安(ān)科瑞(ruì) 陳(chén)聰

引言

儲能櫃(guì)作為現代能源(yuán)體(tǐ)係中的(dí)重(zhòng)要組(zǔ)成(chéng)部分(fēn)，其(qí)能量(liáng)管理(lǐ)係統(tǒng)發(fā)揮著(zhuó)至關(guān)重要的(dí)作(zuò)用(yòng)。本文將圍繞(rào)儲能櫃(guì)能(néng)量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統(tǒng)，從(cóng)技術(shù)概述，功能(néng)特點，關鍵(jiàn)技術與挑戰(zhàn)等方(fāng)麵進行淺析(xī)。

一(yī)，儲能櫃概述

儲能(néng)櫃是一種集成(chéng)了(liǎo)電(diàn)池，充電(diàn)模(mó)塊(kuài)，能量管理係(xì)統等關(guān)鍵(jiàn)部(bù)件的(dí)能源存儲(chǔ)設(shè)備。它(tā)具有容量大(dà)，壽(shòu)命長，安(ān)全性高(gāo)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用(yòng)於(yú)新(xīn)能源(yuán)發電，電網(wǎng)調峰，電力(lì)儲備(bèi)，數(shù)據*心(xīn)等領域。儲能(néng)櫃(guì)的(dí)核心價值(zhí)在於實(shí)現能量的*效存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換，為我國(guó)能源轉型和(hé)可持續發(fā)展(zhǎn)提供有力支持(chí)。

二(èr)，儲(chǔ)能櫃能量(liáng)管理(lǐ)係統概述(shù)

儲能櫃能量管理係統(tǒng)（Energy Management System，簡稱(chēng)EMS）是儲能櫃的核心部分，其主(zhǔ)要(yào)任務(wù)是對(duì)儲(chǔ)能櫃內(nèi)的(dí)電池(chí)進(jìn)行實時監控，管理和控製，確(què)保(bǎo)電池(chí)在*佳狀態下運(yùn)行，提高(gāo)儲能係統(tǒng)的整體(tǐ)性能(néng)。

1. 功(gōng)能(néng)特(tè)點(diǎn)

儲能櫃能量管(guǎn)理係(xì)統具有以(yǐ)下功(gōng)能特點：

（1）實時(shí)監控：對電(diàn)池(chí)的電(diàn)壓(yā)，電流，溫(wēn)度(dù)等參(cān)數進行實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保電池(chí)在(zài)安全範(fàn)圍(wéi)內(nèi)運行。

（2）充放電控(kòng)製：根(gēn)據(jù)電網需求，電(diàn)池狀態(tài)等因(yīn)素，自動調整充(chōng)放(fàng)電(diàn)策略，實(shí)現(xiàn)能量的*效利(lì)用。

（3）故障診斷(duàn)與預(yù)警：對(duì)電(diàn)池(chí)運行過程中(zhōng)可能(néng)出現的故(gù)障進行(háng)診(zhěn)斷(duàn)和預警，確保(bǎo)儲能櫃(guì)的穩(wěn)定(dìng)運(yùn)行(háng)。

（4）數據(jù)通信(xìn)：與電網(wǎng)調(tiáo)度*心，監控(kòng)係統等(děng)外部係(xì)統(tǒng)進行數(shù)據交互，實現信息共享(xiǎng)。

2. 關鍵(jiàn)技術(shù)

儲(chǔ)能(néng)櫃(guì)能量管理係統的(dí)關鍵技術主(zhǔ)要包(bāo)括以(yǐ)下(xià)幾(jī)個方麵：

（1）電(diàn)池管理技術：對(duì)電池(chí)的(dí)充放電(diàn)過程進(jìn)行優(yōu)化，延長(cháng)電(diàn)池壽命，提(tí)高(gāo)電池(chí)性能。

（2）能(néng)量調度(dù)技術：根據(jù)電網(wǎng)需(xū)求(qiú)，對儲(chǔ)能(néng)櫃的充放電(diàn)進(jìn)行(háng)智能調度，實現(xiàn)能(néng)量(liáng)的*效利用。

