儲能櫃構(gou)造的(de)創新(xin)

淺(qian)析(xi)新(xin)能源態(tai)勢下儲能櫃構(gou)造的(de)創新(xin)

安科瑞(rui)電(dian)氣股份有限(xian)公司(si) 上海(hai)嘉定 201801

引(yin)言

隨(sui)著新(xin)能源技術(shu)的(de)飛速發(fa)展(zhan)，儲能櫃作為新(xin)能源系(xi)統的(de)重要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)分，正(zheng)日(ri)益(yi)受到(dao)廣(guang)泛關註。本(ben)文(wen)將從(cong)新(xin)能源態(tai)勢下儲能櫃構(gou)造的(de)應用出(chu)發(fa)，探討(tao)其(qi)在(zai)新(xin)能源領(ling)域(yu)的(de)創新(xin)與發(fa)展(zhan)。

壹、新(xin)能源態(tai)勢下儲能櫃的(de)構造(zao)及(ji)原(yuan)理

儲能櫃主要由電(dian)池組(zu)、能量管理系統(tong)（EMS）、電(dian)池管理系統(tong)（BMS）、充(chong)電設(she)備、逆(ni)變器等(deng)部(bu)分組(zu)成(cheng)。其(qi)中，電池組(zu)是儲能櫃的(de)核心(xin)部(bu)分，負責儲存(cun)和釋放能量；EMS負責能量調度(du)和優化(hua)；BMS負責電池的(de)監控(kong)和(he)保護(hu)；充電(dian)設(she)備負責將外部(bu)電源(yuan)的(de)電能轉換(huan)為電(dian)池儲存(cun)的(de)化(hua)學(xue)能；逆(ni)變器負責將電池儲存(cun)的(de)直(zhi)流電轉(zhuan)換(huan)為交流電。

儲能櫃的(de)工作原(yuan)理是：在充電過(guo)程中(zhong)，外部(bu)電源(yuan)提供的(de)電能通過(guo)充電(dian)設(she)備轉(zhuan)換為電(dian)池儲存(cun)的(de)化(hua)學(xue)能；在放(fang)電過(guo)程中(zhong)，電(dian)池釋放的(de)化(hua)學(xue)能通過(guo)逆(ni)變器轉(zhuan)換為交流電，供給負載使(shi)用。

二(er)、新(xin)能源態(tai)勢下儲能櫃的(de)應用

1. 風能和太(tai)陽(yang)能發(fa)電(dian)配套儲能

隨著(zhe)新(xin)能源發(fa)電(dian)技術(shu)的(de)不(bu)斷(duan)成(cheng)熟(shu)，風力(li)發(fa)電(dian)和太(tai)陽(yang)能發(fa)電(dian)已成(cheng)為我國(guo)新(xin)能源的(de)重要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)分。然而(er)，風能和太(tai)陽(yang)能具有不(bu)穩定性和(he)間(jian)歇性，無(wu)法滿足電力(li)系(xi)統(tong)的(de)穩定供電需求(qiu)。儲能櫃的(de)應用可(ke)以有效解決(jue)這壹問題(ti)，將不(bu)穩定的(de)新(xin)能源發(fa)電(dian)輸出(chu)調整為穩定的(de)電能輸出(chu)，提高新(xin)能源發(fa)電(dian)的(de)利用效率。

2. 電網調峰(feng)和需求(qiu)響(xiang)應

儲能櫃在(zai)電網(wang)調峰(feng)和需求(qiu)響(xiang)應方面(mian)具有重(zhong)要(yao)作用。在(zai)電(dian)網(wang)負荷高峰(feng)時(shi)段(duan)，儲能櫃可(ke)以釋(shi)放儲存(cun)的(de)電能，減(jian)輕電網(wang)負荷壓力；在電(dian)網(wang)負荷低谷時(shi)段(duan)，儲能櫃可(ke)以吸(xi)收多余的(de)電能，實現(xian)電網負荷的(de)削(xue)峰(feng)填谷(gu)。此(ci)外，儲能櫃還(hai)可(ke)以參(can)與(yu)需求(qiu)響(xiang)應，根(gen)據(ju)電(dian)力市場(chang)價格調整儲能櫃的(de)充放(fang)電(dian)策(ce)略，降低(di)電力(li)成(cheng)本(ben)。

