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)能夠對PCS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.
歡迎您關(guān)注我們的微信公眾號了解更多信息