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EMS係統在儲能電站中的應用

更新時間:2024-11-11      瀏覽次數:553

hth下载地址 陳聰

1.概述

大容量電池儲(chu) 能係統在電力係統中的應用已有20多年的曆史,早期主要用於(yu) 孤立電網的調頻、熱備用、調壓和備份等。電池儲(chu) 能係統在新能源並網中的應用,國外也已開展了一定的研究。上世紀90年代末德國在Herne1MW的光伏電站和Bocholt2MW的風電場分別配置了容量為(wei) 1.2MWh的電池儲(chu) 能係統,提供削峰、不中斷供電和改善電能質量功能。從(cong) 2003年開始,日本在Hokkaido30.6MW風電場安裝了6MW/6MWh的全釩液流電池(VRB)儲(chu) 能係統,用於(yu) 平抑輸出功率波動。2009年英國EDF電網將600kW/200kWh鋰離子電池儲(chu) 能係統配置在東(dong) 部一個(ge) 11KV配電網STATCOM中,用於(yu) 潮流和電壓控製,有功和無功控製。

總體(ti) 來說,儲(chu) 能電站(係統)在電網中的應用目的主要考慮“負荷調節、配合新能源接入、彌補線損、功率補償(chang) 、提高電能質量、孤網運行、削峰填穀”等幾大功能應用。比如:削峰填穀,改善電網運行曲線,通俗一點解釋,儲(chu) 能電站就像一個(ge) 儲(chu) 電銀行,可以把用電低穀期富餘(yu) 的電儲(chu) 存起來,在用電高峰的時候再拿出來用,這樣就減少了電能的浪費;此外儲(chu) 能電站還能減少線損,增加線路和設備使用壽命;優(you) 化係統電源布局,改善電能質量。而儲(chu) 能電站的綠色優(you) 勢則主要體(ti) 現在:科學安全,建設周期短;綠色環保,促進環境友好;集約用地,減少資源消耗等方麵。

2.設計標準

GB21966-2008鋰原電池和蓄電池在運輸中的安全要求

GJB4477-2002鋰離子蓄電池組通用規範

QC/T743-2006電動汽車用鋰離子蓄電池

GB/T12325-2008電能質量供電電壓偏差

GB/T12326-2008電能質量電壓波動和閃變

GB/T14549-1993電能質量公用電網諧波

GB/T15543-2008電能質量三相電壓不平衡

GB/T2297-1989太陽光伏能源係統術語

DL/T527-2002靜態繼電保護裝置逆變電源技術條件

GB/T13384-2008 機電產(chan) 品包裝通用技術條件

GB/T14537-1993 量度繼電器和保護裝置的衝(chong) 擊與(yu) 碰撞試驗

GB/T14598.27-2008 量度繼電器和保護裝置*27部分:產(chan) 品安全要求

DL/T478-2001靜態繼電保護及安全自動裝置通用技術條件

GB/T191-2008包裝儲(chu) 運圖示標誌

GB/T2423.1-2008 電工電子產(chan) 品環境試驗*2部分:試驗方法試驗A:低溫

GB/T2423.2-2008 電工電子產(chan) 品環境試驗*2部分:試驗方法試驗B:高溫

GB/T2423.3-2006電工電子產(chan) 品環境試驗*2部分:試驗方法試驗Cab:恒定濕熱試驗

GB/T2423.8-1995 電工電子產(chan) 品環境試驗*2部分:試驗方法試驗Ed:自由跌落

GB/T2423.10-2008電工電子產(chan) 品環境試驗*2部分:試驗方法試驗Fc:振動(正弦)

GB4208-2008 外殼防護等級(IP代碼)