3. 微(wei)電網(wang)和分布式能源系(xi)統

儲能櫃在(zai)微(wei)電網(wang)和分布式能源系(xi)統中(zhong)發(fa)揮(hui)著關鍵作用。通(tong)過(guo)儲能櫃的(de)削(xue)峰(feng)填谷(gu)、負荷平(ping)衡等(deng)功(gong)能，可(ke)以提高微(wei)電網(wang)和分布式能源系(xi)統的(de)穩定性和(he)經(jing)濟(ji)性。同時(shi)，儲能櫃還(hai)可(ke)以實現(xian)新(xin)能源發(fa)電(dian)與負荷的(de)實時(shi)匹(pi)配(pei)，提高新(xin)能源的(de)利用效率。

4. 電動汽車充(chong)電(dian)設(she)施(shi)

隨著(zhe)電動(dong)汽(qi)車(che)的(de)普及(ji)，電(dian)動(dong)汽車充(chong)電設(she)施(shi)的(de)建(jian)設(she)成(cheng)為迫(po)切需求(qiu)。儲能櫃在(zai)電動(dong)汽(qi)車(che)充(chong)電設(she)施(shi)中的(de)應用，可(ke)以有效緩解充電樁對(dui)電網(wang)的(de)沖(chong)擊(ji)，提高充(chong)電樁的(de)利用效率。此外，儲能櫃還(hai)可(ke)以為電(dian)動汽車提供備用電(dian)源(yuan)，保障電動(dong)汽車(che)的(de)出(chu)行(xing)需求(qiu)。

三、新(xin)能源態(tai)勢下儲能櫃的(de)創新(xin)與發(fa)展(zhan)

1. 電池技術(shu)的(de)創新(xin)

電池是儲能櫃的(de)核心(xin)部(bu)分，電池技術(shu)的(de)創新(xin)是提高儲能櫃性能的(de)關鍵。目前，鋰電(dian)池、鈉電(dian)池等(deng)新(xin)型電池技術(shu)正(zheng)逐(zhu)漸替代(dai)傳(chuan)統(tong)的(de)鉛酸(suan)電(dian)池，具有更(geng)高的(de)能量密度(du)、更(geng)長(chang)的(de)使用壽命(ming)和更(geng)低的(de)成(cheng)本(ben)。未(wei)來(lai)，電池技術(shu)的(de)創新(xin)將繼續推動(dong)儲能櫃的(de)發(fa)展(zhan)。

2. 能量管理系統(tong)的(de)創新(xin)

能量管理系統(tong)（EMS）是儲能櫃的(de)重要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)分，負責能量調度(du)和優化(hua)。隨著(zhe)大(da)數據(ju)、人(ren)工智能等(deng)技術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，EMS將實現(xian)更(geng)高效的(de)能量管理，提高儲能櫃的(de)利用效率。

3. 儲能櫃與(yu)新(xin)能源發(fa)電(dian)的(de)深度(du)融合

儲能櫃與(yu)新(xin)能源發(fa)電(dian)的(de)深度(du)融合是新(xin)能源發(fa)展(zhan)的(de)趨勢(shi)。通(tong)過(guo)技術(shu)創(chuang)新(xin)，實現(xian)儲能櫃與(yu)新(xin)能源發(fa)電(dian)的(de)實時(shi)匹(pi)配(pei)，提高新(xin)能源的(de)利用效率，推動(dong)新(xin)能源產(chan)業的(de)可(ke)持續發(fa)展(zhan)。

四(si)、Acrel-2000ES儲能櫃能量管理系統(tong)

