電化學(xué)儲能電站普遍采用少人值守的模式,部分小型儲能電站也可實現(xiàn)無人值守,EMS是儲能電站的“大腦"和運維人員的“眼睛",是實現(xiàn)儲能電站高效運行和調(diào)控使用的關(guān)鍵。
監(jiān)控系統(tǒng)一般采用分層分區(qū)的架構(gòu),EMS系統(tǒng)作為監(jiān)控系統(tǒng)站控層的主要設(shè)備,一般由監(jiān)控服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、交易服務(wù)器、操作員站等組成。
12月1日,國標(biāo)《電化學(xué)儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB/T42726-2023)正式實施,國標(biāo)規(guī)定了電化學(xué)儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、存儲處理、控制與調(diào)節(jié)、報警、事件順序記錄與事故追憶、通信等要求,結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢,EMS的主要功能如下。
首先,電化學(xué)儲能電站數(shù)據(jù)信息量龐大,百兆瓦級電化學(xué)儲能電站數(shù)據(jù)量超過60萬,特別是儲能系統(tǒng)的電壓、溫度、電流等信號異常龐多,需要將數(shù)據(jù)信息送至EMS, EMS通過對BMS、PCS等設(shè)備海量數(shù)據(jù)的采集,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后實現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)視。同時,EMS數(shù)據(jù)存儲設(shè)備需對海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲,便于后期的統(tǒng)計分析,國標(biāo)規(guī)定數(shù)據(jù)存儲容量不少于3個月。
其次,隨著電力市場的建設(shè),中大型電化學(xué)儲能電站參與輔助服務(wù)市場或電力現(xiàn)貨市場,可對電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、緊急功率支撐、平滑功率輸出等多重化的服務(wù),EMS需具備接收調(diào)度AGC、AVC等調(diào)度控制功能,同時需具備與風(fēng)電、光伏等新能源的協(xié)調(diào)互動能力。
最后,EMS需具備與PCS、BMS等現(xiàn)地層設(shè)備的快速可靠通信能力,其中大中型的儲能電站一般采用雙機(jī)雙網(wǎng)冗余配置,通信規(guī)約一般采用104、61850等通信規(guī)約。國標(biāo)規(guī)定EMS發(fā)出控制指令到現(xiàn)地層設(shè)備響應(yīng)時間不超過1s。
此外,EMS需具備報警、防誤閉鎖、自動/手動切換、對時等功能。
未來隨著數(shù)字化、智能化的發(fā)展趨勢,人工智能和大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的應(yīng)用,EMS將在主動安全預(yù)警、智能交易、故障信息處理等方面得到進(jìn)一步提升,最終實現(xiàn)儲能電站的“智慧"運行。
2、產(chǎn)品說明
安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)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(xì)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、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對電池組性能進(jìn)行實時監(jiān)測及歷史數(shù)據(jù)分析、根據(jù)分析結(jié)果采用智能化的分配策略對電池組進(jìn)行充放電控制,優(yōu)化了電池性能,提高電池壽命。
系統(tǒng)支持 Linux 或 Windows 操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫采用 SQL Server。本系統(tǒng)既可以用于儲能一體柜,也可以用于儲能集裝箱,是專門用于儲能設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺。
3、參考標(biāo)準(zhǔn)
《電網(wǎng)配置儲能系統(tǒng)監(jiān)控及通訊技術(shù)規(guī)范(Q/GDW1887-2012)》
《 儲 能 系 統(tǒng) 接 入 配 電 網(wǎng) 能 量 管 理 系 統(tǒng) 功 能 規(guī) 范
(Q/GDW697-2011)》
《分布式電源接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范(NB/T32015-2013)》《分布式電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)設(shè)計規(guī)范(DL/T 5816-2020)》
《分布式儲能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)設(shè)計規(guī)范(T/CEC 173-2018)》
《分布式儲能系統(tǒng)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控技術(shù)規(guī)范(T/CEC 174-2018)》
《用戶側(cè)電化學(xué)儲能系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則(DB42/T 2001-2023)》
4、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5、硬件配置
6、應(yīng)用范圍
適用于工商業(yè)儲能儲能一體柜、儲能集裝箱,容量 500kWh 以內(nèi)。
7、性能參數(shù)
1)硬件性能
表 1 硬件性能
2)系統(tǒng)性能
表 2 系統(tǒng)性能
3)性能特征
