分(fen)布(bu)式新能源(yuan)發(fa)電(dian)中的(de)儲能系統能量管理分(fen)析(xi)

淺(qian)談(tan)分(fen)布(bu)式新能源(yuan)發(fa)電(dian)中的(de)儲能系統能量管理分(fen)析(xi)

劉辰(chen)

安科(ke)瑞電(dian)氣(qi)股份有(you)限(xian)公司 上海(hai)嘉定(ding)201801

【摘(zhai)要】：能源(yuan)是維持社會(hui)穩定發(fa)展的(de)關鍵(jian)助(zhu)力(li)，其可(ke)以(yi)在(zai)實(shi)際生產(chan)發(fa)展階(jie)段(duan)中合理轉(zhuan)化為(wei)社會(hui)公眾(zhong)必(bi)需的(de)動(dong)力(li)、光(guang)能、熱(re)能及其他自然資(zi)源(yuan)。結合各類條(tiao)件及劃分(fen)標(biao)準(zhun)來看，可(ke)以(yi)將能源(yuan)展開(kai)多(duo)樣化(hua)分(fen)類定(ding)位，主要包括(kuo)常(chang)規(gui)能源(yuan)與(yu)新能源(yuan)，前(qian)者通(tong)常(chang)涵蓋(gai)了(le)石油、水(shui)能、天(tian)然(ran)氣(qi)、煤炭(tan)等(deng)普及使用(yong)的(de)能源(yuan)類型(xing)，而後者是新時(shi)代(dai)社會(hui)還沒有(you)普遍開發(fa)及利(li)用(yong)的(de)資(zi)源(yuan)，主要涉及海(hai)洋能、太(tai)陽能、風(feng)能及地(di)熱能等(deng)等(deng)。在(zai)此期間，風(feng)能主要是因(yin)地(di)表結(jie)構在(zai)高(gao)溫度(du)條(tiao)件(jian)下產(chan)生的(de)水蒸氣(qi)與(yu)氣(qi)溫差(cha)造成的(de)氣(qi)壓(ya)差(cha)異，進而在(zai)空氣(qi)由高(gao)壓(ya)區(qu)域朝向(xiang)低壓(ya)區(qu)域不斷流動(dong)所產(chan)生的(de)風，此(ci)過(guo)程中所形(xing)成(cheng)的(de)動(dong)能便(bian)被(bei)稱(cheng)為(wei)風能。太(tai)陽能指(zhi)的(de)是陽光(guang)照(zhao)射(she)於(yu)地(di)球表層(ceng)展開(kai)能量轉(zhuan)換與(yu)利(li)用(yong)。分(fen)布(bu)式發(fa)電(dian)中的(de)儲能系統為(wei)了有效(xiao)降(jiang)低功率波動(dong)所帶來的(de)影響(xiang)，就(jiu)需要(yao)在(zai)外部(bu)電(dian)網(wang)展開(kai)新(xin)能源(yuan)輸出(chu)，從(cong)而促(cu)使系統時(shi)刻(ke)維持自帶負載輸出(chu)狀(zhuang)態(tai)。

【關鍵(jian)詞(ci)】：分(fen)布(bu)式新能源(yuan)；發(fa)電(dian)；儲(chu)能系統；能量管理；分(fen)析(xi)

1緒(xu)論(lun)

