安(ān)科瑞(ruì) 陳(chén)聰

摘 要：傳統的(dí)電(diàn)力係(xì)統在發電方麵高度集中(zhōng)，通常(cháng)通(tōng)過輸電網(wǎng)絡(luò)將(jiāng)電力和能(néng)量從大型(xíng)同步發(fā)電(diàn)機和感應(yīng)發電(diàn)機單(dān)向(xiàng)輸(shū)送到(dào)用戶。然而，可再(zài)生(shēng)分布(bù)式(shì)能源(yuán)如(rú)風(fēng)能，光伏(fú)，電(diàn)池(chí)，生物質能(néng)，燃(rán)料電池和微型渦輪(lún)機的出(chū)現，有可能(néng)遏(è)製對(duì)化石能(néng)源發電(diàn)的依(yī)賴(lài)，並(bìng)改變電(diàn)網中能量(liáng)流動(dòng)的單向(xiàng)性。這(zhè)些技術(shù)使(shǐ)實(shí)現本(běn)地電力可靠性(xìng)和可持(chí)續(xù)能源(yuán)利(lì)用成為可(kě)能。當本地(dì)DER單元產(chǎn)生足夠的電(diàn)力(lì)時(shí)，某些地(dì)方(fāng)可以從主電(diàn)網中(zhōng)斷(duàn)開，形(xíng)成一(yī)個具有明(míng)確電氣邊(biān)界(jiè)的相互(hù)連接(jiē)的能(néng)源係(xì)統的自(zì)我(wǒ)可持續(xù)的“微電網”。微(wēi)電(diàn)網具有廣泛的(dí)應(yīng)用前(qián)景。它(tā)可(kě)以作為(wéi)獨立(lì)或並網(wǎng)的供用電係統，為偏(piān)遠(yuǎn)地區，工(gōng)業(yè)園(yuán)區，居民區等各類(lèi)場(cháng)景(jǐng)提(tí)供(gōng)電力供應(yīng)。同時(shí)，微電(diàn)網還可以(yǐ)與(yǔ)大(dà)電(diàn)網進行互(hù)動(dòng)，參(cān)與(yǔ)電力市(shì)場的(dí)交(jiāo)易和(hé)調(tiáo)度，實(shí)現(xiàn)能源的多元化(huà)利(lì)用(yòng)和節能減排(pái)。總之，微電(diàn)網是一種具有重要意義(yì)的(dí)分布式能(néng)源形式(shì)，它能夠實(shí)現電(diàn)力(lì)電量的(dí)自我(wǒ)平衡和優化利(lì)用(yòng)，為未(wèi)來(lái)的(dí)能源(yuán)發展提供新的思(sī)路和方(fāng)向(xiàng)。按照(zhào)運(yùn)行(háng)模式(shì)的(dí)不(bù)同，微(wēi)電網(wǎng)可以分為(wéi)離網(wǎng)型和並網型，並網型微(wēi)電網在正(zhèng)常(cháng)條件(jiàn)下(xià)與主(zhǔ)網並(bìng)網進(jìn)行(háng)能量的雙(shuāng)向(xiàng)交流，一(yī)旦電網(wǎng)的品質或者(zhě)質量(liáng)不(bù)符(fú)合規定，就能及(jí)時(shí)切(qiē)斷主(zhǔ)網，實現(xiàn)自給(gěi)自足(zú)。而離網(wǎng)型(xíng)微電(diàn)網(wǎng)是(shì)完(wán)*獨立的(dí)，不(bù)需要與主網(wǎng)進行(háng)任(rèn)何的(dí)連(lián)接，一般建設在偏(piān)遠的邊境或(huò)者海上的孤(gū)島，滿(mǎn)足當地基礎的(dí)供(gōng)電(diàn)的(dí)需求。

0引言(yán)