1系(xi)統概(gai)述(shu)

安(an)科(ke)瑞(rui)儲能能量管理系統(tong)Acrel-2000ES，專(zhuan)門針(zhen)對(dui)工商(shang)業儲能櫃、儲能集裝(zhuang)箱研發(fa)的(de)壹款(kuan)儲能EMS，具有完(wan)善的(de)儲能監控(kong)與(yu)管理功能,涵(han)蓋(gai)了儲能系統(tong)設(she)備(PCS、BMS、電(dian)表、消(xiao)防(fang)、空(kong)調等(deng))的(de)詳(xiang)細(xi)信(xin)息(xi),實現(xian)了數據(ju)采(cai)集(ji)、數(shu)據(ju)處(chu)理、數據(ju)存(cun)儲、數(shu)據(ju)查(zha)詢(xun)與(yu)分析(xi)、可(ke)視化(hua)監控(kong)、報(bao)警管理、統計報表等(deng)功(gong)能。在高(gao)級應用上支持能量調度(du),具備計劃曲線(xian)、削(xue)峰(feng)填谷(gu)、需量控(kong)制(zhi)、防(fang)逆(ni)流等(deng)控(kong)制(zhi)功(gong)能。

2系統(tong)結構(gou)

Acrel-2000ES，可(ke)通過(guo)直(zhi)采(cai)或(huo)者(zhe)通過(guo)通訊管理或串(chuan)口(kou)服務器將(jiang)儲能櫃或(huo)者儲能集裝(zhuang)箱內部(bu)的(de)設(she)備接入系統(tong)。系統(tong)結構(gou)如(ru)下：

3系統功能

3.1實時(shi)監測(ce)

系(xi)統人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)友好，能夠(gou)顯(xian)示儲能櫃的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)，實時(shi)監測(ce)PCS、BMS以(yi)及環(huan)境參(can)數(shu)信(xin)息(xi)，如(ru)電參(can)量、溫度(du)、濕度(du)等(deng)。實時(shi)顯(xian)示有關(guan)故(gu)障、告警、收益(yi)等(deng)信(xin)息(xi)。

3.2設(she)備監(jian)控(kong)

系(xi)統(tong)能夠(gou)實時(shi)監測(ce)PCS、BMS、電(dian)表、空(kong)調、消(xiao)防(fang)、除(chu)濕機(ji)等(deng)設(she)備的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)及運(yun)行(xing)模(mo)式(shi)。

PCS監控(kong)：滿(man)足儲能變流器的(de)參(can)數(shu)與(yu)限(xian)值設(she)置；運(yun)行(xing)模(mo)式(shi)設(she)置；實現(xian)儲能變流器交直(zhi)流側(ce)電(dian)壓(ya)、電流、功率及充放電量參(can)數(shu)的(de)采(cai)集(ji)與(yu)展示；實現(xian)PCS通訊狀(zhuang)態(tai)、啟(qi)停狀態(tai)、開關狀(zhuang)態(tai)、異(yi)常告(gao)警等(deng)狀(zhuang)態(tai)監測。

BMS監控(kong)：滿(man)足電池管理系統(tong)的(de)參(can)數(shu)與(yu)限(xian)值設(she)置；實現(xian)儲能電池的(de)電芯、電池簇的(de)溫度(du)、電壓(ya)、電流的(de)監測(ce)；實現(xian)電池充放電狀(zhuang)態(tai)、電壓、電(dian)流及溫(wen)度(du)異(yi)常狀(zhuang)態(tai)的(de)告警。

空(kong)調監控(kong)：滿(man)足環(huan)境溫度(du)的(de)監測(ce)，可(ke)根(gen)據(ju)設(she)置的(de)閾值(zhi)進(jin)行(xing)空(kong)調溫度(du)的(de)聯動(dong)調節，並(bing)實時(shi)監測(ce)空(kong)調的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)及溫濕度(du)數據(ju)，以(yi)曲線形式(shi)進行(xing)展(zhan)示。

