。

儲(chǔ)能云平臺(tái)功能示意如圖2所示。

圖2儲(chǔ)能云平臺(tái)功能示意

2儲(chǔ)能信息化系統(tǒng)管理的實(shí)現(xiàn)方式

2.1分布式儲(chǔ)能信息化總體架構(gòu)

分布式儲(chǔ)能信息化架構(gòu)如圖3所示。分布式儲(chǔ)能信息化平臺(tái)的主要功能包括監(jiān)控分布式儲(chǔ)能設(shè)備或系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、執(zhí)行需求響應(yīng)業(yè)務(wù)、管理儲(chǔ)能檔案信息數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。此外，該系統(tǒng)還利用門(mén)戶(hù)系統(tǒng)提供信息訪問(wèn)服務(wù)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要采用平臺(tái)化和模塊化思維，以確保系統(tǒng)具備兼容性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)。

分布式儲(chǔ)能信息化平臺(tái)是由設(shè)備層、通訊層、控制層及平臺(tái)服務(wù)層組合而成，通過(guò)各層級(jí)的組合實(shí)現(xiàn)信息化平臺(tái)的業(yè)務(wù)需求。

設(shè)備層是分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)功能和運(yùn)行的關(guān)鍵部分。各種組成系統(tǒng)的具體設(shè)備和部件包括儲(chǔ)能電站及配套、儲(chǔ)能場(chǎng)站、光儲(chǔ)充電站、以及各儲(chǔ)能電站配到的傳感器、儲(chǔ)能逆變器、換流器、電表等。

通訊層是為了確保系統(tǒng)中的各個(gè)組件能夠相互通信、協(xié)調(diào)工作，并實(shí)現(xiàn)整體的優(yōu)化和管理。通訊層通常包括通訊協(xié)議、數(shù)采儀、控制指令傳遞、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c路由等。

圖3分布式儲(chǔ)能信息化架構(gòu)

微電網(wǎng)控制層是分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)中的核心層級(jí)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和控制各設(shè)備的運(yùn)行，并用于實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的整體調(diào)度和控制。微電網(wǎng)控制層主要實(shí)現(xiàn)能量管理與調(diào)度、頻率和電壓控制、運(yùn)行模式切換、故障監(jiān)測(cè)和管理及數(shù)據(jù)采集與分析。通過(guò)對(duì)能量、頻率、電壓等參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的整體調(diào)度和優(yōu)化。該控制層具備智能化和自適應(yīng)能力，根據(jù)實(shí)際需求和運(yùn)行情況，靈活調(diào)整和控制儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用與系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

平臺(tái)服務(wù)層具有用于提供系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用服務(wù)等功能，具體應(yīng)包括儲(chǔ)能調(diào)度與能量管理、預(yù)測(cè)與優(yōu)化、響應(yīng)市場(chǎng)需求、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和運(yùn)維、用戶(hù)接口與服務(wù)、數(shù)據(jù)安全等。

2.2信息平臺(tái)接入系統(tǒng)

在分布式儲(chǔ)能信息系統(tǒng)中，需要接入電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、儲(chǔ)能逆變器(PCS)以及其他電氣設(shè)備。儲(chǔ)能系統(tǒng)工作模式如圖4所示，電池組將狀態(tài)信息傳遞給BMS,BMS與EMS和PCS進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。EMS根據(jù)優(yōu)化和調(diào)度決策向PCS和BMS發(fā)送控制指令，以完成對(duì)單體電池／電池組的充放電等操作。

圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)工作模式

2.2.1儲(chǔ)能電池管理系統(tǒng)

儲(chǔ)能電池管理系統(tǒng)(BMS)是用于監(jiān)控和管理電池的關(guān)鍵系統(tǒng)，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集電池的電壓、電流和溫度等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。BMS具備能量均衡功能，調(diào)整電池組內(nèi)各電池模塊的狀態(tài)及提高系統(tǒng)的放電時(shí)間。BMS分為電池模塊采集管理系統(tǒng)(BGMS)、節(jié)點(diǎn)電池管理系統(tǒng)2個(gè)主要模塊，前者負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、能量均衡和通信功能，后者主要用于計(jì)算SOC、產(chǎn)生報(bào)警數(shù)據(jù)和控制充放電策略。

通過(guò)優(yōu)化BMS功能和性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的全面監(jiān)控和精確管理，提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析可進(jìn)一步優(yōu)化電池的使用效率和壽命，提升電站的運(yùn)行效果。