微(wēi)電(diàn)網與常規配電網通常(cháng)情況下並網(wǎng)運行，一旦在電(diàn)網中檢測到故障或(huò)電能質(zhì)量(liáng)出現(xiàn)問(wèn)題(tí)時(shí)便會迅速與電(diàn)網(wǎng)斷開(kāi)，轉(zhuǎn)為(wéi)獨(dú)立(lì)運(yùn)行(háng)模(mó)式。微電網(wǎng)通常(cháng)會在係統中配置(zhì)一定容量(liáng)的(dí)儲能裝(zhuāng)置，以應對(duì)模式(shì)切(qiē)換(huàn)過程中(zhōng)可能會(huì)出現(xiàn)的(dí)功(gōng)率缺(quē)額，保(bǎo)證平穩過渡並維持(chí)係(xì)統穩定。由於(yú)外界環境的變化和影響，新能源(yuán)發電常(cháng)常出(chū)現出力(lì)不穩定的情(qíng)況，比如(rú)光伏(fú)發電(diàn)在夜間，風(fēng)力(lì)發電(diàn)無風等(děng)情(qíng)況(kuàng)。為了應(yīng)對這(zhè)種情況(kuàng)，儲能(néng)係統發(fā)揮(huī)重要作用，持(chí)續(xù)向(xiàng)係統中的用(yòng)戶(hù)供電(diàn)，確(què)保電力(lì)供應(yīng)的連(lián)續性(xìng)。除了直接向係(xì)統中(zhōng)的用戶(hù)供電，儲(chǔ)能還(huán)能起(qǐ)到(dào)參與(yǔ)電(diàn)力調(tiáo)峰，改善微電(diàn)網電能質量，提(tí)升微電源性能(néng)等作用。

1微電網中常見儲(chǔ)能類(lèi)型

鑒(jiàn)於微(wēi)電網的(dí)特(tè)點(diǎn)及(jí)不(bù)同儲(chǔ)能(néng)的(dí)作用及原(yuán)理，配置在(zài)微(wēi)電(diàn)網中的(dí)儲(chǔ)能(néng)裝置(zhì)有(yǒu)著(zhuó)獨*的要求：能量(liáng)密(mì)度大(dà)，功率密(mì)度(dù)大(dà)，高(gāo)低溫(wēn)性(xìng)能(néng)良(liáng)好，能(néng)適(shì)應(yīng)一些特殊(shū)環境等(děng)。雖(suī)然(rán)不(bù)是所有種類的儲(chǔ)能設(shè)備都能配(pèi)置(zhì)在微電網中，但儲能(néng)在提高(gāo)微(wēi)電(diàn)網運(yùn)營能力(lì)方(fāng)麵仍然起(qǐ)到重要作(zuò)用(yòng)。本章(zhāng)將介紹在微電網(wǎng)中實(shí)現高(gāo)滲(shèn)透(tòu)和集成(chéng)的集(jí)中種類儲能(néng)的概(gài)述，研(yán)究不同儲能技術(shù)的(dí)特點，分析(xī)各(gè)種(zhǒng)儲能在微(wēi)電(diàn)網中(zhōng)的(dí)作用(yòng)。

1.1機械(xiè)儲(chǔ)能

機(jī)械儲(chǔ)能(néng)按工作原(yuán)理(lǐ)可以分為勢(shì)能和動(dòng)能(néng)兩(liǎng)大類(lèi)。其中勢(shì)能(néng)類包括壓縮(suō)氣(qì)體(tǐ)儲(chǔ)能(néng)，抽(chōu)水(shuǐ)蓄能，動(dòng)能類典型的有(yǒu)飛輪(lún)儲(chǔ)能。機(jī)械儲(chǔ)能(néng)方(fāng)法可(kě)以轉換並儲(chǔ)存來(lái)自(zì)水流(liú)，波浪，潮汐的能(néng)量，在(zài)需(xū)要(yào)時隨時提供(gōng)能(néng)量(liáng)。

1.2飛輪(lún)儲能

飛輪(lún)儲能技術是一(yī)種機械儲(chǔ)能方(fāng)式。旨在有(yǒu)效(xiào)地(dì)存(cún)儲(chǔ)和釋放(fàng)能量以滿足(zú)電力需求。其(qí)基(jī)本(běn)原理(lǐ)是通(tōng)過(guò)高(gāo)速旋(xuán)轉的(dí)飛(fēi)輪(lún)將電能(néng)轉化為(wéi)機械(xiè)能(néng)，實現能量的臨時(shí)儲存(cún)，以備係統(tǒng)在需(xū)要時(shí)快速釋(shì)放。這(zhè)項技(jì)術的起源可(kě)以追溯到(dào)20世(shì)紀50年代，當時人們提(tí)出利(lì)用(yòng)飛(fēi)輪(lún)進行(háng)能量存儲(chǔ)，並(bìng)在電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)領(lǐng)域進(jìn)行(háng)了初步(bù)探(tàn)索。然而(ér)，直到80年(nián)代(dài)，隨(suí)著(zhuó)磁懸浮(fú)技術(shù)，高(gāo)強度碳素(sù)纖維(wéi)以及現代電力(lì)電(diàn)子技術的進步(bù)，飛輪儲(chǔ)能技(jì)術才(cái)

