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(xiàn)代能源體系中的重要組成部分，其能量管理系統(tǒng)發(fā)揮著至關重要的作用。本文將圍繞儲能柜能量管理系統(tǒng)，從技術概述、功能特點、關鍵技術與挑戰(zhàn)等方面進行淺析。
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(tǒng)等關鍵部件的能源存儲設備。它具有容量大、壽命長、安全性高等特點，廣泛應用于新能源發(fā)電、電網調峰、電力儲備、數(shù)據(jù)中心等領域。儲能柜的核心價值在于實現(xiàn)能量的高效存儲與轉換，為我國能源轉型和可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。
二、儲能柜能量管理系統(tǒng)概述
儲能柜能量管理系統(tǒng)（Energy Management System，簡稱EMS）是儲能柜的核心部分，其主要任務是對儲能柜內的電池進行實時監(jiān)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(tǒng)的整體性能。
1. 功能特點
儲能柜能量管理系統(tǒng)具有以下功能特點：
（1）實時監(jiān)控：對電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)進行實時監(jiān)測，確保電池在安全范圍內運行。
（2）充放電控制：根據(jù)電網需求、電池狀態(tài)等因素，自動調整充放電策略，實現(xiàn)能量的高效利用。
（3）故障診斷與預警：對電池運行過程中可能出現(xiàn)的故障進行診斷和預警，確保儲能柜的穩(wěn)定運行。
（4）數(shù)據(jù)通信：與電網調度中心、監(jiān)控系統(tǒng)等外部系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)信息共享。
2. 關鍵技術
儲能柜能量管理系統(tǒng)的關鍵技術主要包括以下幾個方面：
（1）電池管理技術：對電池的充放電過程進行優(yōu)化，延長電池壽命，提高電池性能。
（2）能量調度技術：根據(jù)電網需求，對儲能柜的充放電進行智能調度，實現(xiàn)能量的高效利用。
（3）故障診斷與預警技術：通過實時監(jiān)測電池狀態(tài)，對可能出現(xiàn)的故障進行診斷和預警。
（4）數(shù)據(jù)通信技術：實現(xiàn)儲能柜與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，為儲能系統(tǒng)提供實時信息。
3. 挑戰(zhàn)與發(fā)展
儲能柜能量管理系統(tǒng)在發(fā)展過程中面臨著以下挑戰(zhàn)：
（1）電池技術瓶頸：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(tǒng)復雜性：儲能柜能量管理系統(tǒng)涉及多個學科的交叉融合，對系統(tǒng)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，提高經濟性是推動儲能技術發(fā)展的關鍵因素。
4.針對以上挑戰(zhàn)，未來儲能柜能量管理系統(tǒng)的發(fā)展方向主要包括：
（1）電池技術創(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(tǒng)優(yōu)化：通過智能化、模塊化設計，簡化系統(tǒng)結構，提高運行效率。
（3）成本控制：采用規(guī)?；a、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(tǒng)的意義
儲能柜能量管理系統(tǒng)是儲能技術的重要組成部分，對于實現(xiàn)能源的高效利用、推動能源轉型具有重要意義。通過對儲能柜能量管理系統(tǒng)的概述和淺析，本文旨在為相關領域的研究和實踐提供參考。隨著電池技術的不斷創(chuàng)新、系統(tǒng)優(yōu)化和成本控制的不斷推進，儲能柜能量管理系統(tǒng)將在未來能源領域發(fā)揮更加重要的作用。
四、Acrel-2000ES儲能柜能量管理系統(tǒng)
1系統(tǒng)概述
安科瑞儲能能量管理系統(tǒng)Acrel-2000ES，專門針對工商業(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(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲能系統(tǒng)設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)計報表等功能。在高級應用上支持能量調度,具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。
2系統(tǒng)結構
Acrel-2000ES，可通過直采或者通過通訊管理或串口服務器將儲能柜或者儲能集裝箱內部的設備接入系統(tǒng)。系統(tǒng)結構如下：
3.1實時監(jiān)測
系統(tǒng)人機界面友好，能夠顯示儲能柜的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測PCS、BMS以及環(huán)境參數(shù)信息，如電參量、溫度、濕度等。實時顯示有關故障、告警、收益等信息。
3.2設備監(jiān)控