UPS監(jian)控(kong)：滿(man)足UPS的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)及相關電(dian)參(can)量監測(ce)。

3.3曲(qu)線報表(biao)

系統(tong)能夠(gou)對(dui)PCS充放(fang)電功率曲線、SOC變換曲(qu)線(xian)、及(ji)電壓、電(dian)流、溫度(du)等(deng)歷(li)史曲(qu)線的(de)查詢(xun)與(yu)展示。

3.4策(ce)略配置

滿(man)足儲能系統(tong)設(she)備參(can)數(shu)的(de)配置(zhi)、電(dian)價(jia)參(can)數(shu)與(yu)時(shi)段(duan)的(de)設(she)置、控(kong)制(zhi)策(ce)略的(de)選(xuan)擇(ze)。目前支持的(de)控(kong)制(zhi)策(ce)略包含計劃曲線(xian)、削(xue)峰(feng)填谷(gu)、需量控(kong)制(zhi)等(deng)。

3.5實時(shi)報警

儲能能量管理系統(tong)具有實時(shi)告警功能，系統(tong)能夠(gou)對(dui)儲能充放(fang)電越(yue)限、溫(wen)度(du)越(yue)限、設(she)備故(gu)障或通(tong)信(xin)故(gu)障等(deng)事(shi)件發(fa)出(chu)告警。

3.6事件(jian)查詢(xun)統(tong)計

儲能能量管理系統(tong)能夠(gou)對(dui)遙信(xin)變(bian)位(wei)，溫(wen)濕度(du)、電壓(ya)越(yue)限等(deng)事(shi)件記錄(lu)進(jin)行(xing)存(cun)儲和(he)管理，方便(bian)用戶對(dui)系統(tong)事件和報警進行(xing)歷(li)史追(zhui)溯，查詢(xun)統(tong)計、事故分析(xi)。

3.7遙(yao)控(kong)操(cao)作

可(ke)以通(tong)過每(mei)個設(she)備下面的(de)紅色按(an)鈕(niu)對(dui)PCS、風機(ji)、除(chu)濕機(ji)、空(kong)調控(kong)制(zhi)器、照(zhao)明等(deng)設(she)備進(jin)行(xing)相應的(de)控(kong)制(zhi)，但是當設(she)備未(wei)通(tong)信(xin)上時(shi)，控(kong)制(zhi)按(an)鈕(niu)會(hui)顯(xian)示無(wu)效狀態(tai)。

3.8用戶權(quan)限管理

儲能能量管理系統(tong)為保障系統(tong)安全(quan)穩定運(yun)行(xing)，設(she)置了(le)用戶權(quan)限管理功能。通過(guo)用戶權(quan)限管理能夠(gou)防(fang)止未(wei)經(jing)授(shou)權(quan)的(de)操作（如(ru)遙控(kong)的(de)操作，數(shu)據(ju)庫(ku)修(xiu)改(gai)等(deng)）。可(ke)以定義不(bu)同級(ji)別用戶的(de)登錄(lu)名(ming)、密碼及操作權(quan)限，為系(xi)統運(yun)行(xing)、維(wei)護(hu)、管理提供可(ke)靠的(de)安全(quan)保障。

3.9安科(ke)瑞(rui)配(pei)套產(chan)品(pin)

五(wu)、結(jie)束(shu)語

新(xin)能源態(tai)勢下儲能櫃的(de)應用與(yu)創(chuang)新(xin)具有重(zhong)要(yao)意義。隨著(zhe)新(xin)能源技術(shu)的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)，儲能櫃將(jiang)在新(xin)能源領(ling)域(yu)發(fa)揮(hui)更(geng)大的(de)作用，為我國(guo)新(xin)能源產(chan)業的(de)發(fa)展(zhan)貢獻力(li)量。

參(can)考(kao)文獻

企(qi)業微(wei)電網(wang)設(she)計與應用手(shou)冊2022.05版.