在(zai)新能源(yuan)的(de)概念下，可(ke)以(yi)將其定義為(wei)：新能源(yuan)是指具(ju)有壹定能量的(de)清潔(jie)的(de)可(ke)再(zai)生能源(yuan)，它是壹種(zhong)新型(xing)的(de)可(ke)持(chi)續發(fa)展的(de)資(zi)源(yuan)和(he)能源(yuan)。生物(wu)質(zhi)能是借助(zhu)各類綠(lv)色植(zhi)物(wu)的(de)光(guang)合(he)作(zuo)用(yong)實(shi)現(xian)能量轉(zhuan)換。地(di)熱能主要來源(yuan)於地(di)球熔(rong)巖(yan)內(nei)部(bu)存(cun)在(zai)的(de)天(tian)然(ran)熱(re)能，海(hai)洋能通(tong)常(chang)涵蓋(gai)了(le)波(bo)浪能、潮(chao)汐(xi)能等(deng)等(deng)。成本是對資(zi)源(yuan)消(xiao)耗(hao)展開(kai)化(hua)運(yun)算(suan)的(de)計量方法，不(bu)但(dan)涉及資(zi)金(jin)費(fei)用(yong)的(de)消(xiao)耗(hao)，還包括(kuo)人(ren)力(li)資(zi)源(yuan)與(yu)物力(li)資(zi)源(yuan)的(de)成本(ben)。成(cheng)本作為(wei)產(chan)品價(jia)格(ge)的(de)定價(jia)條件(jian)，其承(cheng)擔(dan)著彰(zhang)顯(xian)企業(ye)管理水準(zhun)、經營業(ye)績和(he)競(jing)爭(zheng)實(shi)力(li)的(de)關鍵(jian)角色(se)。各項(xiang)產(chan)品的(de)材(cai)料消(xiao)耗(hao)、生產(chan)力(li)及能源(yuan)消(xiao)耗(hao)量等均貫(guan)穿(chuan)於(yu)企(qi)業(ye)經營管理的(de)全(quan)過程當中，並利(li)用(yong)成(cheng)本(ben)指(zhi)標(biao)體(ti)現(xian)在(zai)大眾視界(jie)中。在(zai)社會(hui)發(fa)展的(de)過程(cheng)中，能源(yuan)是人(ren)類生存(cun)和(he)活(huo)動(dong)的(de)物質(zhi)基(ji)礎(chu)，是經濟(ji)增(zeng)長的(de)重要(yao)動(dong)力(li)。在(zai)過去的(de)幾十(shi)年裏(li)，化石燃(ran)料的(de)大量消(xiao)耗(hao)和(he)環境(jing)汙染的(de)問題(ti)壹(yi)直沒有得(de)到解決，人(ren)們開始(shi)尋求(qiu)新的(de)清潔(jie)可(ke)再(zai)生能源(yuan)來代替傳(chuan)統的(de)石油、煤炭(tan)等(deng)的(de)能源(yuan)資(zi)源(yuan)。近年來(lai)，風(feng)能、太(tai)陽能等(deng)新(xin)型(xing)可(ke)再(zai)生能源(yuan)的(de)開發(fa)利(li)用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)受(shou)到重(zhong)視，我(wo)國(guo)已經把(ba)風電(dian)作(zuo)為(wei)未來電(dian)力(li)系統建(jian)設的(de)重點項(xiang)目(mu)。

2分(fen)析(xi)新(xin)能源(yuan)的(de)概述(shu)

2.1分(fen)析(xi)新(xin)能源(yuan)的(de)含義(yi)

我(wo)國(guo)的(de)傳(chuan)統化(hua)石能源(yuan)主要是有煤炭(tan)、石油和(he)天(tian)然(ran)氣(qi)，其中煤的(de)儲量占(zhan)據總儲量的(de)百分(fen)之(zhi)七(qi)十(shi)左(zuo)右，然(ran)而這(zhe)些(xie)礦(kuang)物(wu)都是的(de)，而可(ke)再(zai)生的(de)煤量約占(zhan)總(zong)產(chan)量的(de)百分(fen)之(zhi)六十(shi)以上(shang)，大約占(zhan)據全(quan)國(guo)總產(chan)煤量的(de)百分(fen)之(zhi)五到百分(fen)之(zhi)十(shi)。由於(yu)燃(ran)燒時(shi)產(chan)生了(le)大量的(de)汙染物（如二(er)氧(yang)化(hua)硫(liu)，NOx,CH4)，導致(zhi)環境汙染嚴重。因(yin)此(ci)，開(kai)發(fa)新型(xing)的(de)潔凈(jing)高(gao)效(xiao)的(de)可(ke)替代的(de)清潔(jie)環(huan)保的(de)電(dian)力(li)系統，減(jian)少(shao)對常(chang)規(gui)電(dian)源(yuan)的(de)依(yi)賴性，實(shi)現(xian)節(jie)能減(jian)排(pai)，提高(gao)電(dian)力(li)系統的(de)安全(quan)穩定運(yun)行(xing)，是電(dian)網(wang)公司的(de)重要(yao)任務(wu)。在(zai)傳(chuan)統的(de)電(dian)力(li)系統中，主要使用(yong)的(de)都是風能、太(tai)陽能、水(shui)能等(deng)。而這(zhe)些(xie)都是電(dian)能，它(ta)們都不(bu)能被(bei)替代，所以人(ren)們把(ba)目(mu)光(guang)轉(zhuan)向(xiang)了(le)其他的(de)領域壹光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)。風(feng)能作(zuo)為(wei)目(mu)前(qian)世界(jie)上(shang)豐富(fu)的(de)可(ke)用(yong)能源(yuan)，它也(ye)是取之(zhi)不(bu)盡(jin)、用(yong)之(zhi)不(bu)竭(jie)的(de)重要(yao)來(lai)源(yuan)。但(dan)是，由於(yu)其自身存(cun)在(zai)的(de)局(ju)限(xian)性，導(dao)致(zhi)了它的(de)開發(fa)利(li)用(yong)受(shou)到很(hen)大限(xian)制。因(yin)此(ci)，要(yao)想(xiang)使風(feng)力(li)發(fa)電(dian)的(de)技(ji)術得(de)到更(geng)好的(de)應用(yong)，就(jiu)需要(yao)對其進行(xing)更(geng)深入(ru)的(de)研(yan)究(jiu)與(yu)探索。