系統(tǒng)能夠實時監(jiān)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(jiān)控：滿足儲能變流器的參數(shù)與限值設置；運行模式設置；實現(xiàn)儲能變流器交直流側電壓、電流、功率及充放電量參數(shù)的采集與展示；實現(xiàn)PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開關狀態(tài)、異常告警等狀態(tài)監(jiān)測。
BMS監(jiān)控：滿足電池管理系統(tǒng)的參數(shù)與限值設置；實現(xiàn)儲能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監(jiān)測；實現(xiàn)電池充放電狀態(tài)、電壓、電流及溫度異常狀態(tài)的告警。
空調監(jiān)控：滿足環(huán)境溫度的監(jiān)測，可根據(jù)設置的閾值進行空調溫度的聯(lián)動調節(jié)，并實時監(jiān)測空調的運行狀態(tài)及溫濕度數(shù)據(jù)，以曲線形式進行展示。
UPS監(jiān)控：滿足UPS的運行狀態(tài)及相關電參量監(jiān)測。
3.3曲線報表
系統(tǒng)能夠對PCS充放電功率曲線、SOC變換曲線、及電壓、電流、溫度等歷史曲線的查詢與展示。
滿足儲能系統(tǒng)設備參數(shù)的配置、電價參數(shù)與時段的設置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制等。
儲能能量管理系統(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)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事件查詢統(tǒng)計
儲能能量管理系統(tǒng)能夠對遙信變位，溫濕度、電壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。
可以通過每個設備下面的紅色按鈕對PCS、風機、除濕機、空調控制器、照明等設備進行相應的控制，但是當設備未通信上時，控制按鈕會顯示無效狀態(tài)。
3.8用戶權限管理
儲能能量管理系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)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(shù)據(jù)庫修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
3.9安科瑞配套產品
序號 | 設備 | 型號 | 圖片 | 說明 |
1 | 儲能能量管理系統(tǒng) | Acrel-2000ES |
| 實現(xiàn)儲能設備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，統(tǒng)計分析、異常告警、優(yōu)化控制、數(shù)據(jù)轉發(fā)等； 策略控制:計劃曲線、需量控制、削峰填谷、備用電源等。 |
2 | 觸摸屏電腦 | PPX-133L |
| 1)承接系統(tǒng)軟件 2)可視化展示:顯示系統(tǒng)運行信息 |
3 | 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(shù)據(jù)統(tǒng)計。具有諧波與總諧波含量檢測，帶有開關量輸入和開關量輸出可實現(xiàn)“遙信"和“遙控"功能，并具備報警輸出。帶有RS485 通信接口，可選用MODBUS-RTU或 DL/T645協(xié)議。 |
4 | 直流計量表計 | DJSF1352 |
| 表可測量直流系統(tǒng)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(xié)議和DLT645協(xié)議;可帶繼電器報警輸出和開關量輸入功能。 |
5 | 溫度在線監(jiān)測裝置 | ARTM-8 |
| 適用于多路溫度的測量和控制，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。 |
6 | 通訊管理機 | ANet-2E8S1 |
| 能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數(shù)據(jù)采集匯總；提供規(guī)約轉換、透明轉發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉換、邊緣計算等多項功能；實時多任務并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉發(fā)，可多鏈路上送平臺據(jù)。 |
7 | 串口服務器 | Aport |
| 功能:轉換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù)，反饋到能量管理系統(tǒng)中。1)空調的開關，調溫，及斷電(二次開關實現(xiàn))；2)上傳配電柜各個空開信號；3)上傳UPS內部電量信息等；4)接入電表、BSMU等設備 |
8 | 遙信模塊 | ARTU-KJ8 |
| 1)反饋各個設備狀態(tài)，將相關數(shù)據(jù)到串口服務器；2)讀消防1/0信號，并轉發(fā)給到上層(關機、事件上報等)；3)采集水浸傳感器信息，并轉發(fā)給到上層(水浸信號事件上報)；4)讀取門禁程傳感器信息，并轉發(fā)給到上層(門禁事件上報)。 |
五、結束語
隨著能源互聯(lián)網和可再生能源的快速發(fā)展，儲能柜能量管理系統(tǒng)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)網建設提供有力支持。
參考文獻
[1] 企業(yè)微電網設計與應用手冊2022.05版.
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