得以真正實現應(yīng)用(yòng)。

現代飛輪儲能係統的(dí)核心(xīn)組件(jiàn)通常(cháng)包(bāo)括一(yī)個巨大的可(kě)旋(xuán)轉圓(yuán)柱體(tǐ)，它通過磁懸(xuán)浮(fú)軸承係(xì)統(tǒng)支撐(chēng)在(zài)定子(zǐ)上。當係統需要存儲(chǔ)能(néng)量時(shí)，電(diàn)動(dòng)機(jī)啟(qǐ)動(dòng)並(bìng)使(shǐ)飛輪快(kuài)速旋(xuán)轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化(huà)為(wéi)機械(xiè)能(néng)，從而實(shí)現(xiàn)能量(liáng)的儲(chǔ)存。而(ér)在電力需求(qiú)增加或(huò)電(diàn)網故障時，飛輪則通過驅動(dòng)發電(diàn)機(jī)將儲存的機械能(néng)轉(zhuǎn)換回電能，通過(guò)電力(lì)電(diàn)子(zǐ)裝(zhuāng)置(zhì)對(duì)輸(shū)出電能(néng)進(jìn)行調(tiáo)節，滿(mǎn)足(zú)負載的(dí)要求。

通過(guò)減少(shǎo)摩(mó)擦造成(chéng)的能(néng)量損失(shī)，可(kě)以提高飛輪儲能的整體(tǐ)效(xiào)率，而(ér)這可以通過在(zài)真空(kōng)中旋轉飛(fēi)輪(lún)或使(shǐ)用(yòng)磁性軸承來實(shí)現(xiàn)。飛輪儲(chǔ)能設(shè)備(bèi)可(kě)以在微電(diàn)網中(zhōng)提供即時有功功率支(zhī)持。它(tā)具(jù)有(yǒu)不直(zhí)接排放溫室(shì)氣體，轉換(huàn)效率(shuài)高，功率密度高(gāo)，壽命長（一般為20年）等諸多優點(diǎn)。近年來飛輪(lún)儲能(néng)設備(bèi)也被(bèi)廣泛配(pèi)置於(yú)各種電(diàn)源。但(dàn)飛輪儲(chǔ)能仍(réng)存在(zài)一(yī)些缺點，例如由(yóu)於摩擦(cā)和空(kōng)氣阻(zǔ)力而損失能(néng)量(liáng)導致(zhì)飛輪儲能(néng)設備自(zì)放電(diàn)率較高(gāo)，每(měi)小(xiǎo)時可達(dá)3%~20%，同時初(chū)始(shǐ)成本也(yě)較(jiào)高。

1.3鉛(qiān)酸(suān)蓄(xù)電(diàn)池儲能(néng)

鉛酸(suān)（PbA）電池是一種常(cháng)見的電化(huà)學儲能設(shè)備，廣(guǎng)泛(fàn)應(yīng)用於(yú)汽車(chē)，不(bù)間斷(duàn)電源，各種儲能(néng)係統中，可以(yǐ)說(shuō)是目(mù)前(qián)應(yīng)用廣泛的儲(chǔ)能係(xì)統(tǒng)。鉛酸蓄電(diàn)池由一(yī)組正極（陽(yáng)極(jí)）和(hé)負(fù)極（陰極(jí)）以及中間的(dí)電(diàn)解液組(zǔ)成。正極(jí)一般采(cǎi)用過氧化(huà)鉛（PbO2），負極(jí)采用純鉛（Pb），電解液是稀(xī)硫(liú)酸(suān)溶液。鉛(qiān)酸蓄電池具有較好的穩定性，能(néng)夠(gòu)適用於(yú)瞬(shùn)時大電流的(dí)需求(qiú)，能夠應用(yòng)於汽車啟動(dòng)。同時還具有較(jiào)低的(dí)製(zhì)造成本，能夠(gòu)大(dà)規模生(shēng)產(chǎn)。但傳統(tǒng)的(dí)鉛(qiān)酸(suān)蓄電池(chí)電池(chí)循環(huán)壽命較短(duǎn)，需定期維護，並(bìng)且電池成(chéng)分中含有有害物質，須謹慎(shèn)處(chǔ)理以防止造(zào)成(chéng)環(huán)境(jìng)汙(wū)染。