（3）故障(zhàng)診(zhěn)斷(duàn)與預(yù)警技術：通過(guò)實時(shí)監測(cè)電池狀態，對可能(néng)出現的故障(zhàng)進(jìn)行診斷(duàn)和(hé)預警(jǐng)。

（4）數據通信技(jì)術(shù)：實現儲(chǔ)能(néng)櫃與外部係統(tǒng)的數(shù)據(jù)交(jiāo)互，為儲(chǔ)能(néng)係(xì)統提供實時信息(xī)。

3. 挑(tiāo)戰(zhàn)與發(fā)展

儲能櫃(guì)能(néng)量管理係統在(zài)發展(zhǎn)過(guò)程(chéng)中(zhōng)麵(miàn)臨(lín)著以下挑戰：

（1）電池(chí)技術瓶頸：電池(chí)的(dí)能量(liáng)密(mì)度，壽(shòu)命(mìng)，安全性(xìng)等因素(sù)限製(zhì)了儲(chǔ)能(néng)櫃(guì)的能(néng)量管(guǎn)理性(xìng)能。

（2）係(xì)統復(fù)雜性：儲能櫃能(néng)量(liáng)管理(lǐ)係統涉及多(duō)個學(xué)科的(dí)交叉(chā)融(róng)合(hé)，對係統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優化(huà)提(tí)出(chū)了更高的(dí)要求(qiú)。

（3）成本(běn)控製：降低儲能櫃成本(běn)，提(tí)高經濟(jì)性是推動儲能技(jì)術發(fā)展的關鍵因(yīn)素。

4.針(zhēn)對以上挑戰，未來儲(chǔ)能櫃能量管理係統(tǒng)的(dí)發展方(fāng)向(xiàng)主要包括(kuò)：

（1）電池技術創新：加(jiā)大對新型電(diàn)池材(cái)料，結構，工藝(yì)等研(yán)究力(lì)度，提(tí)高(gāo)電池(chí)性能(néng)。

（2）係統(tǒng)優(yōu)化(huà)：通過(guò)智能化，模塊化設計，簡(jiǎn)化係(xì)統(tǒng)結構，提(tí)高運行效(xiào)率。

（3）成(chéng)本(běn)控(kòng)製：采(cǎi)用規模化生產，降(jiàng)低(dī)原材(cái)料成本等(děng)手(shǒu)段(duàn)，降低(dī)儲能(néng)櫃(guì)成本。

三，儲(chǔ)能櫃能量管理係統(tǒng)的意義

儲(chǔ)能(néng)櫃能量管(guǎn)理係統是儲能技術的重要(yào)組(zǔ)成(chéng)部(bù)分(fēn)，對(duì)於(yú)實(shí)現能(néng)源的(dí)*效利用，推動能源轉型具有(yǒu)重要意義(yì)。通過對(duì)儲(chǔ)能櫃能量(liáng)管理係(xì)統的概述和(hé)淺(qiǎn)析(xī)，本文(wén)旨在(zài)為相關領域的(dí)研究和(hé)實(shí)踐提供(gōng)參考。隨(suí)著(zhuó)電池技術的不(bù)斷創(chuàng)新，係統優化和(hé)成本(běn)控製的不斷(duàn)推進，儲(chǔ)能櫃(guì)能(néng)量管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統將(jiāng)在(zài)未來(lái)能源領域發(fā)揮(huī)更(gēng)加重要(yào)的作(zuò)用。

四，Acrel-2000ES儲(chǔ)能櫃能量管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)