GB/T17626-2006 電磁兼容試驗和測量技術

GB14048.1-2006 低壓開關(guan) 設備和控製設備*1部分:總則

GB7947-2006 人機界麵標誌標識的基本和安全規則導體(ti) 的顏色或數字標識

GB8702-88 電磁輻射防護規定

DL/T5429-2009 電力係統設計技術規程

DL/T5136-2001 火力發電廠、變電所二次接線設計技術規程

DL/T620-1997 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合

DL/T621-1997 交流電氣裝置的接地

GB50217-2007 電力工程電纜設計規範

GB2900.11-1988 蓄電池名詞術語

IEC61427-2005 光伏係統(PVES)用二次電池和蓄電池組一般要求和試驗方法

Q/GDW564-2010儲(chu) 能係統接入配電網技術規定

QC/T743-2006《電動汽車用鋰離子蓄電池》

GB/T18479-2001地麵用光伏(PV)發電係統概述和導則

GB/T19939-2005光伏係統並網技術要求

GB/T20046-2006光伏(PV)係統電網接口特性

GB2894安全標誌(neqISO3864:1984)

GB16179安全標誌使用導則

GB/T178830.2S和0.5S級靜止式交流有功電度表

DL/T448能計量裝置技術管理規定

DL/T614多功能電能表

DL/T645多功能電能表通信協議

DL/T5202電能量計量係統設計技術規程

SJ/T11127光伏(PV)發電係統過電壓保護——導則

IEC61000-4-30電磁兼容*4-30部分試驗和測量技術——電能質量

IEC60364-7-712建築物電氣裝置*7-712部分:

特殊裝置或場所的要求太陽光伏(PV)發電係統

3.儲(chu) 能電站(配合光伏並網發電)方案

3.1係統架構

在本方案中,儲能電站(係統)主要配合光伏並網發電應用,因此,整個係統是包括光伏組件陣列、光伏控製器、電池組、電池管理係統(BMS)、逆變器以及相應的儲能電站聯合控製調度係統等在內的發電係統。

1、光伏組件陣列利用太陽能電池板的光伏效應將光能轉換為(wei) 電能,然後對鋰電池組充電,通過逆變器將直流電轉換為(wei) 交流電對負載進行供電;

2、智能控製器根據日照強度及負載的變化,不斷對蓄電池組的工作狀態進行切換和調節:一方麵把調整後的電能直接送往直流或交流負載。另一方麵把多餘(yu) 的電能送往蓄電池組存儲(chu) 。發電量不能滿足負載需要時,控製器把蓄電池的電能送往負載,保證了整個(ge) 係統工作的連續性和穩定性;

3、並網逆變係統由幾台逆變器組成,把蓄電池中的直流電變成標準的380V市電接入用戶側(ce) 低壓電網或經升壓變壓器送入高壓電網。

4、鋰電池組在係統中同時起到能量調節和平衡負載兩(liang) 大作用。它將光伏發電係統輸出的電能轉化為(wei) 化學能儲(chu) 存起來,以備供電不足時使用。

3.2儲能子係統

3.2.1儲能電池組

(1)電池選型原則

作為(wei) 配合光伏發電接入,實現削峰填穀、負荷補償(chang) ,提高電能質量應用的儲(chu) 能電站,儲(chu) 能電池是非常重要的一個(ge) 部件,須滿足以下要求:

容易實現多方式組合,滿足較高的工作電壓和較大工作電流;

電池容量和性能的可檢測和可診斷,使控製係統可在預知電池容量和性能的情況下實現對電站負荷的調度控製;

高安全性、可靠性:在正常使用情況下,電池正常使用壽命不低於(yu) 15年;在*限情況下,即使發生故障也在受控範圍,不應該發生爆炸、燃燒等危及電站安全運行的故障;

具有良好的快速響應和大倍率充放電能力,一般要求5-10倍的充放電能力;

較高的充放電轉換效率;

易於(yu) 安裝和維護;

具有較好的環境適應性,較寬的工作溫度範圍;

符合環境保護的要求,在電池生產(chan) 、使用、回收過程中不產(chan) 生對環境的破壞和汙染;

(2)主要電池類型比較

表1幾種電池性能比較

 