2.2分(fen)析(xi)新(xin)能源(yuan)發(fa)電(dian)的(de)現狀(zhuang)

對(dui)於我(wo)國(guo)而言，是存(cun)在(zai)著比較(jiao)豐(feng)富(fu)的(de)風能儲(chu)量，其中太(tai)陽能的(de)開發(fa)和(he)應用(yong)是大的(de)優勢(shi)之(zhi)壹(yi)，在(zai)以往的(de)二十(shi)年中，光(guang)伏(fu)產(chan)業(ye)的(de)發(fa)展速(su)度(du)是快的(de)。在(zai)二零(ling)壹(yi)壹年，光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)的(de)總裝(zhuang)機(ji)容(rong)量達到了(le)三(san)萬千瓦(wa)，占(zhan)全(quan)國(guo)總發(fa)電(dian)量的(de)百分(fen)之(zhi)零(ling)點五。但(dan)是由於(yu)技(ji)術的(de)落後和(he)成本(ben)的(de)高(gao)低等因(yin)素，導致(zhi)目(mu)前(qian)的(de)風力(li)發(fa)電(dian)的(de)規(gui)模(mo)壹(yi)直(zhi)不能滿(man)足(zu)市(shi)場的(de)需求(qiu)量。我(wo)國(guo)的(de)新能源(yuan)發(fa)電(dian)的(de)開發(fa)與(yu)應用(yong)起(qi)步較(jiao)晚(wan)，在(zai)計劃經濟(ji)體(ti)制(zhi)下，對傳(chuan)統的(de)火力(li)發(fa)電(dian)的(de)依(yi)賴性很(hen)強(qiang)，而且由(you)於新(xin)能源(yuan)資(zi)源(yuan)分(fen)布(bu)不(bu)均(jun)勻，導致(zhi)了新能源(yuan)的(de)利(li)用(yong)率較(jiao)低，這(zhe)也(ye)限(xian)制了(le)其使用(yong)範(fan)圍。