1.4鋰離子(zǐ)電(diàn)池儲能

鋰離子電池是(shì)近年(nián)來(lái)興起(qǐ)的(dí)新型(xíng)高(gāo)能量二(èr)次(cì)電(diàn)池(chí)。廣(guǎng)泛(fàn)應(yīng)用於各(gè)種移(yí)動設備，電動(dòng)汽車(chē)和各種儲(chǔ)能係統(tǒng)中(zhōng)。鋰(lǐ)離子電池的(dí)工(gōng)作原理是基(jī)於(yú)鋰離子在(zài)正負(fù)極之間的(dí)移動(dòng)。正(zhèng)極材料通常(cháng)使(shǐ)用鋰(lǐ)鈷氧化(huà)物或鋰(lǐ)鐵磷酸(suān)鹽等(děng)，負極材料通常使用(yòng)石墨。其(qí)具有(yǒu)較高(gāo)能(néng)量(liáng)密度，輕量化，低(dī)自(zì)放電率，無(wú)汙(wū)染的(dí)特點(diǎn)相較於鉛(qiān)酸蓄電(diàn)池(chí)有更大(dà)優(yōu)勢(shì)。鋰(lǐ)的快(kuài)速反(fǎn)應性(xìng)能和(hé)輕(qīng)質的(dí)特性使(shǐ)其(qí)非常適(shì)合製(zhì)造電(diàn)池。但目(mù)前鋰離子(zǐ)電(diàn)池(chí)由(yóu)於(yú)特(tè)殊包(bāo)裝(zhuāng)和(hé)內部(bù)過(guò)充保護(hù)電(diàn)路(lù)造成較(jiào)高(gāo)成本而(ér)無(wú)法大(dà)規模生(shēng)產(chǎn)。物(wù)理損傷(shāng)，電濫用(yòng)（如短(duǎn)路和(hé)過(guò)充）以(yǐ)及暴露(lòu)於高溫下會(huì)導(dǎo)致熱失(shī)控。這些安全(quán)問題和總體成本(běn)是(shì)阻礙(ài)鋰離(lí)子電池在配電(diàn)係統中廣(guǎng)泛使(shǐ)用(yòng)的兩個主要因素(sù)。

2微電(diàn)網(wǎng)的能量管理(lǐ)係統(tǒng)

與(yǔ)傳統(tǒng)的(dí)配電係統相(xiāng)比(bǐ)，微電網關(guān)鍵的特(tè)點(diǎn)是(shì)其連接(jiē)到配電(diàn)係統後(hòu)能(néng)夠(gòu)作為(wéi)一(yī)個(gè)協(xié)調(tiáo)模塊進行控(kòng)製(zhì)和運行(háng)。對(duì)微電(diàn)網各組成(chéng)部(bù)分進行(háng)監測(cè)和(hé)控製是(shì)保證微電網穩定運(yùn)行(háng)的關鍵。對於(yú)直流微(wēi)電網，輸(shū)電(diàn)電壓(yā)需要(yào)進行控(kòng)製，而對於(yú)交流(liú)微電(diàn)網，輸電頻(pín)率(shuài)和(hé)電(diàn)壓都需要(yào)控製。微電(diàn)網的(dí)能量(liáng)管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)應具有一(yī)定(dìng)的(dí)運行目標(biāo)，例(lì)如，應遵循經濟(jì)考慮，應保(bǎo)證計算機服(fú)務(wù)器(qì)和(hé)醫(yī)療(liáo)設備等負載(zǎi)的(dí)不間(jiān)斷運(yùn)行(háng)，斷(duàn)開和(hé)重新連接(jiē)過程(chéng)應(yīng)無縫進行，微(wēi)電網應能夠在一(yī)般故障情況下通過(guò)黑(hēi)啟動。合適的微電(diàn)網(wǎng)能量管(guǎn)理係統可以支(zhī)持(chí)儲(chǔ)能設備，以(yǐ)提高係統的可靠性(xìng)和效率。將儲能(néng)與適當的(dí)能量管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)結合(hé)使用(yòng)可(kě)以提(tí)供(gōng)以下(xià)功(gōng)能(néng)。

1）電(diàn)能(néng)質(zhì)量/可靠(kào)性(xìng)的調節：儲(chǔ)能(néng)設(shè)備可用於控(kòng)製網絡(luò)中(zhōng)供(gōng)電的質量(liáng)，並管理諸如電壓不平(píng)衡(héng)，低功率因數(shù)，電壓/頻(pín)率發生偏移或(huò)供電不足(zú)等問題。

2）旋轉(zhuǎn)備(bèi)用：儲能設備可以在電(diàn)網全(quán)部(bù)斷電的(dí)情況(kuàng)下(xià)提供(gōng)備用電(diàn)源。