? 終端采用加強(qiáng)型單元外殼,按抗強(qiáng)震動、強(qiáng)干擾設(shè)計,適應(yīng)惡劣環(huán)境,適用于儲能電站-20℃~60℃的寬溫工作環(huán)境;
? 終端集成電路全部采用工業(yè)級,使得裝置的具有很高的穩(wěn)定性和可靠性,滿足儲能單元封閉運行的技術(shù)要求;
? 終端硬件設(shè)計采用多種隔離,屏蔽措施,軟件設(shè)計采用數(shù)字濾波技術(shù)和先進(jìn)的保護(hù)算法及其他抗干擾措施,大大提高了裝置的抗干擾性能;? 采集終端通訊方式多樣,具備多路(可選)RS485 通訊接口、2 路以太網(wǎng)接口和 1 路調(diào)試接口,支持 IEC101、IEC103、IEC104、MODBUSRTU/TCP 及私有協(xié)議等通訊協(xié)議,支持各類 PCS、BMS、溫控儀、電表、空調(diào)、消防等智能設(shè)備的通訊數(shù)據(jù)采集;可靈活實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的接入;
? 系統(tǒng)支持 Windows、Linux 等多種操作系統(tǒng)。
8、產(chǎn)品功能
(1)數(shù)據(jù)采集
? 采集電池管理系統(tǒng)的各組電池的總電壓、電流、平均溫度、SOC、SOH、充放電電流和功率限值、單節(jié)電池電壓、單節(jié)電池溫度、各節(jié)電池的均衡狀態(tài)、故障及報警信息、歷史充放電電量、歷史充放電電能、容量、可充電量、可放電量、充放電次數(shù)等常用信息并進(jìn)行顯示;
? 采集并顯示 PCS 系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù),包括:直流側(cè)的電壓/電流/功率等、PCS 的三相有功功率、無功功率、三相電壓、三相電流、功率因素、頻率、運行狀態(tài)、報警及故障信息等常用信息,及日輸入電量、日輸出電量、累計輸入電量、累計輸出電量等;
? 采集儲能系統(tǒng)的各個狀態(tài)量,包括主回路狀態(tài)(開關(guān)、事故跳閘信號、保護(hù)動作信號、異常信號)。
(2)數(shù)據(jù)處理
? 實時數(shù)據(jù)顯示處理功能;
? 采集智能電表、PCS 系統(tǒng)、測控裝置的電能質(zhì)量數(shù)據(jù),進(jìn)行統(tǒng)計分析和顯示;
? 能量管理系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)進(jìn)行合理性檢查、限值告警。
(3)數(shù)據(jù)存儲
? 將采集到的數(shù)據(jù)存儲于配套數(shù)據(jù)庫中,數(shù)據(jù)顆粒度做到分等級存儲,儲能系統(tǒng)整體信息分鐘級存儲。
(4)系統(tǒng)控制
? 接收并實施上級系統(tǒng)對儲能系統(tǒng)的啟動/停止指令及功率下發(fā)指令。
? 能量管理系統(tǒng)能夠控制系統(tǒng)的運行,包括開/關(guān)機(jī),及根據(jù)變流器通信協(xié)議定義的功率,電壓,電流指令的下發(fā),并清楚逐步下指令的步驟與當(dāng)前狀態(tài),防止誤操作。
(5)曲線報表
? 統(tǒng)計儲能系統(tǒng)的工作情況和用電量情況,統(tǒng)計用戶的月使用電量,顯示歷史數(shù)據(jù)并具備數(shù)據(jù)及報表下載功能。
? 統(tǒng)計儲能系統(tǒng)的工作情況和用電量情況,統(tǒng)計用戶的月使用電量,顯示歷史數(shù)據(jù)并具備數(shù)據(jù)及報表下載功能。
(6)告警功能
? 收集整個系統(tǒng)的事件記錄信息及報警信息(包括歷史信息)并進(jìn)行顯示。當(dāng)系統(tǒng)所采集的模擬量發(fā)生越限、數(shù)字量變位及網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)自診斷故障時,能量管理系統(tǒng)會自動彈出告警窗口,通知操作員有情況發(fā)生。該窗口保持在畫面的最上層,直到操作員進(jìn)行了處理。
(7)權(quán)限管理
? 能量管理系統(tǒng)提供權(quán)限管理,不同權(quán)限可以瀏覽或下載不同范圍內(nèi)的頁面(數(shù)據(jù)、表格、圖形、資料);在多層架的儲能系統(tǒng)中,上層能量管理系統(tǒng)顯示整體儲能系統(tǒng)的界面,內(nèi)部就地能量管理系統(tǒng)只顯示本內(nèi)部儲能系統(tǒng)界面,在單層架構(gòu)的儲能系統(tǒng)中,只存在就地能量管理系統(tǒng)。
(8)系統(tǒng)管理:
? 能量管理系統(tǒng)能夠監(jiān)控儲能系統(tǒng)的電氣一次接線,并形成一次接線圖界面,關(guān)鍵位置開關(guān)達(dá)到可視可控。
? 能量管理系統(tǒng)能夠監(jiān)控整個儲能系統(tǒng)(各控制單元和服務(wù)器)的網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài),顯示整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)架構(gòu)拓?fù)鋱D及基本信息,在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時能夠在系統(tǒng)拓?fù)鋱D中做出相應(yīng)顯示。
? 能量管理系統(tǒng)能夠監(jiān)控整個儲能系統(tǒng)的各控制單元的運行狀態(tài),在出現(xiàn)異常時能夠在系統(tǒng)拓?fù)鋱D中顯示出來。
(9)其他功能:
? 具有檢測控制 UPS 的功能。? 具有復(fù)位清零的功能。
9、系統(tǒng)界面
安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)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(xì)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、備用電源等控制功能。既可以用于儲能一體柜,也可以用于儲能集裝箱,是專門用于設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺。
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