1係(xì)統(tǒng)概(gài)述

安科瑞儲能能量(liáng)管(guǎn)理係(xì)統Acrel-2000ES，專門針對工(gōng)商業(yè)儲能櫃(guì)，儲(chǔ)能(néng)集裝箱研發(fā)的一(yī)款儲能EMS，具有*的(dí)儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功(gōng)能,涵(hán)蓋了(liǎo)儲能係統設備(PCS，BMS，電表(biǎo)，消防(fáng)，空(kōng)調等)的詳(xiáng)細(xì)信息(xī),實現了(liǎo)數據(jù)采(cǎi)集，數據處(chǔ)理(lǐ)，數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據查詢與(yǔ)分(fēn)析，可視(shì)化(huà)監控，報警管理，統(tǒng)計(jì)報表等(děng)功能(néng)。在*級應(yīng)用(yòng)上支(zhī)持(chí)能(néng)量調(tiáo)度(dù),具(jù)備計(jì)劃曲綫，削峰填(tián)穀(gǔ)，需(xū)量控製(zhì)，防逆流等控(kòng)製功能。

2係統(tǒng)結構

Acrel-2000ES，可通過(guò)直(zhí)采或者通(tōng)過通訊(xùn)管理或串(chuàn)口服務(wù)器將(jiāng)儲能櫃或者儲能集(jí)裝(zhuāng)箱(xiāng)內(nèi)部的設備接入(rù)係統(tǒng)。係(xì)統(tǒng)結構如(rú)下(xià)：

3係統功(gōng)能(néng)

3.1實時監測(cè)

係統人機(jī)界麵友好，能夠(gòu)顯示儲(chǔ)能(néng)櫃(guì)的運(yùn)行狀(zhuàng)態(tài)，實時(shí)監測PCS，BMS以及(jí)環(huán)境參數信息，如電(diàn)參(cān)量，溫度，濕度(dù)等(děng)。實時(shí)顯(xiǎn)示有(yǒu)關(guān)故障(zhàng)，告(gào)警(jǐng)，收(shōu)益等(děng)信息。

3.2設備監(jiān)控

係統能夠實(shí)時監測PCS，BMS，電(diàn)表(biǎo)，空調(tiáo)，消(xiāo)防，除(chú)濕(shī)機等設(shè)備(bèi)的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行模式。

PCS監(jiān)控：滿足(zú)儲(chǔ)能變流器的參數與(yǔ)限值設置(zhì)
；運行(háng)模(mó)式設置(zhì)
；實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能變流器(qì)交(jiāo)直(zhí)流側(cè)電壓，電(diàn)流(liú)，功(gōng)率(shuài)及(jí)充放電量參數(shù)的采集與(yǔ)展(zhǎn)示
；實現(xiàn)PCS通(tōng)訊(xùn)狀態(tài)，啟(qǐ)停(tíng)狀(zhuàng)態(tài)，開(kāi)關狀(zhuàng)態，異(yì)常告警等狀(zhuàng)態監測。

BMS監控：滿(mǎn)足(zú)電池管(guǎn)理(lǐ)係統(tǒng)的參數與限值設置
；實現儲(chǔ)能(néng)電池的電芯(xīn)，電池(chí)簇的溫度，電壓，電流的監測
；實現電池(chí)充放(fàng)電狀態(tài)，電(diàn)壓(yā)，電(diàn)流及溫(wēn)度(dù)異常狀(zhuàng)態(tài)的告警。

空(kōng)調監控(kòng)：滿(mǎn)足環(huán)境溫(wēn)度(dù)的監(jiān)測(cè)，可根據設(shè)置(zhì)的閾(yù)值(zhí)進(jìn)行空調溫(wēn)度的聯動(dòng)調節，並實時監(jiān)測(cè)空調(tiáo)的(dí)運行(háng)狀(zhuàng)態及(jí)溫濕度數(shù)據，以曲(qū)綫形式(shì)進行展示。

UPS監控：滿足UPS的(dí)運行(háng)狀態(tài)及(jí)相(xiāng)關電參量(liáng)監(jiān)測(cè)。

3.3曲綫報表

係統能(néng)夠(gòu)對PCS充(chōng)放電功率(shuài)曲(qū)綫，SOC變換曲綫，及電壓，電(diàn)流(liú)，溫(wēn)度(dù)等歷史(shǐ)曲(qū)綫的(dí)查詢(xún)與(yǔ)展(zhǎn)示。

