淺析儲(chǔ)能柜中EMS系統(tǒng)的應(yīng)用
0、引言
隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,新能源的發(fā)展日益受到重視。在我國(guó),新能源產(chǎn)業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。其中,集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)作為一種新型的儲(chǔ)能設(shè)備,以其優(yōu)勢(shì)在新能源行業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。本文將從集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)、應(yīng)用等方面進(jìn)行淺析,以期為新能源行業(yè)的發(fā)展提供有益的參考。
1、儲(chǔ)能柜的發(fā)展及EMS系統(tǒng)的作用
1.1儲(chǔ)能柜的發(fā)展
儲(chǔ)能柜是指將儲(chǔ)能設(shè)備、電池管理系統(tǒng)(BMS)、監(jiān)控系統(tǒng)等集成于一體的綜合性儲(chǔ)能裝置。儲(chǔ)能柜的發(fā)展可追溯到上世紀(jì)90年代,當(dāng)時(shí)主要用于電力系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻、備用等方面。隨著可再生能源的快速發(fā)展,儲(chǔ)能柜在光伏、風(fēng)電等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸廣泛,成為促進(jìn)新能源消納、提高電網(wǎng)運(yùn)行效率的關(guān)鍵設(shè)備。
1.2EMS系統(tǒng)的作用
EMS系統(tǒng)是一種應(yīng)用于能源生產(chǎn)、傳輸、分配和消費(fèi)等環(huán)節(jié)的綜合管理技術(shù)。在儲(chǔ)能柜中,EMS系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)儲(chǔ)能設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)控、狀態(tài)預(yù)測(cè)、故障診斷、優(yōu)化控制等功能,旨在提高儲(chǔ)能柜的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。通過(guò)EMS系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能柜與電網(wǎng)、可再生能源等環(huán)節(jié)的高效互動(dòng),助力綠色能源的發(fā)展。
2、EMS系統(tǒng)在儲(chǔ)能柜中的應(yīng)用
2.1運(yùn)行監(jiān)控
EMS系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集儲(chǔ)能柜中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù),如電壓、電流、溫度、充放電狀態(tài)等,實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能柜的全面監(jiān)控。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析,EMS系統(tǒng)可實(shí)時(shí)判斷設(shè)備的工作狀態(tài),并在異常情況下發(fā)出警報(bào),以便及時(shí)采取措施,確保儲(chǔ)能柜的安全運(yùn)行。
2.2狀態(tài)預(yù)測(cè)
EMS系統(tǒng)可根據(jù)儲(chǔ)能柜的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù),運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù),對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過(guò)預(yù)測(cè)儲(chǔ)能設(shè)備的剩余壽命、故障概率等信息,為運(yùn)維人員提供決策依據(jù),有利于提高儲(chǔ)能柜的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。
2.3故障診斷
儲(chǔ)能柜在運(yùn)行過(guò)程中,可能會(huì)出現(xiàn)電池老化、溫度異常、線路故障等問(wèn)題。EMS系統(tǒng)具備故障診斷功能,可通過(guò)分析故障現(xiàn)象和運(yùn)行數(shù)據(jù),快速定位故障原因,為故障處理提供有效指導(dǎo)。此外,EMS系統(tǒng)還可根據(jù)故障診斷結(jié)果,提出相應(yīng)的預(yù)防措施,避免類似故障的再次發(fā)生。
2.4.優(yōu)化控制
儲(chǔ)能柜在電網(wǎng)運(yùn)行中承擔(dān)著調(diào)峰、調(diào)頻、備用等重要任務(wù)。EMS系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行需求和儲(chǔ)能設(shè)備的工作狀態(tài),實(shí)時(shí)調(diào)整儲(chǔ)能設(shè)備的充放電策略,實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能柜與電網(wǎng)的高效互動(dòng)。通過(guò)優(yōu)化控制,EMS系統(tǒng)可提高儲(chǔ)能柜的運(yùn)行效率,降低運(yùn)行成本。
儲(chǔ)能柜中EMS系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展
3.1智能化升級(jí)
隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展,儲(chǔ)能柜中的EMS系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)更高程度的智能化。未來(lái),EMS系統(tǒng)將具備更強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析和決策能力,為儲(chǔ)能柜的運(yùn)行管理提供更加智能、高效的服務(wù)。
3.2與其他系統(tǒng)的融合
儲(chǔ)能柜中的EMS系統(tǒng)將與其他系統(tǒng)(如光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)電系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)等)實(shí)現(xiàn)深度融合,形成能源互聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。在此背景下,EMS系統(tǒng)將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
3.3跨區(qū)域應(yīng)用
隨著儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展,儲(chǔ)能柜將在電力系統(tǒng)的更大范圍內(nèi)應(yīng)用。在此背景下,EMS系統(tǒng)也將實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域應(yīng)用,為不同地區(qū)的儲(chǔ)能柜提供高效、智能的運(yùn)行管理服務(wù)。
4、Acrel-2000ES儲(chǔ)能柜能量管理系統(tǒng)
4.1系統(tǒng)概述
安科瑞儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)Acrel-2000ES,專門(mén)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。在高級(jí)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。
4.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000ES,可通過(guò)直采或者通過(guò)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:
4.3系統(tǒng)功能
4.3.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
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(cè)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。
4.3.2設(shè)備監(jiān)控
系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)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(kāi)關(guān)狀態(tài)、異常告警等狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
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(cè);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(cè),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(cè)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(cè)。
4.3.3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。
4.3.4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。
4.3.5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。
4.3.6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。
4.3.7遙控操作
可以通過(guò)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(wú)效狀態(tài)。
4.3.9安科瑞配套產(chǎn)品
5結(jié)束語(yǔ)
總之,儲(chǔ)能柜中的EMS系統(tǒng)在優(yōu)化儲(chǔ)能管理、提高電網(wǎng)運(yùn)行效率方面具有重要意義。隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的推廣,EMS系統(tǒng)將在儲(chǔ)能柜領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用,助力綠色能源的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.
作者簡(jiǎn)介
吳春紅,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事儲(chǔ)能柜能量管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用,手機(jī):18702111910
*博客內(nèi)容為網(wǎng)友個(gè)人發(fā)布,僅代表博主個(gè)人觀點(diǎn),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系工作人員刪除。