淺析儲能柜能量管理系統技術(shù)概述

周文浩

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

引言

儲能柜作為現代能源體系中的重要組成部分，其能量管理系統發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。本文將圍繞儲能柜能量管理系統，從技術(shù)概述、功能特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)與挑戰等方面進(jìn)行淺析。

一、儲能柜概述

儲能柜是一種集成了電池、充電模塊、能量管理系統等關(guān)鍵部件的能源存儲設備。它具有容量大、壽命長(cháng)、安全性高等特點(diǎn)，廣泛應用于新能源發(fā)電、電網(wǎng)調峰、電力儲備、數據中心等領(lǐng)域。儲能柜的核心價(jià)值在于實(shí)現能量的高效存儲與轉換，為我國能源轉型和可持續發(fā)展提供有力支持。

二、儲能柜能量管理系統概述

儲能柜能量管理系統（Energy Management System，簡(jiǎn)稱(chēng)EMS）是儲能柜的核心部分，其主要任務(wù)是對儲能柜內的電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監控、管理和控制，確保電池在最佳狀態(tài)下運行，提高儲能系統的整體性能。

1. 功能特點(diǎn)

儲能柜能量管理系統具有以下功能特點(diǎn)：

（1）實(shí)時(shí)監控：對電池的電壓、電流、溫度等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，確保電池在安全范圍內運行。

（2）充放電控制：根據電網(wǎng)需求、電池狀態(tài)等因素，自動(dòng)調整充放電策略，實(shí)現能量的高效利用。

（3）故障診斷與預警：對電池運行過(guò)程中可能出現的故障進(jìn)行診斷和預警，確保儲能柜的穩定運行。

（4）數據通信：與電網(wǎng)調度中心、監控系統等外部系統進(jìn)行數據交互，實(shí)現信息共享。

2. 關(guān)鍵技術(shù)

儲能柜能量管理系統的關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）電池管理技術(shù)：對電池的充放電過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，延長(cháng)電池壽命，提高電池性能。

（2）能量調度技術(shù)：根據電網(wǎng)需求，對儲能柜的充放電進(jìn)行智能調度，實(shí)現能量的高效利用。

（3）故障診斷與預警技術(shù)：通過(guò)實(shí)時(shí)監測電池狀態(tài)，對可能出現的故障進(jìn)行診斷和預警。

（4）數據通信技術(shù)：實(shí)現儲能柜與外部系統的數據交互，為儲能系統提供實(shí)時(shí)信息。

3. 挑戰與發(fā)展

儲能柜能量管理系統在發(fā)展過(guò)程中面臨著(zhù)以下挑戰：

（1）電池技術(shù)瓶頸：電池的能量密度、壽命、安全性等因素限制了儲能柜的能量管理性能。

（2）系統復雜性：儲能柜能量管理系統涉及多個(gè)學(xué)科的交叉融合，對系統的設計和優(yōu)化提出了更高的要求。

（3）成本控制：降低儲能柜成本，提高經(jīng)濟性是推動(dòng)儲能技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

4.針對以上挑戰，未來(lái)儲能柜能量管理系統的發(fā)展方向主要包括：

（1）電池技術(shù)創(chuàng )新：加大對新型電池材料、結構、工藝等研究力度，提高電池性能。

（2）系統優(yōu)化：通過(guò)智能化、模塊化設計，簡(jiǎn)化系統結構，提高運行效率。

（3）成本控制：采用規?；a(chǎn)、降低原材料成本等手段，降低儲能柜成本。

三、儲能柜能量管理系統的意義

儲能柜能量管理系統是儲能技術(shù)的重要組成部分，對于實(shí)現能源的高效利用、推動(dòng)能源轉型具有重要意義。通過(guò)對儲能柜能量管理系統的概述和淺析，本文旨在為相關(guān)領(lǐng)域的研究和實(shí)踐提供參考。隨著(zhù)電池技術(shù)的不斷創(chuàng )新、系統優(yōu)化和成本控制的不斷推進(jìn)，儲能柜能量管理系統將在未來(lái)能源領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

四、Acrel-2000ES儲能柜能量管理系統

1系統概述

安科瑞儲能能量管理系統Acrel-2000ES，專(zhuān)門(mén)針對工商業(yè)儲能柜、儲能集裝箱研發(fā)的一款儲能EMS，具有完善的儲能監控與管理功能,涵蓋了儲能系統設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息,實(shí)現了數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢(xún)與分析、可視化監控、報警管理、統計報表等功能。在高級應用上支持能量調度,具備計劃曲線(xiàn)、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

2系統結構

Acrel-2000ES，可通過(guò)直采或者通過(guò)通訊管理或串口服務(wù)器將儲能柜或者儲能集裝箱內部的設備接入系統。系統結構如下：

3系統功能

3.1實(shí)時(shí)監測

系統人機界面友好，能夠顯示儲能柜的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測PCS、BMS以及環(huán)境參數信息，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。

3.2設備監控

系統能夠實(shí)時(shí)監測PCS、BMS、電表、空調、消防、除濕機等設備的運行狀態(tài)及運行模式。

PCS監控：滿(mǎn)足儲能變流器的參數與限值設置；運行模式設置；實(shí)現儲能變流器交直流側電壓、電流、功率及充放電量參數的采集與展示；實(shí)現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)監測。

BMS監控：滿(mǎn)足電池管理系統的參數與限值設置；實(shí)現儲能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監測；實(shí)現電池充放電狀態(tài)、電壓、電流及溫度異常狀態(tài)的告警。

空調監控：滿(mǎn)足環(huán)境溫度的監測，可根據設置的閾值進(jìn)行空調溫度的聯(lián)動(dòng)調節，并實(shí)時(shí)監測空調的運行狀態(tài)及溫濕度數據，以曲線(xiàn)形式進(jìn)行展示。

UPS監控：滿(mǎn)足UPS的運行狀態(tài)及相關(guān)電參量監測。

3.3曲線(xiàn)報表

系統能夠對PCS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。

3.4策略配置

滿(mǎn)足儲能系統設備參數的配置、電價(jià)參數與時(shí)段的設置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計劃曲線(xiàn)、削峰填谷、需量控制等。

3.5實(shí)時(shí)報警

儲能能量管理系統具有實(shí)時(shí)告警功能，系統能夠對儲能充放電越限、溫度越限、設備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

3.6事件查詢(xún)統計

儲能能量管理系統能夠對遙信變位，溫濕度、電壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統計、事故分析。

3.7遙控操作

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

3.8用戶(hù)權限管理

儲能能量管理系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶(hù)權限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）?？梢远x不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

3.9安科瑞配套產(chǎn)品

五、結束語(yǔ)

隨著(zhù)能源互聯(lián)網(wǎng)和可再生能源的快速發(fā)展，儲能柜能量管理系統的研究和應用將更加廣泛，為我國能源結構調整和能源互聯(lián)網(wǎng)建設提供有力支持。

參考文獻

[1]       企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版.