3）能量(liáng)轉移(yí)：在供應過(guò)剩(shèng)時期存儲(chǔ)的能量可以轉(zhuǎn)移(yí)到(dào)高需求和價格(gé)高(gāo)的(dí)時(shí)期使用(yòng)。

4）調(tiáo)峰：儲能(néng)可用於在(zài)短期負載峰(fēng)值(zhí)期間(jiān)向微電網供電(diàn)，從而減(jiǎn)少更(gēng)高功(gōng)率(shuài)水平的(dí)峰值需(xū)求(qiú)，降(jiàng)低(dī)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施的總(zǒng)體所需容量(liáng)和峰值(zhí)電(diàn)費(fèi)。

5）套利(lì)：在電(diàn)價較低(dī)時儲能(néng)，在電(diàn)價較高(gāo)時(shí)放(fàng)電(diàn)，是(shì)提高係統效(xiào)率，優化經(jīng)濟效益的(dí)主要(yào)途徑之一(yī)。

6）黑啟(qǐ)動(dòng)：意(yì)外事件(jiàn)可能導致整個(gè)係統(tǒng)或(huò)單個部分的供(gōng)電中斷。在(zài)這(zhè)種情(qíng)況下，儲能(néng)可用於(yú)產生有(yǒu)功功(gōng)率(shuài)，用於激勵配(pèi)電綫路(lù)或作為(wéi)大(dà)型發電(diàn)廠(chǎng)的啟動(dòng)電源(yuán)。微電網所(suǒ)采用(yòng)的控製(zhì)策略直接影(yǐng)響(xiǎng)到係(xì)統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可(kě)行性(xìng)及其優布(bù)局(jú)和規(guī)模。微(wēi)電網可(kě)以(yǐ)以兩種(zhǒng)模(mó)式運行：連接到主電網(wǎng)和孤(gū)立於主(zhǔ)電(diàn)網。當並(bìng)網時(shí)，微(wēi)電網可與主電網(wǎng)交換(huàn)電力，保持(chí)電力穩定。而當處(chǔ)於(yú)孤島模(mó)式時(shí)，沒(méi)有與主(zhǔ)電網(wǎng)的物(wù)理連接，需要儲(chǔ)能(néng)來維(wéi)持電力穩(wěn)定。如上所述，微電網的能(néng)量管(guǎn)理係統(tǒng)的控製(zhì)方法(fǎ)可(kě)以分(fēn)為不同(tóng)的類別(bié)，具有儲能(néng)的微電(diàn)網可(kě)以(yǐ)采用集中式，分(fēn)散式控製(zhì)模式運(yùn)行。

3集(jí)中式控(kòng)製

在(zài)集(jí)中式控(kòng)製(zhì)的結(jié)構中(zhōng)，微(wēi)電(diàn)網(wǎng)能(néng)量管(guǎn)理係統發(fā)揮(huī)著大限度(dù)地提高(gāo)微電網的經(jīng)濟價值(zhí)和(hé)優化其(qí)運(yùn)營的重要作用。能(néng)量管(guǎn)理係統(tǒng)的控製器(qì)接收局部控(kòng)製(zhì)器的反饋，並(bìng)發送微電(diàn)網的所有控製(zhì)信號(hào)。信號(hào)由(yóu)局部(bù)控(kòng)製(zhì)器接收(shōu)，它們(mén)控製(zhì)直(zhí)流微電網中(zhōng)的電(diàn)壓（或(huò)交流(liú)微電網中的電壓(yā)和頻(pín)率(shuài)）並優(yōu)化通過配(pèi)電饋(kuì)綫的(dí)功率(shuài)流。在(zài)並網模(mó)式下(xià)，局(jú)部控(kòng)製器(qì)將服(fú)從控製器的命令，而在(zài)孤(gū)島模(mó)式(shì)下(xià)，它們(mén)有(yǒu)完*的自主(zhǔ)權來執行(háng)自(zì)己的(dí)行動(dòng)。在(zài)這(zhè)種控製方(fāng)法(fǎ)中(zhōng)，分(fēn)布(bù)式發電機組(zǔ)通常有一個所有(yǒu)者(zhě)，他想(xiǎng)要優(yōu)化所有(yǒu)分布式(shì)發電機(jī)組的運行(háng)和經濟標(biāo)準(zhǔn)。在(zài)這裏(lǐ)，控製器的主要(yào)作(zuò)用(yòng)是(shì)根(gēn)據業主(zhǔ)或(huò)微電網(wǎng)管理(lǐ)人員(yuán)預定(dìng)義(yì)的規(guī)則，決定(dìng)需要(yào)從主(zhǔ)電網(wǎng)導(dǎo)入的電(diàn)量，並優化(huà)非(fēi)關鍵(jiàn)負(fù)載(zǎi)在關(guān)鍵條件下的功能(néng)。集(jí)中式控製的(dí)優點是分工(gōng)明確(què)，設(shè)備(bèi)成本(běn)低(dī)，容(róng)易執行(háng)控製整(zhěng)個係統。但隨著(zhuó)分(fēn)布(bù)式(shì)電(diàn)源增(zēng)加(jiā)，會(huì)對(duì)控(kòng)製器(qì)的信息處(chǔ)理能力有(yǒu)較高(gāo)要(yào)求，不容(róng)易拓展應用。