鈉硫電池

全釩液流電池

磷酸鐵鋰電池

閥控鉛酸電池

現有應用規模等級

100kW~34MW

5kW~6MW

kW~MW

kW~MW

比較適合的應用場合

大規模削峰填穀、平抑可再生能源發電波動

大規模削峰填穀、平抑可再生能源發電波動

可選擇功率型或能量型,適用範圍廣泛

大規模削峰填穀、平抑可再生能源發電波動

安全性

不可過充電;鈉、硫的滲漏,存在潛在安全隱患

安全

需要單體(ti) 監控,安全性能已有較大突破

安全性可接受,但廢舊鉛酸蓄電池嚴(yan) 重汙染土壤和水源

能量密度

100-700Wh/kg

-

120-150Wh/kg

30-50Wh/kg

倍率特性

5-10C

1.5C

5-15C

0.1-1C

轉換效率

>95%

>70%

>95%

>80%

壽命

>2500次

>15000次

>2000次

>300次

成本

23000元/kWh

15000元/kWh

3000元/kWh

700元/kWh

資源和環保

資源豐(feng) 富;存在一定的環境風險

資源豐(feng) 富

資源豐(feng) 富;環境友好

資源豐(feng) 富;存在一定的環境風險

MW級係統占地

150-200平米/MW

800-1500平米/MW

100-150平米/MW(h)

150-200平米MW

關(guan) 注點

安全、一致性、成本

可靠性、成熟性、成本

一致性

一致性、壽命

(3)建議方案

從(cong) 初始投資成本來看,鋰離子電池有較強的競爭(zheng) 力,鈉硫電池和全釩液流電池未形成產(chan) 業(ye) 化,供應渠道受限,較昂貴。從(cong) 運營和維護成本來看,鈉硫需要持續供熱,全釩液流電池需要泵進行流體(ti) 控製,增加了運營成本,而鋰電池幾乎不需要維護。根據國內(nei) 外儲(chu) 能電站應用現狀和電池特點,建議儲(chu) 能電站電池選型主要為(wei) 磷酸鐵鋰電池。

3.2.2電池管理係統(BMS)

(1)電池管理係統的要求

在儲(chu) 能電站中,儲(chu) 能電池往往由幾十串甚至幾百串以上的電池組構成。由於(yu) 電池在生產(chan) 過程和使用過程中,會(hui) 造成電池內(nei) 阻、電壓、容量等參數的不一致。這種差異表現為(wei) 電池組充滿或放完時串聯電芯之間的電壓不相同,或能量的不相同。這種情況會(hui) 導致部分過充,而在放電過程中電壓過低的電芯有可能被過放,從(cong) 而使電池組的離散性明顯增加,使用時更容易發生過充和過放現象,整體(ti) 容量急劇下降,整個(ge) 電池組表現出來的容量為(wei) 電池組中性能*差的電池芯的容量,*終導致電池組提前失效。

因此,對於(yu) 磷酸鐵鋰電池電池組而言,均衡保護電路是須的。當然,鋰電池的電池管理係統不僅(jin) 僅(jin) 是電池的均衡保護,還有更多的要求以保證鋰電池儲(chu) 能係統穩定可靠的運行。

(2)電池管理係統BMS的具體(ti) 功能

1)基本保護功能

單體(ti) 電池電壓均衡功能

此功能是為(wei) 了修正串聯電池組中由於(yu) 電池單體(ti) 自身工藝差異引起的電壓、或能量的離散性,避免個(ge) 別單體(ti) 電池因過充或過放而導致電池性能變差甚至損壞情況的發生,使得所有個(ge) 體(ti) 電池電壓差異都在一定的合理範圍內(nei) 。要求各節電池之間誤差小於(yu) ±30mv。

電池組保護功能

單體(ti) 電池過壓、欠壓、過溫報警,電池組過充、過放、過流報警保護,切斷等。

2)數據采集功能

采集的數據主要有:單體(ti) 電池電壓、單體(ti) 電池溫度(實際為(wei) 每個(ge) 電池模組的溫度)、組端電壓、充放電電流,計算得到蓄電池內(nei) 阻。

