淺析(xi)新能源態勢下(xia)儲(chu)能櫃(gui)構造的(de)應用(yong)與(yu)創(chuang)新

淺(qian)析(xi)新能源態勢下(xia)儲(chu)能櫃(gui)構造的(de)應用(yong)與(yu)創(chuang)新

周文浩

安科瑞(rui)電(dian)氣(qi)股(gu)份有限(xian)公(gong)司 上(shang)海(hai)嘉定(ding) 201801

引言(yan)

隨(sui)著(zhe)新能源技術的(de)飛(fei)速(su)發(fa)展(zhan)，儲(chu)能櫃(gui)作(zuo)為新能源系統(tong)的(de)重(zhong)要(yao)組成部(bu)分(fen)，正日益受到廣(guang)泛(fan)關註(zhu)。本(ben)文(wen)將從(cong)新能源態勢下(xia)儲(chu)能櫃(gui)構造的(de)應用(yong)出(chu)發(fa)，探(tan)討(tao)其在(zai)新能源領域的(de)創(chuang)新與發(fa)展(zhan)。

壹(yi)、新能源態勢下(xia)儲(chu)能櫃(gui)的(de)構造及(ji)原(yuan)理(li)

儲(chu)能櫃(gui)主要(yao)由(you)電(dian)池(chi)組、能量管(guan)理(li)系統(tong)（EMS）、電(dian)池管理(li)系統(tong)（BMS）、充電設(she)備(bei)、逆(ni)變器等部(bu)分(fen)組成。其中，電池組是(shi)儲(chu)能櫃(gui)的(de)核(he)心(xin)部(bu)分(fen)，負(fu)責(ze)儲(chu)存(cun)和(he)釋放能量；EMS負(fu)責(ze)能量調(tiao)度(du)和(he)優化(hua)；BMS負(fu)責(ze)電(dian)池的(de)監(jian)控和(he)保(bao)護；充電設(she)備(bei)負(fu)責(ze)將外(wai)部(bu)電源的(de)電(dian)能轉換(huan)為電池儲(chu)存(cun)的(de)化(hua)學(xue)能；逆變器負(fu)責(ze)將電(dian)池儲(chu)存(cun)的(de)直(zhi)流電(dian)轉(zhuan)換(huan)為交(jiao)流(liu)電(dian)。

儲(chu)能櫃(gui)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)是(shi)：在(zai)充電過(guo)程中，外(wai)部(bu)電源提供(gong)的(de)電(dian)能通過(guo)充電設(she)備(bei)轉(zhuan)換(huan)為電池儲(chu)存(cun)的(de)化(hua)學(xue)能；在(zai)放電(dian)過(guo)程中，電池釋放的(de)化(hua)學(xue)能通過(guo)逆變器轉換(huan)為交(jiao)流(liu)電(dian)，供(gong)給負(fu)載使(shi)用(yong)。

二、新能源態勢下(xia)儲(chu)能櫃(gui)的(de)應用(yong)

1. 風能和太(tai)陽(yang)能發電(dian)配(pei)套(tao)儲(chu)能

隨著(zhe)新能源發電技術(shu)的(de)不(bu)斷(duan)成熟，風(feng)力(li)發(fa)電(dian)和(he)太(tai)陽(yang)能發電(dian)已(yi)成為我國新能源的(de)重(zhong)要(yao)組成部(bu)分(fen)。然(ran)而(er)，風(feng)能和太(tai)陽(yang)能具有(you)不(bu)穩(wen)定(ding)性和間歇性，無法滿足(zu)電(dian)力(li)系統(tong)的(de)穩(wen)定(ding)供(gong)電需求。儲(chu)能櫃(gui)的(de)應用(yong)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)解(jie)決這壹(yi)問題，將不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)新能源發電輸出(chu)調(tiao)整為穩定(ding)的(de)電(dian)能輸出(chu)，提(ti)高(gao)新能源發電的(de)利(li)用(yong)效(xiao)率。

2. 電(dian)網(wang)調(tiao)峰和需求響(xiang)應

儲(chu)能櫃(gui)在(zai)電(dian)網(wang)調(tiao)峰和需求響(xiang)應方(fang)面(mian)具有(you)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。在(zai)電(dian)網(wang)負(fu)荷(he)高(gao)峰(feng)時(shi)段，儲(chu)能櫃(gui)可以(yi)釋放儲(chu)存(cun)的(de)電(dian)能，減(jian)輕(qing)電網(wang)負(fu)荷(he)壓(ya)力(li)；在(zai)電(dian)網(wang)負(fu)荷(he)低(di)谷(gu)時(shi)段，儲(chu)能櫃(gui)可以(yi)吸收(shou)多(duo)余的(de)電(dian)能，實現(xian)電(dian)網(wang)負(fu)荷(he)的(de)削(xue)峰填谷(gu)。此(ci)外(wai)，儲(chu)能櫃(gui)還可(ke)以參與(yu)需求響(xiang)應，根(gen)據(ju)電力(li)市(shi)場(chang)價格(ge)調(tiao)整儲(chu)能櫃(gui)的(de)充放電(dian)策(ce)略，降低電力(li)成(cheng)本(ben)。