3分(fen)析(xi)分(fen)布(bu)式新能源(yuan)發(fa)電(dian)中的(de)儲能系統工(gong)作(zuo)模(mo)式

系統能源(yuan)管理的(de)過程(cheng)中，關鍵(jian)的(de)參數(shu)主要包括(kuo)以(yi)下(xia)幾個(ge)方面內(nei)容(rong)：壹是電(dian)池(chi)的(de)超前(qian)狀(zhuang)態(tai)；二是超級(ji)電(dian)容(rong)器。在(zai)物理算(suan)法(fa)中，超電(dian)容(rong)器和(he)單電(dian)壓(ya)的(de)平方形(xing)成(cheng)正比例的(de)關系，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)推(tui)出(chu)能夠(gou)通(tong)過(guo)測(ce)量超電(dian)容(rong)器的(de)單電(dian)壓(ya)獲取(qu)剩余(yu)容(rong)量。但(dan)需要(yao)特(te)別註(zhu)意(yi)的(de)是，電(dian)池(chi)在(zai)工作過程(cheng)中，剩余(yu)容(rong)量和(he)單電(dian)壓(ya)兩(liang)者之(zhi)間(jian)並(bing)不存(cun)在(zai)明確的(de)函數(shu)關系，在(zai)此情況下(xia)就(jiu)需要(yao)采取(qu)間接測(ce)量法。分(fen)布(bu)式新能源(yuan)發(fa)電(dian)中的(de)儲能系統使用(yong)的(de)是系統系數(shu)積(ji)分(fen)法(fa)與(yu)卡(ka)門過(guo)濾器，從(cong)而實(shi)現(xian)在(zai)電(dian)池(chi)的(de)線上(shang)能夠(gou)計算(suan)出(chu)SOC。對此(ci)進行(xing)簡要(yao)的(de)分(fen)析(xi)與(yu)討(tao)論(lun)，根(gen)據相關預(yu)測(ce)，如(ru)果將電(dian)力(li)容(rong)量的(de)SOC正常(chang)狀(zhuang)態(tai)設定為(wei)百分(fen)之(zhi)二(er)十(shi)到百分(fen)之(zhi)九(jiu)十(shi)之(zhi)間(jian)，那(na)麽低容(rong)量可(ke)能為(wei)百分(fen)之(zhi)二(er)十(shi)以下(xia)，高(gao)容(rong)量則為(wei)百分(fen)之(zhi)九(jiu)十(shi)以上(shang)。可(ke)以(yi)得(de)出(chu)在(zai)實(shi)際應(ying)用(yong)過(guo)程(cheng)中會存(cun)在(zai)諸(zhu)如(ru)SOC的(de)百分(fen)之(zhi)三(san)十(shi)到百分(fen)之(zhi)九(jiu)十(shi)、電(dian)池(chi)、低容(rong)量以及高(gao)容(rong)量等多種(zhong)模(mo)式。當采(cai)用(yong)同壹(yi)種(zhong)控制(zhi)策(ce)略應(ying)對(dui)所(suo)有模(mo)式時(shi)，檢查(zha)電(dian)池(chi)的(de)SOC、超級(ji)電(dian)容(rong)器以(yi)及系統運(yun)行(xing)時(shi)間(jian)之(zhi)外(wai)的(de)電(dian)網(wang)，就(jiu)可(ke)以(yi)明確分(fen)布(bu)式新能源(yuan)中儲存(cun)能量所需的(de)控制(zhi)策(ce)略。如(ru)圖(tu)1所(suo)示，AC/DC總線(xian)混合(he)發(fa)電(dian)系統，主要借助(zhu)太(tai)陽能和(he)風力(li)發(fa)電(dian)，通(tong)常(chang)情況下(xia)，在(zai)實(shi)際運(yun)行(xing)過程(cheng)中，高(gao)的(de)跟(gen)蹤狀(zhuang)態(tai)則為(wei)太(tai)陽能與(yu)風力(li)發(fa)電(dian)輸出(chu)處於(yu)快(kuai)速(su)的(de)變化(hua)因(yin)素。例如(ru)，在(zai)天(tian)氣(qi)情況良好(hao)的(de)狀(zhuang)態(tai)下，采(cai)用(yong)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器作(zuo)為(wei)能源(yuan)儲存(cun)設備。在(zai)此之(zhi)外(wai)分(fen)布(bu)式的(de)新能源(yuan)發(fa)電(dian)中，儲能系統為(wei)了可(ke)以(yi)促(cu)進其在(zai)孤島(dao)狀(zhuang)態(tai)下處(chu)於長(chang)期和(he)穩定的(de)運(yun)行(xing)模(mo)式，則是需要(yao)采用(yong)長(chang)期(qi)能量儲存(cun)的(de)裝置(zhi)，通(tong)過(guo)合理的(de)應用(yong)大容(rong)量的(de)電(dian)池(chi)，例(li)如(ru)612V/65Hz。應明確的(de)是，根(gen)據兩種(zhong)不同的(de)能源(yuan)儲存(cun)單(dan)元的(de)自身特(te)點、外部(bu)電(dian)網(wang)實(shi)際狀(zhuang)況(kuang)以及剩余(yu)容(rong)量情況等(deng)，分(fen)別(bie)采(cai)用(yong)針(zhen)對性的(de)控制(zhi)策(ce)略。