3.4策略(lüè)配(pèi)置

滿足(zú)儲(chǔ)能係統(tǒng)設(shè)備(bèi)參數的配(pèi)置，電價(jià)參(cān)數(shù)與時段的(dí)設置，控(kòng)製策略的(dí)選(xuǎn)擇。目(mù)前支(zhī)持(chí)的控製(zhì)策(cè)略(lüè)包含計劃曲綫(xiàn)，削峰填(tián)穀(gǔ)，需量(liáng)控(kòng)製(zhì)等。

3.5實時報(bào)警(jǐng)

儲能能(néng)量(liáng)管理(lǐ)係(xì)統具(jù)有(yǒu)實(shí)時(shí)告(gào)警功(gōng)能(néng)，係統能夠(gòu)對儲(chǔ)能(néng)充(chōng)放(fàng)電(diàn)越(yuè)限(xiàn)，溫(wēn)度(dù)越(yuè)限，設備故障或(huò)通信(xìn)故障(zhàng)等(děng)事件發出(chū)告(gào)警。

3.6事件(jiàn)查(chá)詢統(tǒng)計(jì)

儲(chǔ)能(néng)能(néng)量管理係統能(néng)夠(gòu)對(duì)遙(yáo)信變位(wèi)，溫濕度，電壓(yā)越限(xiàn)等事件記(jì)錄進行(háng)存儲(chǔ)和(hé)管(guǎn)理，方(fāng)便(biàn)用戶(hù)對係統事件和報警進行歷史(shǐ)追溯，查詢統(tǒng)計(jì)，事故(gù)分(fēn)析(xī)。

3.7遙控操作(zuò)

可以通過(guò)每(měi)個設備下(xià)麵(miàn)的(dí)紅(hóng)色(sè)按鈕(niǔ)對PCS，風(fēng)機，除濕機(jī)，空(kōng)調控製器(qì)，照明等設(shè)備進(jìn)行相(xiāng)應(yīng)的(dí)控(kòng)製，但是當(dāng)設(shè)備未(wèi)通(tōng)信(xìn)上時(shí)，控製按鈕(niǔ)會顯(xiǎn)示無(wú)效(xiào)狀態(tài)。

3.8用戶(hù)權(quán)限管(guǎn)理

儲能能(néng)量(liáng)管理(lǐ)係統為保(bǎo)障係統(tǒng)安(ān)全穩定運(yùn)行，設(shè)置了用戶(hù)權(quán)限管(guǎn)理(lǐ)功能。通(tōng)過用戶權限(xiàn)管理能夠防止(zhǐ)未(wèi)經(jīng)授權的(dí)操(cāo)作（如(rú)遙控的操作(zuò)，數據庫(kù)修(xiū)改等(děng)）。可(kě)以(yǐ)定義(yì)不(bù)同級(jí)別(bié)用戶(hù)的(dí)登錄名(míng)，密(mì)碼及操作權限(xiàn)，為係統(tǒng)運(yùn)行，維(wéi)護，管理提供(gōng)可靠(kào)的(dí)安全保(bǎo)障。

3.9安(ān)科(kē)瑞(ruì)配套產品

五(wǔ)，結(jié)束(shù)語

隨著(zhuó)能源互聯網和可(kě)再生能(néng)源的快(kuài)速(sù)發(fā)展，儲能(néng)櫃能量(liáng)管理係統的研究(jiū)和(hé)應(yīng)用將更加(jiā)廣泛，為(wéi)我國能(néng)源結構調整(zhěng)和能源互聯網(wǎng)建(jiàn)設提供有力支持。

參考(kǎo)文(wén)獻(xiàn)

1. 企業(yè)微電(diàn)網設計與(yǔ)應用(yòng)手(shǒu)冊(cè)2022.05版.