3. 微(wei)電(dian)網(wang)和分(fen)布式(shi)能源系統(tong)

儲(chu)能櫃(gui)在(zai)微(wei)電(dian)網(wang)和分(fen)布式(shi)能源系統(tong)中(zhong)發揮(hui)著關鍵(jian)作(zuo)用(yong)。通過(guo)儲(chu)能櫃(gui)的(de)削(xue)峰填谷(gu)、負(fu)荷(he)平(ping)衡(heng)等功能，可以(yi)提(ti)高(gao)微(wei)電(dian)網(wang)和分(fen)布式(shi)能源系統(tong)的(de)穩(wen)定(ding)性和經濟性。同(tong)時，儲(chu)能櫃(gui)還可(ke)以實現新能源發電與負(fu)荷(he)的(de)實(shi)時匹配(pei)，提(ti)高(gao)新能源的(de)利(li)用(yong)效(xiao)率。

4. 電(dian)動汽(qi)車(che)充電設(she)施(shi)

隨(sui)著電動汽(qi)車(che)的(de)普(pu)及(ji)，電(dian)動汽(qi)車(che)充電設(she)施(shi)的(de)建設(she)成(cheng)為迫切需求。儲(chu)能櫃(gui)在(zai)電(dian)動汽(qi)車(che)充電設(she)施(shi)中(zhong)的(de)應用(yong)，可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)緩(huan)解(jie)充電樁對(dui)電(dian)網(wang)的(de)沖(chong)擊，提高(gao)充電樁的(de)利(li)用(yong)效(xiao)率。此(ci)外(wai)，儲(chu)能櫃(gui)還可(ke)以為電動汽(qi)車(che)提供(gong)備(bei)用(yong)電(dian)源，保(bao)障電動汽(qi)車(che)的(de)出(chu)行需求。

三(san)、新能源態勢下(xia)儲(chu)能櫃(gui)的(de)創(chuang)新與發(fa)展(zhan)

1. 電池技術(shu)的(de)創(chuang)新

電池(chi)是(shi)儲(chu)能櫃(gui)的(de)核(he)心(xin)部(bu)分(fen)，電池技(ji)術(shu)的(de)創(chuang)新是(shi)提高(gao)儲(chu)能櫃(gui)性能的(de)關鍵(jian)。目(mu)前(qian)，鋰電池(chi)、鈉電池(chi)等新型電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)正逐漸替(ti)代(dai)傳(chuan)統(tong)的(de)鉛(qian)酸(suan)電池，具有(you)更(geng)高(gao)的(de)能量密(mi)度(du)、更(geng)長(chang)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)和(he)更(geng)低(di)的(de)成(cheng)本。未來，電(dian)池(chi)技術(shu)的(de)創(chuang)新將繼(ji)續(xu)推(tui)動儲(chu)能櫃(gui)的(de)發(fa)展(zhan)。

2. 能量管(guan)理(li)系統(tong)的(de)創(chuang)新

能量管(guan)理(li)系統(tong)（EMS）是(shi)儲(chu)能櫃(gui)的(de)重(zhong)要(yao)組成部(bu)分(fen)，負(fu)責(ze)能量調(tiao)度(du)和(he)優化(hua)。隨著大(da)數據、人工(gong)智能等技術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，EMS將實(shi)現更(geng)高(gao)效(xiao)的(de)能量管(guan)理(li)，提高(gao)儲(chu)能櫃(gui)的(de)利(li)用(yong)效(xiao)率。

3. 儲(chu)能櫃(gui)與新能源發電的(de)深(shen)度(du)融合

儲(chu)能櫃(gui)與新能源發電的(de)深(shen)度(du)融合是(shi)新能源發展(zhan)的(de)趨(qu)勢。通過(guo)技術創新，實現(xian)儲(chu)能櫃(gui)與新能源發電的(de)實(shi)時匹配(pei)，提(ti)高(gao)新能源的(de)利(li)用(yong)效(xiao)率，推(tui)動新能源產(chan)業(ye)的(de)可(ke)持續(xu)發展(zhan)。