圖(tu)1交流混(hun)合母(mu)線(xian)分(fen)布(bu)式發(fa)電(dian)系統

4分(fen)析(xi)各種(zhong)各樣(yang)工作(zuo)模(mo)式下的(de)電(dian)能管理策(ce)略

4.1分(fen)析(xi)儲(chu)能系統處(chu)於(yu)正常(chang)模(mo)式的(de)情況

對(dui)於(yu)這(zhe)種(zhong)模(mo)式而言，是為(wei)常(chang)見的(de)工作(zuo)模(mo)式，此時(shi)電(dian)池(chi)的(de)剩余(yu)容(rong)量和(he)超級(ji)電(dian)容(rong)都是維持在(zai)正常(chang)狀(zhuang)態(tai)中，但(dan)是因(yin)為(wei)新能源(yuan)發(fa)電(dian)系統采(cai)用(yong)的(de)太(tai)陽能和(he)風能發(fa)電(dian)模(mo)式都是具(ju)有著間歇(xie)性的(de)特(te)點，所以(yi)實(shi)際運(yun)行(xing)時(shi)容(rong)易出(chu)現本(ben)地(di)載荷驟(zhou)然降(jiang)低或增(zeng)加的(de)突發(fa)情況。當出(chu)現此(ci)種(zhong)情況時(shi)，勢(shi)必(bi)會(hui)導(dao)致(zhi)發(fa)電(dian)系統輸出(chu)功率發(fa)生高(gao)頻波動(dong)。並且同時(shi)又(you)因(yin)為(wei)蓄電(dian)池(chi)裝(zhuang)置(zhi)需要(yao)比較(jiao)長(chang)的(de)時(shi)間(jian)來(lai)完成充電(dian)或是放點過程(cheng)，就(jiu)難(nan)以及時(shi)有(you)效(xiao)的(de)控制(zhi)此(ci)種(zhong)高(gao)頻波動(dong)。所以，就(jiu)應(ying)當充分(fen)利(li)用(yong)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)控制(zhi)這(zhe)部(bu)分(fen)波(bo)動(dong)功率。除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai)，在(zai)分(fen)布(bu)式新能源(yuan)發(fa)電(dian)儲(chu)能系統處(chu)在(zai)孤島(dao)條件或並網狀(zhuang)態(tai)下運(yun)行(xing)時(shi)，同樣(yang)可(ke)以(yi)對(dui)儲能系統中的(de)功率采取(qu)上述能量管理策(ce)略進行(xing)合理的(de)配置，根(gen)據實(shi)際運(yun)行(xing)情況產(chan)生出(chu)實(shi)際所(suo)需功率。同時(shi)能夠(gou)通(tong)過(guo)合理調節增(zeng)益K的(de)方式，實(shi)現(xian)有(you)效(xiao)分(fen)配超級(ji)電(dian)容(rong)與(yu)蓄電(dian)池(chi)兩(liang)種(zhong)儲能裝(zhuang)置(zhi)所輸出(chu)的(de)功率。例如(ru)，當超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)剩余(yu)較(jiao)大的(de)容(rong)量時(shi)，可(ke)以(yi)將增(zeng)益K相應的(de)提高(gao)，從(cong)而促(cu)使超(chao)級電(dian)容(rong)能夠(gou)承(cheng)擔(dan)較(jiao)多(duo)的(de)功率輸出(chu)。

4.2分(fen)析(xi)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)異常(chang)模(mo)式

蓄電(dian)池(chi)異(yi)常(chang)模(mo)式狀(zhuang)態(tai)下的(de)情況主要表現為(wei)蓄電(dian)池(chi)儲(chu)能裝(zhuang)置(zhi)所剩余(yu)的(de)容(rong)量處於比較(jiao)低或比較(jiao)高(gao)的(de)狀(zhuang)態(tai)，然而超級(ji)電(dian)容(rong)裝置(zhi)中的(de)剩余(yu)容(rong)量卻壹(yi)直(zhi)處(chu)於正常(chang)狀(zhuang)態(tai)。在(zai)這(zhe)個(ge)情況下(xia)，就(jiu)會(hui)使其整(zheng)體(ti)電(dian)網(wang)系統運(yun)行(xing)的(de)安全(quan)性和(he)穩定性大幅度(du)的(de)降(jiang)低。所以(yi)為(wei)了確保系統的(de)正常(chang)運(yun)行(xing)，在(zai)極(ji)短的(de)時(shi)間(jian)內(nei)使系統恢(hui)復到正(zheng)常(chang)工作(zuo)模(mo)式。同時(shi)，當分(fen)布(bu)式發(fa)電(dian)中的(de)儲能系統處(chu)於(yu)並網(wang)狀(zhuang)態(tai)的(de)情況下(xia)，其實(shi)際的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)就(jiu)會(hui)與(yu)蓄電(dian)池(chi)電(dian)容(rong)異常(chang)模(mo)式比較(jiao)接近，此(ci)時(shi)，為(wei)了盡快恢(hui)復蓄(xu)電(dian)池(chi)裝(zhuang)置(zhi)自身的(de)剩余(yu)容(rong)量，就(jiu)采(cai)用(yong)內(nei)外(wai)電(dian)網(wang)能量交換的(de)方法，從(cong)而真正(zheng)確(que)保系統的(de)正常(chang)運(yun)行(xing)。在(zai)此過程中，可(ke)能會(hui)產(chan)生壹(yi)定(ding)的(de)功率沖擊(ji)，但(dan)其對系統造成的(de)實(shi)際影(ying)響(xiang)並(bing)不(bu)明顯(xian)。除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai)，在(zai)孤島(dao)狀(zhuang)態(tai)下儲(chu)能系統實(shi)際運(yun)行(xing)過程(cheng)中，由於超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)裝置(zhi)自身能量存(cun)儲(chu)狀(zhuang)態(tai)有壹(yi)定的(de)限(xian)制，因(yin)此(ci)難(nan)以促(cu)使蓄(xu)電(dian)池(chi)裝(zhuang)置(zhi)在(zai)短時(shi)間(jian)內(nei)借(jie)助(zhu)能量傳(chuan)遞的(de)方式恢(hui)復到正(zheng)常(chang)工作(zuo)狀(zhuang)態(tai)。針(zhen)對此(ci)種(zhong)情況，就(jiu)只(zhi)能借(jie)助(zhu)超級(ji)電(dian)容(rong)來確(que)保能量的(de)有效(xiao)傳(chuan)遞，直(zhi)到並(bing)網(wang)成功之(zhi)後，才能夠(gou)再(zai)將蓄電(dian)池(chi)裝(zhuang)置(zhi)充電(dian)，從(cong)而確保其能夠(gou)恢(hui)復到正(zheng)常(chang)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)。

