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 儲能EMS能量管理系統(tǒng)

1、市場趨勢

隨著我國新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，能源革命持續(xù)深入，儲能作為未來能源系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵支撐，日漸成為各方關(guān)注的重點(diǎn)。儲能將是影響未來能源格局的關(guān)鍵技術(shù)，對其接入能量系統(tǒng)的安全穩(wěn)定高效運(yùn)行、提高能源綜合利用效率、促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推動(dòng)能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型有重要意義。儲能在電力系統(tǒng)中有著廣泛應(yīng)用，涵蓋發(fā)電、輸電、配電和終端用戶的所有方面。

能量管理系統(tǒng)(EMS)是儲能系統(tǒng)的大腦，主要實(shí)現(xiàn)能量的安全優(yōu)化調(diào)度。煙臺德聯(lián)軟件公司是國內(nèi)早開發(fā)儲能EMS的企業(yè)，德聯(lián)儲能EMS已經(jīng)在國內(nèi)外幾十個(gè)各種規(guī)格的儲能項(xiàng)目上得到應(yīng)用，有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和*的算法；對當(dāng)前棄風(fēng)棄光、負(fù)荷不穩(wěn)和峰谷價(jià)差等問題，通過優(yōu)化儲能控制、分布式電源出力和負(fù)荷投退等，安全、經(jīng)濟(jì)、高效地實(shí)現(xiàn)了不同應(yīng)用場景（電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)和輔助服務(wù)）和不同運(yùn)行方式下的能量管控。

2、客戶痛點(diǎn)

（1）監(jiān)測內(nèi)容不充分

監(jiān)測方法較為單一，沒有充分挖掘不同類型電池特性進(jìn)行針對性的數(shù)據(jù)采集與狀態(tài)監(jiān)測，導(dǎo)致監(jiān)測內(nèi)容不充分。

（2）電站響應(yīng)時(shí)間慢

監(jiān)控架構(gòu)不合理，無法滿足毫秒至分鐘級不同時(shí)間尺度的控制需求，致使電站響應(yīng)時(shí)間慢，無法達(dá)到考核標(biāo)準(zhǔn)。

（3）管控手段不科學(xué)

控制方法較為簡單，沒有形成包含儲能設(shè)備全壽命周期管理的功率調(diào)節(jié)與能量管理的優(yōu)化算法，造成管控手段不科學(xué)。

（4）分析結(jié)果不全面

監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)缺乏統(tǒng)籌管理，沒有形成運(yùn)行數(shù)據(jù)的全過程、系統(tǒng)性規(guī)劃與管控，使得分析結(jié)果不全面，運(yùn)維檢修缺乏大數(shù)據(jù)支撐。

3、解決方案

（1）建設(shè)目標(biāo)

1）建立電站監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控電站運(yùn)行狀態(tài)

2）建立可靠穩(wěn)定的數(shù)據(jù)保存機(jī)制，保證電站數(shù)據(jù)安全完整

3）建立實(shí)時(shí)、可靠、完整的數(shù)據(jù)采集體系

4）建立可靠的安全監(jiān)控機(jī)制，確保電站遙控、遙調(diào)操作的正確性

5）建立能量調(diào)度管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)儲能全生命周期管理、能量優(yōu)化調(diào)度

（2）設(shè)計(jì)原則

1）*性與前瞻性

系統(tǒng)建設(shè)采用符合未來發(fā)展趨勢的*的設(shè)計(jì)方案

2）開放性

可支持同不同系統(tǒng)之間的互訪，提供第三方數(shù)據(jù)接口服務(wù)

3）安全性

采用完整的安全架構(gòu)，避免出現(xiàn)安全真空

4）可擴(kuò)展性

系統(tǒng)建設(shè)完成后具備良好的擴(kuò)展功能

5）規(guī)范性

遵從各個(gè)相關(guān)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

6）可靠性和穩(wěn)定性

充分考慮軟件、硬件的可靠性和穩(wěn)定性

（3）功能價(jià)值

1）工程實(shí)施，簡單高效

高效的圖形組態(tài)、模板管理、數(shù)據(jù)庫管理、算法配置等工具。簡單易用，能大大縮短工程實(shí)施的周期。

2）全景監(jiān)控

全數(shù)據(jù)采集處理、全數(shù)據(jù)存儲、實(shí)時(shí)告警，支持四遙、支持對外接口，支持百萬點(diǎn)以上實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)。