4分(fēn)散式控製

與集中控製結(jié)構(gòu)相比，分(fēn)散控製模式的主要(yào)目(mù)標是大限度地生(shēng)產(chǎn)電力(lì)，以滿(mǎn)足負(fù)荷需求，儲(chǔ)存，向公用電(diàn)網輸出多(duō)餘的(dí)電力。在(zài)這種控(kòng)製模式下(xià)，控(kòng)製(zhì)器(qì)在(zài)控製通信(xìn)中並不起(qǐ)重要作用(yòng)，而是(shì)像局(jú)部(bù)控製器，微(wēi)源(yuán)控製器(qì)這樣(yàng)的(dí)低(dī)層控製(zhì)器(qì)在微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行(háng)中提(tí)供支持。所(suǒ)有微(wēi)源控(kòng)製(zhì)器相(xiāng)互(hù)競爭，以(yǐ)當前市場(cháng)價(jià)格(gé)為(wéi)決定(dìng)因(yīn)素(sù)，通(tōng)過管(guǎn)理(lǐ)運行和維(wéi)護(hù)來(lái)滿(mǎn)足(zú)需(xū)求並(bìng)大(dà)限(xiàn)度地(dì)向(xiàng)電網(wǎng)出口，從而大化(huà)其(qí)產量(liáng)。微源和負(fù)載(zǎi)的自主(zhǔ)性可以使用(yòng)智(zhì)能方法(fǎ)來(lái)處理(lǐ)。當微源和(hé)微負(fù)載(zǎi)具(jù)有不同(tóng)的(dí)所(suǒ)有(yǒu)者和不同(tóng)的目(mù)標(biāo)，且各單(dān)元控製器(qì)的(dí)動作具有(yǒu)一定(dìng)程(chéng)度的智能時，這(zhè)種控製結(jié)構是好的。通過(guò)在係(xì)統中(zhōng)使用(yòng)分散(sàn)式控(kòng)製，減(jiǎn)少(shǎo)控製器計(jì)算(suàn)負擔(dān)，每(měi)個(gè)局(jú)部(bù)控製(zhì)器負責(zé)管理相(xiāng)對(duì)較小的(dí)子係(xì)統(tǒng)，降(jiàng)低整(zhěng)個(gè)係統的(dí)復雜(zá)性。分(fēn)散式控製(zhì)模式使(shǐ)得(dé)分布(bù)式電(diàn)源(yuán)具有(yǒu)更(gēng)高的靈(líng)活(huó)性(xìng)。各個局部(bù)控製(zhì)器可(kě)以更(gēng)迅(xùn)速(sù)地響應局部(bù)變化(huà)，適(shì)應(yīng)不(bù)同的環(huán)境和(hé)工況。即使控製(zhì)器發(fā)生故(gù)障，分散式控製使(shǐ)得(dé)各個局部(bù)控製器能(néng)夠(gòu)獨(dú)立運行，從而(ér)保(bǎo)證整(zhěng)個係統(tǒng)的運(yùn)行穩定(dìng)性。這(zhè)種冗(rǒng)餘(yú)性(xìng)有助於防止(zhǐ)單點(diǎn)故障引(yǐn)起(qǐ)的係(xì)統崩(bēng)潰(kuì)。