4.3分(fen)析(xi)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)異常(chang)模(mo)式

對於超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)異常(chang)模(mo)式而言，其所表現出(chu)的(de)異常(chang)情況主要是為(wei)在(zai)蓄電(dian)池(chi)儲(chu)能裝(zhuang)置(zhi)自身剩余(yu)容(rong)量處於正(zheng)常(chang)情況下(xia)，而超級(ji)電(dian)容(rong)儲能裝(zhuang)置(zhi)中的(de)剩余(yu)容(rong)量卻會(hui)出(chu)現較(jiao)高(gao)或者是比較(jiao)低的(de)異常(chang)情況。在(zai)這(zhe)個(ge)情況下(xia)，分(fen)布(bu)式發(fa)電(dian)儲(chu)能系統自身的(de)性能會(hui)降(jiang)低，例如(ru)其吸(xi)收(shou)和(he)釋放(fang)高(gao)頻功率性能，嚴(yan)重(zhong)時(shi)還會給(gei)整(zheng)體(ti)系統相應功能帶(dai)來(lai)嚴重的(de)負面(mian)影(ying)響(xiang)。及時(shi)使系統恢(hui)復到正(zheng)常(chang)的(de)工作(zuo)模(mo)式。與(yu)此同時(shi)，當分(fen)布(bu)式新能源(yuan)發(fa)電(dian)中儲能系統處(chu)於(yu)並網(wang)狀(zhuang)態(tai)當中時(shi)，可(ke)以(yi)將外部(bu)電(dian)網(wang)視為(wei)壹個(ge)不(bu)設上限(xian)的(de)電(dian)網(wang)連接，在(zai)此情況下(xia)，超(chao)級電(dian)容(rong)就(jiu)可(ke)以(yi)借(jie)助(zhu)能量傳(chuan)遞的(de)方式，來將超出(chu)自身的(de)能量傳(chuan)遞到外(wai)部(bu)電(dian)網(wang)當中，從(cong)而能夠(gou)促(cu)使自身在(zai)短時(shi)間(jian)內(nei)恢(hui)復到正(zheng)常(chang)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)。此外(wai)，在(zai)孤島(dao)狀(zhuang)態(tai)下，儲(chu)能系統運(yun)行(xing)過程(cheng)當中，由於會(hui)缺乏外(wai)部(bu)電(dian)網(wang)提(ti)供(gong)的(de)相應輔助(zhu)支(zhi)持，因(yin)此(ci)就(jiu)應(ying)當充分(fen)確(que)保儲(chu)能系統壹(yi)直(zhi)維持在(zai)功率平衡(heng)的(de)

穩定狀(zhuang)態(tai)，通(tong)過(guo)超級(ji)電(dian)容(rong)來切(qie)實(shi)提(ti)升(sheng)系統自身的(de)反應力(li)。與(yu)此同時(shi)，為(wei)了確保分(fen)布(bu)式新能源(yuan)發(fa)電(dian)輸出(chu)功率穩定性的(de)有效(xiao)提升(sheng)，還強(qiang)化(hua)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)與(yu)蓄電(dian)池(chi)二(er)者儲能裝(zhuang)置(zhi)之(zhi)間(jian)的(de)能量傳(chuan)遞，從(cong)而切(qie)實(shi)達到能量有效(xiao)管理的(de)目(mu)的(de)。