2.2.2能量管理系統(tǒng)

能量管理系統(tǒng)(EMS)用于對(duì)能源系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、控制和優(yōu)化，是整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中極為重要的核心，主要包括數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)、能量調(diào)度與優(yōu)化、能源控制與自動(dòng)化、故障診斷與維護(hù)和數(shù)據(jù)分析與決策支持等模塊。EMS的主要目標(biāo)為最大限度地提高能源效率、降低能源消耗和運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)確保能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2.2.3儲(chǔ)能逆變器

儲(chǔ)能逆變器(PCS)為在儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)電能雙向流動(dòng)的核心部件，用作控制電池的充電和放電過(guò)程并進(jìn)行直流的交換。PCS的設(shè)計(jì)和性能對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率、可靠性和穩(wěn)定性至關(guān)重要，在儲(chǔ)能系統(tǒng)中起到能量轉(zhuǎn)換和功率控制的關(guān)鍵作用，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)能高效地存儲(chǔ)和釋放電能，從而滿(mǎn)足電網(wǎng)調(diào)度和負(fù)載需求。

2.3分布式儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)功能

分布式儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)功能主要包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程監(jiān)控與遠(yuǎn)程操作、能量管理與優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)、能源交易、故障診斷與預(yù)警。

2.3.1數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)采集和監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)，如電池輸出功率、儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電狀態(tài)、電池健康狀況等。通過(guò)傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備可獲取系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將其傳輸至數(shù)據(jù)中心或遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)。

2.3.2遠(yuǎn)程監(jiān)控與遠(yuǎn)程操作

相關(guān)運(yùn)維人員可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試和故障處理，即可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作，從而大幅提升運(yùn)維效率和響應(yīng)速度。

2.3.3能量管理與優(yōu)化

分布式儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)通過(guò)分析能源需求和生產(chǎn)情況，實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存的優(yōu)化，提高能量利用效率并降低能源成本。同時(shí)，針對(duì)能量管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和響應(yīng)負(fù)荷的變化，通過(guò)有效的能量調(diào)度以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷平衡。根據(jù)不同時(shí)間段和負(fù)荷需求，靈活調(diào)度分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量輸出，從而滿(mǎn)足供電需求并降低負(fù)荷峰值。

2.3.4數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)

分布式儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和算法模型，預(yù)測(cè)未來(lái)的能源需求和生產(chǎn)情況。通過(guò)數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)，優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量調(diào)度和管理策略，以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)發(fā)展。

2.3.5能源交易

分布式儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)可以使儲(chǔ)能系統(tǒng)參與能源市場(chǎng)的能量交易，即可根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格和需求，參與電力交易并進(jìn)行能量買(mǎi)賣(mài)，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和能源市場(chǎng)的參與。

2.3.6故障診斷與預(yù)警

信息化技術(shù)可用于對(duì)系統(tǒng)的故障診斷和預(yù)警，通過(guò)實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，識(shí)別潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)并及時(shí)發(fā)出報(bào)警。故障診斷與預(yù)警有助于提前采取措施以防止故障的發(fā)生，或及時(shí)處理故障以減少系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間。

3實(shí)施案例

分布式儲(chǔ)能技術(shù)的出現(xiàn)為新能源發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持，儲(chǔ)能也在向著智能化集成化的方向發(fā)展。在當(dāng)前的電力系統(tǒng)中，新型儲(chǔ)能已具備一定規(guī)模并在不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域，已成為電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行中的元素。因此，完善系統(tǒng)規(guī)劃和加強(qiáng)管理新型儲(chǔ)能為目前確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可持續(xù)性和靈活性的關(guān)鍵任務(wù)，因而針對(duì)信息化技術(shù)在分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)控制和管理中的應(yīng)用案例進(jìn)行詳細(xì)闡述，可為能源管理者能夠更好地掌握儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行情況并做出相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化提供方法。

目前，江蘇電網(wǎng)中的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)累計(jì)幾十余處，規(guī)模達(dá)到百兆瓦級(jí)，呈現(xiàn)分散接入、無(wú)序自主運(yùn)行的態(tài)勢(shì)，且呈愈演愈烈的趨勢(shì)，不僅未能起到很好的電網(wǎng)支撐作用，反而對(duì)電網(wǎng)造成一定程度的沖擊,急需將信息化建設(shè)用于分布式儲(chǔ)能的管理。目前，該分布式儲(chǔ)能信息化平臺(tái)系統(tǒng)已在張家港微電網(wǎng)項(xiàng)目、上海浦東等地實(shí)際使用，并在實(shí)際使用中根據(jù)具體項(xiàng)目情況對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定制化業(yè)務(wù)功能上的調(diào)整。