通訊接口:采用數字化通訊協議IEC61850。在儲(chu) 能電站係統中,需要和調度監控係統進行通訊,上送數據和執行指令。

3)診斷功能

BMS應具有電池性能的分析診斷功能,能根據實時測量蓄電池模塊電壓、充放電電流、溫度和單體(ti) 電池端電壓、計算得到的電池內(nei) 阻等參數,通過分析診斷模型,得出單體(ti) 電池當前容量或剩餘(yu) 容量(SOC)的診斷,單體(ti) 電池健康狀態(SOH)的診斷、電池組狀態評估,以及在放電時當前狀態下可持續放電時間的估算。根據電動汽車相關(guan) 標準的要求《鋰離子蓄電池總成通用要求》(目前儲(chu) 能電站無相關(guan) 標準),對剩餘(yu) 容量(SOC)的診斷精度為(wei) 5%,對健康狀態(SOH)的診斷精度為(wei) 8%。

4)熱管理

鋰電池模塊在充電過程中,將產(chan) 生大量的熱能,使整個(ge) 電池模塊的溫度上升,因而,BMS應具有熱管理的功能。

5)故障診斷和容錯

若遇異常,BMS應給出故障診斷告警信號,通過監控網絡發送給上層控製係統。

對儲(chu) 能電池組每串電池進行實時監控,通過電壓、電流等參數的監測分析,計算內(nei) 阻及電壓的變化率,以及參考相對溫升等綜合辦法,即時檢查電池組中是否有某些已壞不能再用的或可能很快會(hui) 壞的電池,判斷故障電池及定位,給出告警信號,並對這些電池采取適當處理措施。當故障積累到一定程度,而可能出現或開始出現惡性事故時,給出重要告警信號輸出、並切斷充放電回路母線或者支路電池堆,從(cong) 而避免惡性事故發生。

采用儲(chu) 能電池的容錯技術,如電池旁路或能量轉移等技術,當某一單體(ti) 電池發生故障時,以避免對整組電池運行產(chan) 生影響。

管理係統對係統自身軟硬件具有自檢功能,即使器件損壞,也不會(hui) 影響電池安全。確保不會(hui) 因管理係統故障導致儲(chu) 能係統發生故障,甚至導致電池損壞或發生惡性事故。

6)建議方案

均衡保護技術

建議能量轉移法(儲(chu) 能均衡)。

其它保護技術

對於(yu) 電池的過壓、欠壓、過流等故障情況,采取了切斷回路的方式進行保護。

對瞬間的短路的過流狀態,過流保護的延時時間一般至少要幾百微秒至毫秒,而短路保護的延時時間是微秒級的,幾乎是短路的瞬間就切斷了回路,可以避免短路對電池帶來的巨大損傷(shang) 。

在母線回路中一般采用快速熔斷器,在各個(ge) 電池模塊中,采用高速功率電子器件實現快速切斷。

蓄電池在線容量評估SOC

在測量動態內(nei) 阻和真值電壓等基礎上,利用充電特性與(yu) 放電特性的對應關(guan) 係,采用多種模式分段處理辦法,建立數學分析診斷模型,來測量剩餘(yu) 電量SOC。

分析鋰電池的放電特性,基於(yu) 積分法采用動態更新電池電量的方法,考慮電池自放電現象,對電池的在線電流、電壓、放電時間進行測量;預測和計算電池在不同放電情況下的剩餘(yu) 電量,並根據電池的使用時間和環境溫度對電量預測進行校正,給出剩餘(yu) 電量SOC的預測值。

為(wei) 了解決(jue) 電池電量變化對測量的影響,可采用動態更新電池電量的方法,即使用上一次所放出的電量作為(wei) 本次放電的基準電量,這樣隨著電池的使用,電池電量減小體(ti) 現為(wei) 基準電量的減小;同時基準電量還需要根據外界環境溫度變化進行相應修正。