4.4分(fen)析(xi)全(quan)部(bu)異(yi)常(chang)模(mo)式

針(zhen)對於(yu)全(quan)部(bu)異(yi)常(chang)模(mo)式狀(zhuang)態(tai)下的(de)儲能管理策(ce)略而言，是需要(yao)綜(zong)合上(shang)述幾種(zhong)異常(chang)情況，通(tong)過(guo)直流(liu)母(mu)線(xian)之(zhi)間(jian)的(de)相互均衡(heng)，使其促(cu)進異常(chang)模(mo)式可(ke)以(yi)合(he)理的(de)轉(zhuan)變為(wei)上述的(de)其中壹個(ge)模(mo)式，之(zhi)後采用(yong)相對應的(de)管理策(ce)略進行(xing)控制(zhi)。針(zhen)對都處(chu)於異常(chang)模(mo)式下的(de)能量管理策(ce)略來(lai)講，可(ke)以(yi)分(fen)為(wei)下面兩種(zhong)情況：壹(yi)是蓄電(dian)池(chi)剩余(yu)容(rong)量與(yu)超級(ji)電(dian)容(rong)都處(chu)於過高(gao)的(de)情況，此(ci)時(shi)就(jiu)需要(yao)在(zai)孤島(dao)運(yun)行(xing)過程(cheng)中，控制其自身輸出(chu)功率；二是對於(yu)蓄(xu)電(dian)池(chi)剩余(yu)容(rong)量與(yu)超級(ji)電(dian)容(rong)兩者都處(chu)在(zai)過低的(de)狀(zhuang)態(tai)下來(lai)講，為(wei)了有效(xiao)維持敏(min)感負(fu)荷(he)始(shi)終處於(yu)正(zheng)常(chang)狀(zhuang)態(tai)下，就(jiu)剔(ti)除(chu)壹(yi)些(xie)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)負載，從(cong)而充分(fen)確(que)保分(fen)布(bu)式新能源(yuan)發(fa)電(dian)系統處(chu)於(yu)穩定狀(zhuang)態(tai)。

5 Acrel-2000ES儲能能量管理系統

5.1平(ping)臺概(gai)述(shu)

安科(ke)瑞Acrel-2000ES儲(chu)能能量管理系統具(ju)有完善的(de)儲能監(jian)控(kong)與(yu)管理功能,涵(han)蓋(gai)了(le)儲(chu)能系統設備(PCS、BMS、電(dian)表(biao)、消(xiao)防(fang)、空(kong)調等(deng))的(de)詳(xiang)細(xi)信息(xi),實(shi)現(xian)了(le)數(shu)據采集、數(shu)據處理、數(shu)據存(cun)儲(chu)、數(shu)據查詢(xun)與(yu)分(fen)析(xi)、可(ke)視化監(jian)控、報(bao)警管理、統計報(bao)表(biao)等功能。在(zai)高(gao)級(ji)應(ying)用(yong)上(shang)支(zhi)持能量調度(du),具(ju)備計劃曲線、削峰填(tian)谷(gu)、需量控制、備(bei)用(yong)電(dian)源(yuan)等控制(zhi)功能。既(ji)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)儲(chu)能壹(yi)體(ti)櫃(gui),也(ye)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)儲(chu)能集裝箱,是專門用(yong)於(yu)設備管理的(de)壹套(tao)軟(ruan)件系統平(ping)臺。

5.2系統結(jie)構(gou)圖

5.3系統功能

5.3.1實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)

系統人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)友好(hao)，能夠(gou)顯(xian)示儲能櫃(gui)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)，實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)PCS、BMS以(yi)及環(huan)境(jing)參數(shu)信息(xi)，如電(dian)參量、溫度(du)、濕(shi)度(du)等(deng)。實(shi)時(shi)顯(xian)示有關故障、告警、收(shou)益(yi)等信息(xi)。

5.3.2設備監(jian)控

系統能夠(gou)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)PCS、BMS、電(dian)表(biao)、空(kong)調(tiao)、消(xiao)防(fang)、除(chu)濕(shi)機(ji)等設備的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)及運(yun)行(xing)模(mo)式。

PCS監控(kong)：滿足(zu)儲能變(bian)流(liu)器的(de)參數(shu)與(yu)限(xian)值設置；運(yun)行(xing)模(mo)式設置；實(shi)現(xian)儲(chu)能變(bian)流(liu)器交直流(liu)側電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)、功率及充放電(dian)量參數(shu)的(de)采集與(yu)展示；實(shi)現(xian)PCS通(tong)訊(xun)狀(zhuang)態(tai)、啟停狀(zhuang)態(tai)、開關狀(zhuang)態(tai)、異常(chang)告警等(deng)狀(zhuang)態(tai)監測(ce)。

BMS監(jian)控(kong)：滿足電(dian)池(chi)管理系統的(de)參數(shu)與(yu)限(xian)值設置；實(shi)現(xian)儲(chu)能電(dian)池(chi)的(de)電(dian)芯(xin)、電(dian)池(chi)簇(cu)的(de)溫度(du)、電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)的(de)監測(ce)；實(shi)現(xian)電(dian)池(chi)充放電(dian)狀(zhuang)態(tai)、電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)及溫度(du)異(yi)常(chang)狀(zhuang)態(tai)的(de)告警。

空調監控：滿足(zu)環境溫度(du)的(de)監測(ce)，可(ke)根(gen)據設置的(de)閾(yu)值進行(xing)空調(tiao)溫度(du)的(de)聯(lian)動(dong)調節，並實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)空(kong)調的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)及溫濕(shi)度(du)數(shu)據，以曲線形(xing)式進行(xing)展示。