3）智能調(diào)度、提高收益

*的功率調(diào)節(jié)與能量管理的優(yōu)化算法，延長系統(tǒng)使用壽命，給客戶減少成本,提高收益。

4）大數(shù)據(jù)分析、智能運(yùn)檢

基于AI及大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合人工專業(yè)診斷，實(shí)現(xiàn)儲能電站智能運(yùn)檢，延長儲能系統(tǒng)使用壽命。

4、系統(tǒng)架構(gòu)

5、系統(tǒng)功能

（1）系統(tǒng)總界面

總體信息監(jiān)視，如系統(tǒng)頻率、儲能SOC、儲能工作狀態(tài)、負(fù)荷信息、其他用能總量信息、電能質(zhì)量等數(shù)據(jù)及參數(shù)。

（2）實(shí)時(shí)監(jiān)視

1）一次接線圖

在一次接線圖上監(jiān)視發(fā)電、儲能、配變、母線、開關(guān)刀閘工作狀態(tài)和重要運(yùn)行信息。支持動(dòng)態(tài)拓?fù)浞治龊椭筛鶕?jù)斷路器、開關(guān)的實(shí)時(shí)狀態(tài)確定系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的帶電、停電、接地等狀態(tài)，并將結(jié)果在人機(jī)界面上用不同的顏色表示出來。為運(yùn)行人員提供直觀的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息。

2）儲能室監(jiān)視

實(shí)時(shí)監(jiān)測儲能的運(yùn)行狀態(tài)、工作狀態(tài)、功率、SOC、SOH、告警信息。

3）PCS監(jiān)視

包括工作狀態(tài)、交流斷路器狀態(tài)、直流斷路器狀態(tài)、直流電壓、直流電流、逆變?nèi)嘟涣麟妷?、逆變?nèi)嘟涣麟娏?、充放電信息、溫度、頻率、直流功率、逆變?nèi)嘟涣鞴β?、?bào)警故障信息。

4）、BMS監(jiān)視

包括電池?cái)?shù)目、電池標(biāo)稱容量、總電壓、電流、單體電壓、單體低電壓、SOC、 SOH、電池溫度、每組電池電壓平均值、電壓報(bào)警信息、電流報(bào)警信息、溫度報(bào)警信息、工作狀態(tài)。

5）、電池單體監(jiān)視

對電池簇單體電壓和溫度進(jìn)行監(jiān)視。

6）空調(diào)與消防監(jiān)視

主要監(jiān)視本機(jī)溫度、本機(jī)濕度、開關(guān)機(jī)狀態(tài)、加濕器運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、能效控制運(yùn)行狀態(tài)。

7）SVG監(jiān)視

主要包含監(jiān)控運(yùn)行、數(shù)據(jù)顯示、壓板狀態(tài)、開入顯示。

8）協(xié)調(diào)控制

監(jiān)視電網(wǎng)的運(yùn)行方式，如并網(wǎng)、離網(wǎng)狀態(tài)，儲能電站的主要運(yùn)行狀態(tài)，如發(fā)電功率、日發(fā)電量、儲能SOC、儲能狀態(tài)、總負(fù)荷、總儲冷、總儲熱等。根據(jù)不同的控制需求，能源管理系統(tǒng)應(yīng)具有多種運(yùn)行方式。例如，并離網(wǎng)運(yùn)行控制、平滑光伏發(fā)電出力波動(dòng)、跟蹤計(jì)劃出力、削峰填谷、緊急應(yīng)用等。

（3）實(shí)時(shí)告警

顯示當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行的告警信息。

（4）歷史告警

可按照發(fā)生時(shí)間、故障類型、設(shè)備類型等組合條件，查詢歷*所有發(fā)生的事件，包括故障及預(yù)警信息。

（5）曲線報(bào)表列表

可隨時(shí)查看充放電效率曲線、日充日放曲線、總充總放曲線等。

（6）報(bào)表列表

采用類EXCEL的方式生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表，包括日報(bào)、月報(bào)、年報(bào)等。使用方便、格式靈活、支持定制報(bào)表。

（7）用戶管理

用戶賬號管理分級別，可監(jiān)視賬號，可控制賬號等。為了保證信息安全、操作安全和數(shù)據(jù)安全，只有*的用戶才能訪問服務(wù)器的服務(wù)和數(shù)據(jù)。

6、系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）跨平臺

支持Windows 、Linux 、Unix操作系統(tǒng)，支持國內(nèi)外主流數(shù)據(jù)庫、支持多國語言。

（2）分布式

組件化，可復(fù)用；支持從單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)的各種架構(gòu)；分布式的協(xié)調(diào)運(yùn)行。