蓄電池健康狀態評估SOH

對鋰電池整個(ge) 壽命運行曲線充放電特性的對應關(guan) 係分析,進行曲線擬合和比對,得出蓄電池健康狀態評估值SOH,同時根據運行環境對評估值進行修正。

蓄電池組的熱管理

在電池選型和結構設計中應充分考慮熱管理的設計。圓柱形電芯在排布中的透氣孔設計及鋁殼封裝能幫助電芯更好的散熱,可有效防鼓,保證穩定。

BMS含有溫度檢測,對電池的溫度進行監控,如果溫度高於(yu) 保護值將開啟風機強製冷卻,若溫度達到危險值,該電池堆能自動退出運行。

3.3並網控製子係統

本子係統包括儲(chu) 能電站內(nei) 將直流電變換成交流電的設備。用於(yu) 將電能變換成適合於(yu) 電網使用的一種或多種形式的電能的電氣設備。*大功率跟蹤控製器、逆變器和控製器均可屬於(yu) 本子係統的一部分。

(1)大功率PCS拓撲

設計原則

符合大容量電池組電壓等級和功率等級;

結構簡單、可靠穩定,功率損耗低;

能夠靈活進行整流逆變雙向切換運行;

采用常規功率開關(guan) 器件,設計模塊化、標準化;

並網諧波含量低,濾波簡單;

發展現狀

低壓等級(2kV以下)電池組的PCS係統早期一般是采用基於(yu) 多重化技術的多脈波變換器,功率管采用晶閘管或GTO。隨著新型電池技術的出現、功率器件和拓撲技術的發展,較高電壓等級(5kV~6kV)的電池組的PCS係統一般采用多電平技術,功率管采用IGCT或IGBT串聯。

另外一種方案是采用DC/DC+DC/AC兩(liang) 級變換結構,通過DC/DC先將電池組輸出升壓,再通過DC/AC逆變。適合大功率電池應用的DC/DC變換器拓撲主要采用非隔離型雙向Buck/Boost電路,多模塊交錯並聯實現擴容;DC/AC部分主要包括多重化、多電平、交錯並聯等大功率變流技術,以降低並網諧波,簡化並網接口。

建議方案

大容量電池儲(chu) 能係統可采用電壓源型PCS,並聯接入電網,PCS設計成四象限運行,能獨立的進行有功、無功控製。目前電池組電壓等級一般低於(yu) 2kV,大容量電池儲(chu) 能係統具有低壓大電流特點。考慮兩(liang) 級變換結構損耗大,建議采用單級DC/AC變換結構,通過升壓變接入電網。利用多變流器單元並聯技術進行擴容,采用移相載波調製和環流抑*實現單元間的功率均分。結構簡單、易控製、模塊化、容錯性好和效率高。

(2)PCS控製策略

控製要求

高*安全電池充放電;

滿足電網相關(guan) 並網導則;

進行有功、無功獨立調節;

能夠適應電網故障運行。

研究現狀

國內(nei) 外對分布式發電中並網變流器控製策略已經展開了廣泛研究,常采用雙閉環控製,外環根據控製目標的不同,提出了PQ控製、下垂控製、虛擬同步機控製等,內(nei) 環一般采用電流環,提出了自然坐標係、靜止坐標係和同步坐標係下的控製策略。電池儲(chu) 能係統PCS控製除了滿足常規的並網變流器要求,更重要的要滿足電池充放電要求,尤其是電網故障情況下的控製。

建議方案

采用多目標的變流器控製策略,一方麵精*控製充放電過程中的電壓、電流,確保電池組高*、安全充放電;另一方麵根據調度指令,進行有功、無功控製。

低電壓穿越能力強,逆變器對電網電壓應始終工作在恒流工作模式,輸出端壓跟隨市電,可以在很低電壓下運行,甚至在輸出端短路時仍可輸出,此時逆變器保持額定的輸出電流不變。