UPS監控：滿足UPS的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)及相關電(dian)參量監測(ce)。

5.3.3曲(qu)線報(bao)表

系統能夠(gou)對(dui)PCS充放電(dian)功率曲線(xian)、SOC變換曲(qu)線(xian)、及電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)、溫度(du)等(deng)歷(li)史曲(qu)線的(de)查詢(xun)與(yu)展示。

5.3.4策(ce)略配置

滿(man)足儲(chu)能系統設備參數(shu)的(de)配置、電(dian)價(jia)參數(shu)與(yu)時(shi)段(duan)的(de)設置、控(kong)制策(ce)略的(de)選(xuan)擇(ze)。目(mu)前(qian)支(zhi)持的(de)控制(zhi)策(ce)略包含(han)計劃曲線、削峰填(tian)谷(gu)、需量控制等(deng)。

5.3.5實(shi)時(shi)報(bao)警(jing)

儲能能量管理系統具(ju)有實(shi)時(shi)告警功能，系統能夠(gou)對(dui)儲能充放電(dian)越(yue)限(xian)、溫度(du)越(yue)限(xian)、設備故(gu)障或通(tong)信故障等事件(jian)發(fa)出(chu)告警。

5.3.6事(shi)件(jian)查詢(xun)統計

儲(chu)能能量管理系統能夠(gou)對(dui)遙(yao)信變位(wei)，溫濕(shi)度(du)、電(dian)壓(ya)越(yue)限(xian)等事(shi)件(jian)記(ji)錄進行(xing)存(cun)儲(chu)和(he)管理，方便(bian)用(yong)戶對系統事(shi)件(jian)和(he)報警(jing)進行(xing)歷史(shi)追(zhui)溯(su)，查(zha)詢(xun)統計、事(shi)故(gu)分(fen)析(xi)。

5.3.7遙(yao)控操(cao)作(zuo)

可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)每(mei)個(ge)設備下(xia)面的(de)紅(hong)色按(an)鈕對(dui)PCS、風(feng)機(ji)、除(chu)濕(shi)機(ji)、空調(tiao)控制器、照(zhao)明等設備進行(xing)相應的(de)控制(zhi)，但(dan)是當設備未(wei)通(tong)信上時(shi)，控(kong)制(zhi)按(an)鈕會(hui)顯(xian)示無效(xiao)狀(zhuang)態(tai)。

5.3.8用(yong)戶權(quan)限(xian)管理

儲能能量管理系統為(wei)保障系統安全(quan)穩定運(yun)行(xing)，設置了(le)用(yong)戶權(quan)限(xian)管理功能。通(tong)過(guo)用(yong)戶權(quan)限(xian)管理能夠(gou)防(fang)止未經授權(quan)的(de)操(cao)作(zuo)（如遙(yao)控的(de)操(cao)作(zuo)，數(shu)據庫(ku)修(xiu)改(gai)等(deng)）。可(ke)以(yi)定(ding)義不同級(ji)別(bie)用(yong)戶的(de)登錄(lu)名、密碼(ma)及操(cao)作(zuo)權(quan)限(xian)，為(wei)系統運(yun)行(xing)、維護、管理提供可(ke)靠(kao)的(de)安全(quan)保障。

6相關平臺部(bu)署(shu)硬件(jian)選(xuan)型(xing)清單(dan)

參考(kao)文(wen)獻(xian)

1. 史(shi)明亮.探(tan)析(xi)新能源(yuan)發(fa)電(dian)與(yu)分(fen)布(bu)式發(fa)電(dian)及其對電(dian)力(li)系統的(de)影響(xiang)[J].現(xian)代(dai)制造技(ji)術與(yu)裝備(bei)

2. 陳浩龍(long).適應分(fen)布(bu)式新能源(yuan)發(fa)電(dian)系統負(fu)荷(he)調峰(feng)策(ce)略研(yan)究(jiu)[J].節(jie)能與(yu)環保

3. 黃(huang)北軍.共直(zhi)流母(mu)線型(xing)的(de)分(fen)布(bu)式新能源(yuan)發(fa)電(dian)系統協調控(kong)制技(ji)術研(yan)究(jiu)[J].電(dian)氣(qi)開關

4. 安科(ke)瑞企(qi)業(ye)微電(dian)網(wang)設計與(yu)應用(yong)手冊.2022.05版(ban)

5. 董暢(chang).分(fen)布(bu)式新能源(yuan)發(fa)電(dian)中的(de)儲能系統能量管理分(fen)析(xi)