（3）組態(tài)化

支持本地監(jiān)控的組態(tài)以及web組態(tài)的形式，方便用戶實(shí)現(xiàn)自己的想法。

（4）云端支持

提供本地監(jiān)控、web展示以及手機(jī)APP整套方案；支持百萬采樣點(diǎn)以上的大型實(shí)時(shí)系統(tǒng)。

（5）算法*

*的儲能優(yōu)化算法，在電池狀態(tài)不好的情況也能夠保持系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行，有各種場合的成熟應(yīng)用案例，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)。

（6）智能運(yùn)檢

通過AI及大數(shù)據(jù)分析結(jié)合專業(yè)診斷，實(shí)現(xiàn)檢修輔助決策。

7、應(yīng)用場景

（1）用戶側(cè)

【策略】

a）峰谷電價(jià)套利

控制策略：結(jié)合日內(nèi)峰、谷、平電價(jià)機(jī)制與儲能系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的度電成本，確定化的峰谷平充放電策略，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高性價(jià)比。

b)需求響應(yīng)控制

控制策略：應(yīng)按照需求側(cè)響應(yīng)平臺指令進(jìn)行充放電控制，依據(jù)相關(guān)政策，提前進(jìn)行soc管理，實(shí)現(xiàn)參與需求側(cè)響應(yīng)獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼。

c）光儲系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

控制策略：考慮分布式發(fā)電、用戶用電成本，結(jié)合光伏-儲能聯(lián)合收益因素的

儲能優(yōu)化控制。

d）其他，應(yīng)急響應(yīng)等

（2）電源側(cè)

【策略】

a）提高可再生能源消納

控制策略：在常規(guī)發(fā)電出力、電網(wǎng)送出斷面等約束的基礎(chǔ)上，考慮儲能系統(tǒng)運(yùn)行、容量約束，通過優(yōu)化儲能充放電實(shí)現(xiàn)提高光伏、風(fēng)電發(fā)電消納，減少棄光、棄風(fēng)。

b）平抑可再生能源功率波動(dòng)

控制策略：風(fēng)光等可再生資源具有間歇性，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，通過儲能系統(tǒng)的合理調(diào)節(jié)，可平滑功率曲線，平抑功率的波動(dòng)率，提高電能質(zhì)量,減少對于電網(wǎng)的沖擊。

（3）電網(wǎng)側(cè)

【策略】

a）參與電網(wǎng)頻率響應(yīng)控制

控制策略：應(yīng)在電網(wǎng)頻率變化時(shí)按照一定要求對電網(wǎng)提供有功支撐。

b）延緩電網(wǎng)改造

控制策略：應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特性及當(dāng)前供電能力情況，在解決負(fù)荷超限問題的供電需求前提下，優(yōu)化儲能電站充放電方式，儲能電站的soc運(yùn)行范圍小及功率低。

c）無功電壓支撐

控制策略：應(yīng)能識別負(fù)荷變化或分布式電源輸出功率變化引起輸電網(wǎng)電壓過高或過低，控制儲能電站通過調(diào)節(jié)儲能單元無功輸出功率，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量，或者作為AVC控制子站。

d）提高分布式電源就地消納；

控制策略：應(yīng)結(jié)合就地消納率同分布式電源、負(fù)荷特性約關(guān)系，通過充放控制將分布式電源出力與負(fù)荷進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)所需儲能充放電容量小及功率小。

1. 輔助服務(wù)

1、調(diào)度中心發(fā)送AGC指令到電廠遠(yuǎn)動(dòng)裝置RTU。

2、RTU轉(zhuǎn)發(fā)AGC指令至儲能主控單元和電廠DCS。

3、儲能主控單元根據(jù)AGC指令和機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)信息,與機(jī)組協(xié)調(diào)出力。

8、系統(tǒng)特點(diǎn)

• 實(shí)用性：從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，力求簡單實(shí)用。
• 安全性：包括企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)資料的完整性安全，系統(tǒng)要具有抗侵入、容錯(cuò)的能力。
• *性:軟硬件平臺建設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)以及系統(tǒng)的維護(hù)管理所采用的產(chǎn)品技術(shù)均綜合考慮當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢，采用相對*同時(shí)市場相對成熟的產(chǎn)品技術(shù)，以滿足系統(tǒng)未來的發(fā)展需求。
• 開放性:選用開放的硬件和軟件平臺，支持多種主機(jī)互連，系統(tǒng)互連全部采用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)層通訊協(xié)議。
• 可擴(kuò)充性:擁有簡單易行的擴(kuò)充升級能力，滿足未來的應(yīng)用擴(kuò)展的需要。