實現電網故障狀態下電池儲(chu) 能係統緊急控製,以及電網恢複後電池儲(chu) 能係統的重新同步控製。

3.4儲能電站聯合控製調度子係統

常規的儲(chu) 能電站控製係統使用的產(chan) 品來自於(yu) 不同的供應商。幾乎每個(ge) 產(chan) 品供應商都具有一套自己的標準,整個(ge) 儲(chu) 能電站裏運行的規約就可能達到好幾種。於(yu) 是當一個(ge) 儲(chu) 能電站需要將不同廠商的產(chan) 品集成到一個(ge) 係統時,就不得不花很大的代價(jia) 做通信協議轉換裝置,這樣做一方麵增加了係統的複雜性降低了可靠性,另一方麵增加了係統成本和維護的複雜性。因此本方案建議采用基於(yu) IEC61850的係統方案。

IEC61850是關(guan) 於(yu) 變電站自動化係統的通訊網絡和係統的國際標準。製定IEC61850主要目的就是使不同製造廠商的產(chan) 品具有互操作性,使它們(men) 可以方便地集成到一個(ge) 係統中去,能夠在各種自動化係統內(nei) 部準確、快速地交換數據,實現無縫集成和互操作。由於(yu) 聯合發電智能監控係統采用IEC61850協議,所以在儲(chu) 能電站也采用基於(yu) IEC61850的控製係統有利於(yu) 處理並傳(chuan) 送從(cong) 儲(chu) 能電站控製係統到聯合發電智能監控係統各種實時信息。

儲(chu) 能電站控製係統采用模塊化、功能集成的設計思想,分為(wei) 係統層和設備層兩(liang) 層結構,全站監控雙網采用100M光纖以太網作為(wei) 通信網絡,采用星型網絡結構。

係統層配置:

係統層主要實現實時數據采集、與(yu) 聯合發電智能監控係統通信等功能。

實時數據采集

通過子係統的智能組件從(cong) 功率調節係統、電池係統、配電係統獲取數據,這些數據包括電池容量、線路狀態、電流、有功功率、無功功率、功率係數和平均值。

與(yu) 聯合發電智能監控係統通信:

在儲(chu) 能電站和變電站之間鋪設光纖,將儲(chu) 能電站的實時數據、故障信息等上傳(chuan) 到聯合發電智能監控係統;同時接受聯合發電智能監控係統下發的控製命令。

設備層配置:

設備層由電池管理係統(BMS)及其智能組件、能量管理係統(PCS)及其智能組件、配電係統保護測控裝置等。

電池管理係統(BMS)及其智能組件:

電池管理係統(BMS)對整個(ge) 儲(chu) 能係統的安全運行、儲(chu) 能係統控製策略的選擇、充電模式的選擇以及運營成本都有很大的影響。電池管理係統無論是在電池的充電過程還是放電過程,都要可靠的完成電池狀態的實時監控和故障診斷。並通過智能組件將相關(guan) 信息轉化為(wei) IEC61850協議通過光以太網上送到監控係統,以便采用更加合理的控製策略,達到有效且高*使用電池的目的。

能量管理係統(PCS)及其智能組件:

能量管理係統(PCS)實現對電池充放電的控製,滿足儲(chu) 能係統並網要求。研究多目標的變流器控製策略,一方麵精*控製充放電過程中的電壓、電流,確保電池組高*充放電;另一方麵根據調度指令,進行雙向平滑切換運行,實現有功、無功獨立控製。另外,在電網故障條件下,研究多儲(chu) 能PCS單元的協調控製,實現對局部電網的安全運行。智能組件將PCS需要上傳(chuan) 的開關(guan) 量、模擬量、非電量、運行信息等轉換為(wei) IEC61850協議通過以太網上傳(chuan) 給監控係統,同時將監控係統下發的模式切換命令及定值設定轉發給PCS。

配電係統保護測控裝置:

采用數字化保護測控一體(ti) 化裝置,采用直接對常規互感器采樣的方式完成電壓、電流的測量;斷路器、刀閘位置等開關(guan) 量信息通過硬接點直接采集;斷路器的跳合閘通過硬接點直接控製方式完成。具備IEC61850協議的以太網通信方式與(yu) 監控係統相連。