4Acrel-2000ES儲(chǔ)能柜能量管理系統(tǒng)

4.1系統(tǒng)概述

安科瑞儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)Acrel-2000ES，專(zhuān)門(mén)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(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(xiàn)、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

4.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000ES，可通過(guò)直采或者通過(guò)通訊管理或串口服務(wù)器將儲(chǔ)能柜或者儲(chǔ)能集裝箱內(nèi)部的設(shè)備接入系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：

4.3系統(tǒng)功能

4.3.1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。

4.3.2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。

PCS監(jiān)控：滿(mǎn)足儲(chǔ)能變流器的參數(shù)與限值設(shè)置；運(yùn)行模式設(shè)置；實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能變流器交直流側(cè)電壓、電流、功率及充放電量參數(shù)的采集與展示；實(shí)現(xiàn)PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、異常告警等狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

BMS監(jiān)控：滿(mǎn)足電池管理系統(tǒng)的參數(shù)與限值設(shè)置；實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監(jiān)測(cè)；實(shí)現(xiàn)電池充放電狀態(tài)、電壓、電流及溫度異常狀態(tài)的告警。

空調(diào)監(jiān)控：滿(mǎn)足環(huán)境溫度的監(jiān)測(cè)，可根據(jù)設(shè)置的閾值進(jìn)行空調(diào)溫度的聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)及溫濕度數(shù)據(jù)，以曲線(xiàn)形式進(jìn)行展示。

UPS監(jiān)控：滿(mǎn)足UPS的運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)電參量監(jiān)測(cè)。

4.3.3曲線(xiàn)報(bào)表

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

4.3.4策略配置

滿(mǎn)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(xiàn)、削峰填谷、需量控制等。

4.3.5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。

4.3.6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(hù)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。

4.3.7遙控操作

可以通過(guò)每個(gè)設(shè)備下面的紅色按鈕對(duì)PCS、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制器、照明等設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制，但是當(dāng)設(shè)備未通信上時(shí)，控制按鈕會(huì)顯示無(wú)效狀態(tài)。

4.3.8用戶(hù)權(quán)限管理

儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶(hù)權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫(kù)修改等）。可以定義不同級(jí)別用戶(hù)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。

4.3.9安科瑞配套產(chǎn)品

5結(jié)論

(1)信息化技術(shù)在分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制和管理中發(fā)揮著重要的作用，即分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)應(yīng)用信息化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更高的自動(dòng)化程度、智能化水平和運(yùn)維效率。

(2)結(jié)合分布式儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)的需求、硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及其信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式等，通過(guò)分布式儲(chǔ)能信息化總體架構(gòu)、信息平臺(tái)接入系統(tǒng)、主要功能及平臺(tái)界面設(shè)計(jì)，指出信息平臺(tái)接入系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、儲(chǔ)能逆變器(PCS)與其他電氣設(shè)備在儲(chǔ)能系統(tǒng)中均發(fā)揮不同的作用，彼此相互寫(xiě)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的監(jiān)控、優(yōu)化和控制，因而分布式儲(chǔ)能信息化系統(tǒng)具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，能夠適應(yīng)較為復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境。

(3)隨著信息化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，也帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)隱私等方面的巨大挑戰(zhàn)，因而為了確保分布式儲(chǔ)能信息化系統(tǒng)建設(shè)的安全性和數(shù)據(jù)的機(jī)密性，須對(duì)儲(chǔ)能信息化系統(tǒng)采取恰當(dāng)?shù)陌踩胧┖碗[私保護(hù)措施。

參考文獻(xiàn)

[1]馬海偉．電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全管理問(wèn)題研究[J].中國(guó)電力企業(yè)管理，2022(33):42-43.

企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.

[3]徐偲喆．分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用及改進(jìn)[J].電工技術(shù)，2021(5):46-47.

[4]范瑋．信息化技術(shù)在分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)控制和管理中的應(yīng)用[J].煤質(zhì)技術(shù)，2024,39(1):34-40.