5安科(kē)瑞(ruì)Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理(lǐ)係(xì)統概述

5.1概(gài)述

安科瑞(ruì)Acrel-2000ES儲能能量管理(lǐ)係(xì)統，專(zhuān)門針(zhēn)對工(gōng)商(shāng)業儲(chǔ)能(néng)櫃(guì)，儲能集(jí)裝箱研發(fā)的(dí)一款(kuǎn)儲(chǔ)能EMS，具有*的儲(chǔ)能監控與(yǔ)管(guǎn)理功能,涵蓋(gài)了儲能(néng)係(xì)統設備(PCS，BMS，電表，消(xiāo)防(fáng)，空調(tiáo)等)的詳細(xì)信(xìn)息,實現了數(shù)據采集，數據(jù)處(chǔ)理，數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)查(chá)詢(xún)與(yǔ)分(fēn)析(xī)，可(kě)視(shì)化監(jiān)控，報(bào)警管理(lǐ)，統(tǒng)計(jì)報(bào)表(biǎo)等功(gōng)能(néng)。在高(gāo)級(jí)應(yīng)用(yòng)上支持(chí)能(néng)量調(tiáo)度,具備計劃曲綫，削(xiāo)峰填穀，需(xū)量(liáng)控製，防(fáng)逆(nì)流等(děng)控製功(gōng)能(néng)。

5.2係統結構(gòu)

Acrel-2000ES，可(kě)通(tōng)過直采(cǎi)或(huò)者(zhě)通過通訊管理或串(chuàn)口服(fú)務(wù)器(qì)將(jiāng)儲能櫃(guì)或(huò)者(zhě)儲能集裝(zhuāng)箱內部的(dí)設備(bèi)接入係統

5.3接(jiē)入設備(bèi)

Acrel-2000ES，具(jù)備多(duō)種接口(kǒu)，多種協(xié)議(yì)對接(jiē)的(dí)能力，支(zhī)持多種設備(bèi)接(jiē)入。

5.4係統功能

5.4.1實(shí)時(shí)監測

係(xì)統人(rén)機界麵友(yǒu)好(hǎo)，能夠顯示儲能櫃的運行狀態，實時監測 PCS，BMS 以(yǐ)及環(huán)境參(cān)數(shù)信息，如電(diàn)參量，溫(wēn)度，濕(shī)度等(děng)。實時顯示有關(guān)故障，告警(jǐng)，收(shōu)益等信(xìn)息(xī)。

5.4.2設(shè)備監(jiān)控

係統(tǒng)能夠實時監測(cè) PCS，BMS，電表，空(kōng)調，消(xiāo)防，除濕機(jī)等(děng)設(shè)備的(dí)運(yùn)行(háng)狀態及(jí)運行模式(shì)。

PCS 監控：滿(mǎn)足(zú)儲能變流器(qì)的參(cān)數與限(xiàn)值設(shè)置；運行(háng)模(mó)式(shì)設置；實(shí)現儲能變(biàn)流器(qì)交直流(liú)側 電(diàn)壓(yā)，電流，功率及充(chōng)放(fàng)電(diàn)量(liáng)參(cān)數的采(cǎi)集與展(zhǎn)示(shì)；實現(xiàn) PCS 通訊(xùn)狀態(tài)，啟停(tíng)狀(zhuàng)態(tài)，開(kāi)關狀(zhuàng)態(tài)， 異常告警等(děng)狀態(tài)監測(cè)。

BMS 監控：滿(mǎn)足電(diàn)池(chí)管理(lǐ)係(xì)統的參數與(yǔ)限值(zhí)設(shè)置；實(shí)現(xiàn)儲能電池的電(diàn)芯，電池(chí)簇的溫(wēn)度，

電壓，電流(liú)的監測；實現(xiàn)電(diàn)池充(chōng)放電狀態，電壓，電流及(jí)溫(wēn)度異(yì)常狀態(tài)的告警。

空調監控：滿足環境(jìng)溫度的監測，可(kě)根據設置(zhì)的閾值(zhí)進(jìn)行空調(tiáo)溫度的聯動調節，並(bìng)實(shí)時監測(cè)空調的運行狀(zhuàng)態(tài)及溫濕度數(shù)據，以(yǐ)曲綫形(xíng)式進行展示。

UPS 監控(kòng)：滿足 UPS 的運行狀(zhuàng)態(tài)及(jí)相(xiāng)關(guān)電(diàn)參(cān)量監(jiān)測。

5.4.3 曲綫報表(biǎo)

係統能夠對(duì) PCS 充(chōng)放(fàng)電(diàn)功率曲綫，SOC 變換曲(qū)綫，及(jí)電壓，電(diàn)流(liú)，溫度(dù)等(děng)歷(lì)史曲綫(xiàn)的(dí)查詢與(yǔ)展(zhǎn)示(shì)。

5.4.4策略(lüè)配(pèi)置(zhì)