4.儲(chu) 能電站(係統)整體(ti) 發展前景

全球能源緊缺,新興(xing) 能源產(chan) 業(ye) 的發展勢在必行,但風能、太陽能等清潔能源受環境影響較大,功率不穩定,致使傳(chuan) 統電網無法承載,大量能量被浪費。主要原因之一就是:儲(chu) 能技術落後,現有儲(chu) 能電站無法實現功率補償(chang) ,無法滿足功率平滑的需求。可以說,儲(chu) 能電站的發展已成為(wei) 新能源開發的核心之一。

除光伏發電係統外,儲(chu) 能電站也廣泛適用於(yu) 如下場合:

  (1)、負荷波動大的工廠、企業(ye) 、商務中*等;

  (2)、需要具備“黑啟動”功能的發電站;

  (3)、發電質量有波動的風能和潮汐能發電站;

  (4)、需要夜間儲(chu) 存能量以供白天使用的核能、風能等發電設施;

  (5)、因環保原因限製小型火力調峰發電站或其它高汙染發電站發展的區域;

(6)、戶外臨(lin) 時大型負荷中*。

采用磷酸鐵鋰電池這一儲(chu) 能技術為(wei) 核心的儲(chu) 能電站,相比於(yu) 抽水蓄能、壓縮空氣儲(chu) 能等現有儲(chu) 能技術,具有明顯的成本和運行壽命優(you) 勢,經濟效益突出,需求巨大,應用前景廣闊。隨著全球電力需求逐年增長,用電高峰和低穀的負荷差距越來越大,磷酸鐵鋰電池儲(chu) 能電站(係統)作為(wei) 一項新興(xing) 技術,將給電網儲(chu) 能領域帶來革命性的技術更新,具有巨大的社會(hui) 效應和經濟效應。

5.Acrel-2000ES儲(chu) 能能量管理係統

5.1平台概述

hth下载地址Acrel-2000ES儲(chu) 能能量管理係統具有完善的儲(chu) 能監控與(yu) 管理功能,涵蓋了儲(chu) 能係統設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息,實現了數據采集、數據處理、數據存儲(chu) 、數據查詢與(yu) 分析、可視化監控、報警管理、統計報表等功能。在*級應用上支持能量調度,具備計劃曲線、削峰填穀、需量控製、備用電源等控製功能。既可以用於(yu) 儲(chu) 能一體(ti) 櫃,也可以用於(yu) 儲(chu) 能集裝箱,是專(zhuan) 門用於(yu) 設備管理的一套軟件係統平台。

5.2係統結構圖

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5.3係統功能

5.3.1實時監測

係統人機界麵友好,能夠顯示儲(chu) 能櫃的運行狀態,實時監測PCS、BMS以及環境參數信息,如電參量、溫度、濕度等。實時顯示有關(guan) 故障、告警、收益等信息。

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5.3.2設備監控

係統能夠實時監測PCS、BMS、電表、空調、消防、除濕機等設備的運行狀態及運行模式。

PSC數據

PCS數據-電網

PCS數據-交流

PCS數據-直流PCS數據-狀態

PCS監控:滿足儲(chu) 能變流器的參數與(yu) 限值設置;運行模式設置;實現儲(chu) 能變流器交直流側(ce) 電壓、電流、功率及充放電量參數的采集與(yu) 展示;實現PCS通訊狀態、啟停狀態、開關(guan) 狀態、異常告警等狀態監測。

BMS數據BMS數據-電池

BMS監控:滿足電池管理係統的參數與(yu) 限值設置;實現儲(chu) 能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監測;實現電池充放電狀態、電壓、電流及溫度異常狀態的告警。