四(si)、Acrel-2000ES儲(chu)能櫃(gui)能量管(guan)理(li)系統(tong)

4.1系統(tong)概(gai)述(shu)

安科瑞(rui)儲(chu)能能量管(guan)理(li)系統(tong)Acrel-2000ES，專(zhuan)門針(zhen)對(dui)工(gong)商(shang)業(ye)儲(chu)能櫃(gui)、儲(chu)能集裝箱研(yan)發的(de)壹(yi)款儲(chu)能EMS，具有(you)完(wan)善(shan)的(de)儲(chu)能監控與(yu)管(guan)理(li)功能,涵蓋(gai)了(le)儲(chu)能系統(tong)設(she)備(bei)(PCS、BMS、電(dian)表、消防(fang)、空(kong)調(tiao)等)的(de)詳(xiang)細信息,實(shi)現(xian)了(le)數據采(cai)集、數據處理(li)、數據存(cun)儲(chu)、數據查詢(xun)與(yu)分(fen)析(xi)、可視化(hua)監控、報(bao)警管理(li)、統(tong)計(ji)報(bao)表等功能。在(zai)高(gao)級(ji)應用(yong)上(shang)支持能量調(tiao)度(du),具備(bei)計(ji)劃(hua)曲線(xian)、削峰(feng)填谷(gu)、需量控制(zhi)、防(fang)逆(ni)流(liu)等控制(zhi)功(gong)能。

4.2系統(tong)結構

Acrel-2000ES，可通過(guo)直(zhi)采(cai)或者通過(guo)通訊(xun)管理(li)或串(chuan)口(kou)服(fu)務(wu)器將儲(chu)能櫃(gui)或者儲(chu)能集裝箱內(nei)部(bu)的(de)設(she)備(bei)接入(ru)系統(tong)。系統(tong)結構如(ru)下(xia)：

4.3系統(tong)功(gong)能

4.3.1實時監測(ce)

系統(tong)人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)友(you)好，能夠(gou)顯(xian)示(shi)儲(chu)能櫃(gui)的(de)運(yun)行狀(zhuang)態，實時(shi)監(jian)測(ce)PCS、BMS以及(ji)環(huan)境參數信息，如(ru)電(dian)參量、溫(wen)度(du)、濕度(du)等。實時(shi)顯(xian)示(shi)有關故障、告(gao)警、收(shou)益(yi)等信息(xi)。

4.3.2設備(bei)監(jian)控

系統(tong)能夠(gou)實時監測(ce)PCS、BMS、電表、空(kong)調(tiao)、消防(fang)、除(chu)濕機(ji)等設備(bei)的(de)運(yun)行狀(zhuang)態及(ji)運(yun)行模式(shi)。

PCS監控：滿足(zu)儲(chu)能變流器的(de)參數與限(xian)值(zhi)設置(zhi)；運(yun)行模式(shi)設(she)置(zhi)；實(shi)現儲(chu)能變流器交(jiao)直(zhi)流側(ce)電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)、功率及(ji)充放電(dian)量參數的(de)采(cai)集與展(zhan)示(shi)；實現(xian)PCS通訊(xun)狀(zhuang)態、啟(qi)停(ting)狀(zhuang)態、開(kai)關狀(zhuang)態、異常告(gao)警等狀(zhuang)態監測(ce)。

BMS監控：滿足(zu)電(dian)池(chi)管理(li)系統(tong)的(de)參數與限(xian)值(zhi)設置(zhi)；實(shi)現儲(chu)能電池(chi)的(de)電(dian)芯(xin)、電(dian)池(chi)簇的(de)溫(wen)度(du)、電(dian)壓、電(dian)流的(de)監(jian)測(ce)；實(shi)現電池充放電(dian)狀(zhuang)態、電壓(ya)、電(dian)流及(ji)溫(wen)度(du)異常狀(zhuang)態的(de)告(gao)警。

空(kong)調(tiao)監控：滿足(zu)環(huan)境溫(wen)度(du)的(de)監(jian)測(ce)，可(ke)根據設置(zhi)的(de)閾(yu)值(zhi)進(jin)行空(kong)調(tiao)溫度(du)的(de)聯(lian)動調(tiao)節，並實時(shi)監測(ce)空(kong)調(tiao)的(de)運(yun)行狀(zhuang)態及(ji)溫(wen)濕度(du)數據，以曲線(xian)形式(shi)進(jin)行展(zhan)示(shi)。