滿足儲能係(xì)統(tǒng)設備(bèi)參(cān)數的(dí)配置(zhì)，電價參數(shù)與時(shí)段(duàn)的設置，控製策(cè)略的(dí)選(xuǎn)擇。目前支持(chí)的(dí)控製(zhì)策(cè)略包含(hán)計(jì)劃曲綫，削(xiāo)峰(fēng)填穀(gǔ)，需量控製等。

5.4.5實時報警(jǐng)

儲(chǔ)能(néng)能量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)係統(tǒng)具(jù)有實時(shí)告警功能(néng)，係(xì)統能(néng)夠對儲(chǔ)能充(chōng)放電越限，溫度越限，設(shè)備(bèi)故障或通信故(gù)障(zhàng)等事件發(fā)出告警(jǐng)。

5.4.6事件查詢(xún)統計

儲(chǔ)能(néng)能(néng)量(liáng)管(guǎn)理係統(tǒng)能夠(gòu)對遙信變位，溫(wēn)濕度，電壓越(yuè)限等事件(jiàn)記錄進(jìn)行存儲和管理，方(fāng)便用戶對係(xì)統事件(jiàn)和報(bào)警進行歷(lì)史追溯，查(chá)詢統(tǒng)計，事故(gù)分(fēn)析(xī)。

5.4.7遙控操(cāo)作(zuò)

可以通(tōng)過(guò)每(měi)個設(shè)備下(xià)麵的紅色按鈕對 PCS，風(fēng)機，除濕機(jī)，空(kōng)調控製器，照(zhào)明等設備(bèi)進行(háng)相(xiāng)應的(dí)控製，但是(shì)當設備未通(tōng)信上(shàng)時，控製按鈕會顯(xiǎn)示(shì)無(wú)效狀(zhuàng)態。

5.4.8用戶權(quán)限管(guǎn)理(lǐ)

儲(chǔ)能(néng)能量管理係統(tǒng)為保障(zhàng)係(xì)統(tǒng)安(ān)全穩定(dìng)運(yùn)行，設(shè)置(zhì)了用(yòng)戶權限管(guǎn)理(lǐ)功能。通過(guò)用戶權(quán)限管理能(néng)夠防止未經授權(quán)的(dí)操(cāo)作（如遙控(kòng)的(dí)操(cāo)作(zuò)，數(shù)據(jù)庫修改(gǎi)等）。可以(yǐ)定義(yì)不(bù)同級(jí)別用(yòng)戶的登錄(lù)名(míng)，密碼(mǎ)及(jí)操(cāo)作(zuò)權限(xiàn)，為係統運(yùn)行(háng)，維(wéi)護，管(guǎn)理提供可靠(kào)的(dí)安全(quán)保障(zhàng)。

5.4.9安科(kē)瑞配(pèi)套(tào)產品

6 結(jié)語(yǔ)

本文研究(jiū)了(liǎo)一種適用於(yú)電動公交車(chē)充電站的預製艙(cāng)式儲(chǔ)能係統。不(bù)同於傳(chuán)統(tǒng)的(dí)儲能(néng)係統，本係(xì)統采(cǎi)用模塊化設計思(sī)路，將(jiāng)主(zhǔ)要(yào)設備(bèi)集成在標(biāo)準集裝箱內(nèi)，具(jù)有占地小，接(jiē)綫簡(jiǎn)單(dān)，便於(yú)運輸(shū)及(jí)安裝(zhuāng)的特點，適用於布(bù)置緊湊，缺(quē)少大(dà)型生(shēng)產綜合用(yòng)房的城市電(diàn)動(dòng)公(gōng)交(jiāo)車充電(diàn)站，具有較(jiào)好(hǎo)的應(yīng)用推廣前(qián)景(jǐng)。除儲(chǔ)能單(dān)元，變流單元等(děng)一次(cì)設(shè)備(bèi)外(wài)，預(yù)製艙式(shì)儲能係統同(tóng)時集成了智能(néng)控製(zhì)屏櫃，對整體係統(tǒng)的運行(háng)環境，控製(zhì)策略(lüè)，安(ān)防(fáng)等(děng)方麵進行集中監控，保障了預(yù)製艙式儲(chǔ)能(néng)係(xì)統(tǒng)安全高效運(yùn)行。

參(cān)考文(wén)獻(xiàn)

1. 王又佳，蔣(jiǎng)雨哲(zhé).微(wēi)電網(wǎng)中(zhōng)儲(chǔ)能與(yǔ)能量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統應用

[2] 安科瑞企(qǐ)業(yè)微電(diàn)網(wǎng)設計與應用手(shǒu)冊2022.5版(bǎn).