淺析新能源態(tài)勢下儲能柜構(gòu)造的創(chuàng)新

引言

隨著新能源技術(shù)的飛速發(fā)展，儲能柜作為新能源系統(tǒng)的重要組成部分，正日益受到廣泛關(guān)注。本文將從新能源態(tài)勢下儲能柜構(gòu)造的應(yīng)用出發(fā)，探討其在新能源領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展。

一、新能源態(tài)勢下儲能柜的構(gòu)造及原理

儲能柜主要由電池組、能量管理系統(tǒng)（EMS）、電池管理系統(tǒng)（BMS）、充電設(shè)備、逆變器等部分組成。其中，電池組是儲能柜的核心部分，負責(zé)儲存和釋放能量；EMS負責(zé)能量調(diào)度和優(yōu)化；BMS負責(zé)電池的監(jiān)控和保護；充電設(shè)備負責(zé)將外部電源的電能轉(zhuǎn)換為電池儲存的化學(xué)能；逆變器負責(zé)將電池儲存的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。

儲能柜的工作原理是：在充電過程中，外部電源提供的電能通過充電設(shè)備轉(zhuǎn)換為電池儲存的化學(xué)能；在放電過程中，電池釋放的化學(xué)能通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，供給負載使用。

二、新能源態(tài)勢下儲能柜的應(yīng)用

1. 風(fēng)能和太陽能發(fā)電配套儲能

隨著新能源發(fā)電技術(shù)的不斷成熟，風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電已成為我國新能源的重要組成部分。然而，風(fēng)能和太陽能具有不穩(wěn)定性和間歇性，無法滿足電力系統(tǒng)的穩(wěn)定供電需求。儲能柜的應(yīng)用可以有效解決這一問題，將不穩(wěn)定的新能源發(fā)電輸出調(diào)整為穩(wěn)定的電能輸出，提高新能源發(fā)電的利用效率。

2. 電網(wǎng)調(diào)峰和需求響應(yīng)

儲能柜在電網(wǎng)調(diào)峰和需求響應(yīng)方面具有重要作用。在電網(wǎng)負荷高峰時段，儲能柜可以釋放儲存的電能，減輕電網(wǎng)負荷壓力；在電網(wǎng)負荷低谷時段，儲能柜可以吸收多余的電能，實現(xiàn)電網(wǎng)負荷的削峰填谷。此外，儲能柜還可以參與需求響應(yīng)，根據(jù)電力市場價格調(diào)整儲能柜的充放電策略，降低電力成本。

3. 微電網(wǎng)和分布式能源系統(tǒng)

儲能柜在微電網(wǎng)和分布式能源系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過儲能柜的削峰填谷、負荷平衡等功能，可以提高微電網(wǎng)和分布式能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。同時，儲能柜還可以實現(xiàn)新能源發(fā)電與負荷的實時匹配，提高新能源的利用效率。

4. 電動汽車充電設(shè)施

隨著電動汽車的普及，電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)成為迫切需求。儲能柜在電動汽車充電設(shè)施中的應(yīng)用，可以有效緩解充電樁對電網(wǎng)的沖擊，提高充電樁的利用效率。此外，儲能柜還可以為電動汽車提供備用電源，保障電動汽車的出行需求。

三、新能源態(tài)勢下儲能柜的創(chuàng)新與發(fā)展

1. 電池技術(shù)的創(chuàng)新

電池是儲能柜的核心部分，電池技術(shù)的創(chuàng)新是提高儲能柜性能的關(guān)鍵。目前，鋰電池、鈉電池等新型電池技術(shù)正逐漸替代傳統(tǒng)的鉛酸電池，具有更高的能量密度、更長的使用壽命和更低的成本。未來，電池技術(shù)的創(chuàng)新將繼續(xù)推動儲能柜的發(fā)展。

2. 能量管理系統(tǒng)的創(chuàng)新

能量管理系統(tǒng)（EMS）是儲能柜的重要組成部分，負責(zé)能量調(diào)度和優(yōu)化。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，EMS將實現(xiàn)更高效的能量管理，提高儲能柜的利用效率。

3. 儲能柜與新能源發(fā)電的深度融合

儲能柜與新能源發(fā)電的深度融合是新能源發(fā)展的趨勢。通過技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)儲能柜與新能源發(fā)電的實時匹配，提高新能源的利用效率，推動新能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)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(yīng)用上支持能量調(diào)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(jié)構(gòu)

Acrel-2000ES，可通過直采或者通過通訊管理或串口服務(wù)器將儲能柜或者儲能集裝箱內(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(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監(jiān)測PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防、除濕機等設(shè)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(shè)置；運行模式設(shè)置；實現(xiàn)儲能變流器交直流側(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(diào)監(jiān)控：滿足環(huán)境溫度的監(jiān)測，可根據(jù)設(shè)置的閾值進行空調(diào)溫度的聯(lián)動調(diào)節(jié)，并實時監(jiān)測空調(diào)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(guān)電參量監(jiān)測。

3.3曲線報表

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

滿足儲能系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)的配置、電價參數(shù)與時段的設(shè)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。

3.5實時報警

儲能能量管理系統(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)δ艹浞烹娫较?、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

儲能能量管理系統(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。

3.7遙控操作

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

3.8用戶權(quán)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(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）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)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(chǎn)品

序號	設(shè)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(shè)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(zhuǎn)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(guān)量輸入和開關(guān)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(guān)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(yīng)2段報警，繼電器輸出可以任意設(shè)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(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總；提供規(guī)約轉(zhuǎn)換、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣計算等多項功能；實時多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可多鏈路上送平臺據(jù)。
7	串口服務(wù)器	Aport		功能:轉(zhuǎn)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(diào)的開關(guān)，調(diào)溫，及完全斷電(二次開關(guān)實現(xiàn))；2)上傳配電柜各個空開信號；3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等；4)接入電表、BSMU等設(shè)備
8	遙信模塊	ARTU-KJ8		1)反饋各個設(shè)備狀態(tài)，將相關(guān)數(shù)據(jù)到串口服務(wù)器；2)讀消防1/0信號，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機、事件上報等)；3)采集水浸傳感器信息，并轉(zhuǎn)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(zhuǎn)發(fā)給到上層(門禁事件上報)。

五、結(jié)束語

新能源態(tài)勢下儲能柜的應(yīng)用與創(chuàng)新具有重要意義。隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，儲能柜將在新能源領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻力量。

參考文獻

企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.

審核編輯 黃宇