UPS監控：滿足(zu)UPS的(de)運(yun)行狀(zhuang)態及(ji)相關電(dian)參量監(jian)測(ce)。

4.3.3曲線(xian)報(bao)表

系統(tong)能夠(gou)對(dui)PCS充放電(dian)功(gong)率曲(qu)線(xian)、SOC變換(huan)曲(qu)線(xian)、及(ji)電(dian)壓、電流(liu)、溫度(du)等歷(li)史曲(qu)線(xian)的(de)查(zha)詢(xun)與(yu)展(zhan)示(shi)。

4.3.4策(ce)略配(pei)置(zhi)

滿足(zu)儲(chu)能系統(tong)設(she)備(bei)參數的(de)配(pei)置(zhi)、電(dian)價參數與時段的(de)設(she)置(zhi)、控制(zhi)策(ce)略的(de)選(xuan)擇(ze)。目(mu)前(qian)支持的(de)控制(zhi)策(ce)略包含計(ji)劃(hua)曲線(xian)、削峰(feng)填谷(gu)、需量控制(zhi)等。

4.3.5實時報(bao)警

儲(chu)能能量管(guan)理(li)系統(tong)具有(you)實(shi)時(shi)告(gao)警功能，系統(tong)能夠(gou)對(dui)儲(chu)能充放電(dian)越限(xian)、溫度(du)越(yue)限(xian)、設備(bei)故障或通信(xin)故障等事件(jian)發(fa)出(chu)告(gao)警。

4.3.6事件(jian)查(zha)詢(xun)統(tong)計(ji)

儲(chu)能能量管(guan)理(li)系統(tong)能夠(gou)對(dui)遙(yao)信變位，溫(wen)濕度(du)、電壓越限(xian)等事件(jian)記(ji)錄(lu)進(jin)行存(cun)儲(chu)和(he)管理(li)，方便(bian)用(yong)戶對(dui)系統(tong)事件(jian)和(he)報(bao)警進(jin)行歷(li)史追溯(su)，查詢(xun)統(tong)計(ji)、事故分(fen)析(xi)。

4.3.7遙控操(cao)作(zuo)

可以通過(guo)每個設備(bei)下(xia)面(mian)的(de)紅色(se)按(an)鈕對(dui)PCS、風(feng)機(ji)、除(chu)濕機(ji)、空(kong)調(tiao)控制(zhi)器(qi)、照明等設備(bei)進(jin)行相應的(de)控制(zhi)，但(dan)是(shi)當設備(bei)未(wei)通信(xin)上(shang)時(shi)，控制(zhi)按(an)鈕會(hui)顯(xian)示(shi)無效(xiao)狀(zhuang)態。

4.3.8用(yong)戶權(quan)限(xian)管(guan)理(li)

儲(chu)能能量管(guan)理(li)系統(tong)為保(bao)障系統(tong)安全穩(wen)定(ding)運行，設置(zhi)了(le)用(yong)戶權(quan)限(xian)管(guan)理(li)功能。通過(guo)用(yong)戶權(quan)限(xian)管(guan)理(li)能夠(gou)防(fang)止未(wei)經授權(quan)的(de)操(cao)作(zuo)（如(ru)遙(yao)控的(de)操(cao)作(zuo)，數據庫修改(gai)等）。可以(yi)定(ding)義不(bu)同(tong)級(ji)別(bie)用(yong)戶的(de)登(deng)錄(lu)名(ming)、密碼(ma)及(ji)操(cao)作(zuo)權(quan)限(xian)，為系統(tong)運(yun)行、維護、管理(li)提供(gong)可靠(kao)的(de)安全保(bao)障。

4.3.9安科瑞(rui)配(pei)套(tao)產(chan)品

五(wu)、結束語(yu)

新能源態勢下(xia)儲(chu)能櫃(gui)的(de)應用(yong)與(yu)創(chuang)新具有(you)重(zhong)要(yao)意(yi)義。隨著(zhe)新能源技術的(de)不(bu)斷(duan)發展(zhan)，儲(chu)能櫃(gui)將在(zai)新能源領域發揮(hui)更(geng)大(da)的(de)作(zuo)用(yong)，為我國新能源產(chan)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)貢獻(xian)力(li)量。

參考文獻(xian)

[1]企業(ye)微電網(wang)設計(ji)與(yu)應用(yong)手冊2022.05版(ban).

作(zuo)者簡(jian)介

周文浩，男(nan)，現(xian)任(ren)職(zhi)於安科瑞(rui)電(dian)氣(qi)股(gu)份有限(xian)公(gong)司，主要(yao)從(cong)事儲(chu)能櫃(gui)能量管(guan)理(li)系統(tong)的(de)研(yan)究(jiu)與(yu)應用(yong)