電表數據空調數據

空調監控:滿足環境溫度的監測,可根據設置的閾值進行空調溫度的聯動調節,並實時監測空調的運行狀態及溫濕度數據,以曲線形式進行展示。

消防照明UPS數據

UPS監控:滿足UPS的運行狀態及相關(guan) 電參量監測。

5.3.3曲線報表

係統能夠對PCS充放電功率曲線、SOC變換曲線、及電壓、電流、溫度等曆史曲線的查詢與(yu) 展示。

曲線報表SOC曲線

5.3.4策略配置

滿足儲(chu) 能係統設備參數的配置、電價(jia) 參數與(yu) 時段的設置、控製策略的選擇。目前支持的控製策略包含計劃曲線、削峰填穀、需量控製等。

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5.3.5實時報警

儲(chu) 能能量管理係統具有實時告警功能,係統能夠對儲(chu) 能充放電越限、溫度越限、設備故障或通信故障等事件發出告警。

5.3.6事件查詢統計

儲(chu) 能能量管理係統能夠對遙信變位,溫濕度、電壓越限等事件記錄進行存儲(chu) 和管理,方便用戶對係統事件和報警進行曆史追溯,查詢統計、事故分析。

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5.3.7遙控操作

可以通過每個(ge) 設備下麵的紅色按鈕對PCS、風機、除濕機、空調控製器、照明等設備進行相應的控製,但是當設備未通信上時,控製按鈕會(hui) 顯示無效狀態。

5.3.8用戶權限管理

儲(chu) 能能量管理係統為(wei) 保障係統安全穩定運行,設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作(如遙控的操作,數據庫修改等)。可以定義(yi) 不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限,為(wei) 係統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

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6相關(guan) 平台部署硬件選型清單

設備

型號

圖片

說明

儲(chu) 能能量管理係統

Acrel-2000ES

實現儲(chu) 能設備的數據采集與(yu) 監控,統計分析、異常告警、優(you) 化控製、數據轉發等;

策略控製:計劃曲線、需量控製、削峰填穀、備用電源等。

觸摸屏電腦

PPX-133L

E:\上海派諾思\平板說明書(shu) \PPX圖紙\133.2-Acrel.png133.2-Acrel

1)承接係統軟件

2)可視化展示:顯示係統運行信息

交流計量表計

DTSD1352

集成電力參量及電能計量及考核管理,提供各類電能數據統計。具有諧波與(yu) 總諧波含量檢測,帶有開關(guan) 量輸入和開關(guan) 量輸出可實現“遙信”和“遙控”功能,並具備報警輸出。帶有RS485 通信接口,可選用MODBUS-RTU或 DL/T645協議。

直流計量表計

DJSF1352

表可測量直流係統中的電壓、電流、功率以及正反向電能等;具有紅外通訊接口和RS-485通訊接口,同時支持Modbus-RTU協議和DLT645協議;可帶繼電器報警輸出和開關(guan) 量輸入功能。

溫度在線監測裝置

ARTM-8

適用於(yu) 多路溫度的測量和控製,支持測量8通道溫度;每一通道溫度測量對應2段報警,繼電器輸出可以任意設置報警方向及報警值。

通訊管理機

ANet-2E8S1

能夠根據不同的采集規約進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據采集匯總;提供規約轉換、透明轉發、數據加密壓縮、數據轉換、邊緣計算等多項功能;實時多任務並行處理數據采集和數據轉發,可多鏈路上送平台據。

串口服務器

Aport

功能:轉換“輔助係統”的狀態數據,反饋到能量管理係統中。1)空調的開關(guan) ,調溫,及完*斷電(二次開關(guan) 實現);2)上傳(chuan) 配電櫃各個(ge) 空開信號;3)上傳(chuan) UPS內(nei) 部電量信息等;4)接入電表、BSMU等設備

遙信模塊

ARTU-KJ8

HG9A9875

1)反饋各個(ge) 設備狀態,將相關(guan) 數據到串口服務器;2)讀消防1/0信號,並轉發給到上層(關(guan) 機、事件上報等);3)采集水浸傳(chuan) 感器信息,並轉發給到上層(水浸信號事件上報);4)讀取門禁程傳(chuan) 感器信息,並轉發給到上層(門禁事件上報)。

參考文獻

  1. 劉鳳.儲(chu) 能電站技術方案設計

  2. hth下载地址企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2022.05版