淺談?dòng)脩魝?cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案研究

安科瑞 劉邁

　　一、引言

　　隨著能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和新能源的快速發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)在我國能源體系中的應(yīng)用日益廣泛。用戶側(cè)儲(chǔ)能作為儲(chǔ)能技術(shù)的一種，具有削峰填谷、需求響應(yīng)、提高新能源消納能力等功能，對(duì)于促進(jìn)能源消費(fèi)方式的變革和提升能源利用效率具有重要意義。本文針對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案進(jìn)行研究，旨在構(gòu)建智慧能源新生態(tài)。

　　二、用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案概述

　　1. 用戶側(cè)儲(chǔ)能的定義

　　用戶側(cè)儲(chǔ)能是指安裝在用戶側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過削峰填谷、需求響應(yīng)等方式，降低用戶電費(fèi)支出，提高能源利用效率。用戶側(cè)儲(chǔ)能主要包括電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能和機(jī)械儲(chǔ)能等技術(shù)。

　　2. 用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案的構(gòu)成

　　用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案主要包括以下幾個(gè)方面：

　　（1）儲(chǔ)能系統(tǒng)：包括儲(chǔ)能設(shè)備、能量管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器等。

　　（2）能量管理策略：包括削峰填谷、需求響應(yīng)、新能源消納等策略。

　　（3）信息通信系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)、用戶之間的信息交互。

　　（4）商業(yè)模式：通過合理制定商業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

　　三、用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案的關(guān)鍵技術(shù)

　　1. 儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置

　　針對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置，需要考慮以下幾個(gè)方面：

　　（1）儲(chǔ)能設(shè)備選型：根據(jù)用戶需求、電網(wǎng)特性等因素，選擇合適的儲(chǔ)能設(shè)備。

　　（2）儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置：根據(jù)用戶負(fù)荷特性、儲(chǔ)能設(shè)備性能等因素，合理配置儲(chǔ)能系統(tǒng)容量。

　　（3）能量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)度和控制。

　　2. 能量管理策略研究

　　針對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理，本文提出以下策略：

　　（1）削峰填谷策略：通過調(diào)整儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電功率，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的平衡。

　　（2）需求響應(yīng)策略：根據(jù)用戶負(fù)荷特性，制定合理的儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)度策略，降低用戶電費(fèi)支出。

　　（3）新能源消納策略：通過儲(chǔ)能系統(tǒng)與新能源發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)行，提高新能源消納能力。

　　3. 信息通信系統(tǒng)構(gòu)建

　　為實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)、用戶之間的信息交互，需構(gòu)建以下信息通信系統(tǒng)：

　　（1）儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的信息通信：實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

　　（2）儲(chǔ)能系統(tǒng)與用戶之間的信息通信：實(shí)時(shí)反饋儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，提高用戶對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的認(rèn)知和信任。

　　4. 商業(yè)模式探索

　　為推動(dòng)用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案的廣泛應(yīng)用，需探索以下商業(yè)模式：

　　（1）電費(fèi)優(yōu)惠模式：通過降低用戶電費(fèi)支出，激發(fā)用戶安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)的積極性。

　　（2）增值服務(wù)模式：為用戶提供能源咨詢、節(jié)能診斷等增值服務(wù)，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

　　（3）合作共贏模式：與電網(wǎng)企業(yè)、新能源企業(yè)等合作，實(shí)現(xiàn)多方共贏。

　　Acrel-2000ES儲(chǔ)能柜能量管理系統(tǒng)

　　1系統(tǒng)概述

　　安科瑞儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)Acrel-2000ES，專門針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能柜、儲(chǔ)能集裝箱研發(fā)的一款儲(chǔ)能EMS，具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。在應(yīng)用上支持能量調(diào)度,具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

　　2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　Acrel-2000ES，可通過直采或者通過通訊管理或串口服務(wù)器將儲(chǔ)能柜或者儲(chǔ)能集裝箱內(nèi)部的設(shè)備接入系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：

3系統(tǒng)功能

　　3.1實(shí)時(shí)監(jiān)測

　　系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠顯示儲(chǔ)能柜的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警、收益等信息。

3.2設(shè)備監(jiān)控

　　系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防、除濕機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行模式。

　　PCS監(jiān)控：滿足儲(chǔ)能變流器的參數(shù)與限值設(shè)置；運(yùn)行模式設(shè)置；實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能變流器交直流側(cè)電壓、電流、功率及充放電量參數(shù)的采集與展示；實(shí)現(xiàn)PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開關(guān)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(shè)置；實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監(jiān)測；實(shí)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(diào)監(jiān)控：滿足環(huán)境溫度的監(jiān)測，可根據(jù)設(shè)置的閾值進(jìn)行空調(diào)溫度的聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)及溫濕度數(shù)據(jù)，以曲線形式進(jìn)行展示。

　　UPS監(jiān)控：滿足UPS的運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)電參量監(jiān)測。

　　3.3曲線報(bào)表

　　系統(tǒng)能夠?qū)CS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。

3.4策略配置

　　滿足儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)的配置、電價(jià)參數(shù)與時(shí)段的設(shè)置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制等。

3.5實(shí)時(shí)報(bào)警

　　儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)?chǔ)能充放電越限、溫度越限、設(shè)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(jì)

　　儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，溫濕度、電壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

3.7遙控操作

　　可以通過每個(gè)設(shè)備下面的紅色按鈕對(duì)PCS、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制器、照明等設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制，但是當(dāng)設(shè)備未通信上時(shí)，控制按鈕會(huì)顯示無效狀態(tài)。

3.8用戶權(quán)限管理

　　儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）。可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

3.9安科瑞配套產(chǎn)品

　　五、結(jié)束語

　　本文針對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案進(jìn)行了研究，提出了儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置、能量管理策略、信息通信系統(tǒng)構(gòu)建和商業(yè)模式探索等方面的關(guān)鍵技術(shù)。用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案有助于構(gòu)建智慧能源新生態(tài)，推動(dòng)我國能源消費(fèi)方式的變革和能源利用效率的提升。未來，隨著儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和政策支持，用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案將在我國能源領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。