1、概述
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。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)定高效運行、提高能源綜合利用效率、促進新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推動能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的具有重要意義。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。儲能EMS是儲能系統(tǒng)的大腦,主要實現(xiàn)能量的安全優(yōu)化調(diào)度。武漢舜通智能有限公司研發(fā)的ST-835儲能EMS在多個儲能項目上得到應(yīng)用。有著豐富的實踐經(jīng)驗和算法;對當(dāng)前棄風(fēng)棄光、負荷不穩(wěn)和峰谷價差等問題,通過優(yōu)化儲能控制、分布式電源出力和負荷投退等,安全、經(jīng)濟、高效地實現(xiàn)了不同應(yīng)用場景和不同運行方式下的能量管理。2、總體原則
(1)先進性與前瞻性:系統(tǒng)建設(shè)采用符合未來發(fā)展趨勢的先進設(shè)計方案。(2)安全性:采用完整的安全架構(gòu),避免出現(xiàn)安全真空。(3)系統(tǒng)在系統(tǒng)容量、通信能力、處理能力等方面應(yīng)具有擴充性,可以方便地進行產(chǎn)品升級、換代及功能擴充。系統(tǒng)采用先進的技術(shù)、方法和設(shè)備,為第三方應(yīng)用提供開放的標(biāo)準(zhǔn)接口。在以后的升級中,能有效保護已有的投資,而且具有較高的綜合性能價格比。(4)系統(tǒng)能每天正常工作24小時,每年運轉(zhuǎn)365天,所有設(shè)備具有高度的可靠性和優(yōu)良的性能。(5)系統(tǒng)具有高度的安全性和保密性,通過對系統(tǒng)分級保護、數(shù)據(jù)存儲權(quán)限的控制,以及網(wǎng)絡(luò)安全隔離等手段,來防止各種形式的對系統(tǒng)的非法侵入。(6)系統(tǒng)管理員能夠?qū)ο到y(tǒng)進行維護管理,并且在進行維護維修的時候,不影響系統(tǒng)的整體業(yè)務(wù)運行。同時記錄系統(tǒng)的各種文檔必須完整、準(zhǔn)確,前后一致,將物理連接的準(zhǔn)確性真實的記錄在相應(yīng)的各種文檔中。各種文檔除本身記錄準(zhǔn)確外,還必須保證相互之間邏輯上一致。方便移交后用戶維護的工作。3.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
ST-835儲能監(jiān)控系統(tǒng)包含信息采集、監(jiān)測以及控制,并實現(xiàn)對多個PCS及蓄電池組的系統(tǒng)級管理,協(xié)調(diào)PCS間、PCS與電池組間的工作。本系統(tǒng)也可通過與EMS或配電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)接口,接受調(diào)度指令,完成削峰填谷、新能源輸出平滑、蓄電池充放電PQ控制、獨立離網(wǎng)支撐源V/F控制等智能電網(wǎng)應(yīng)用。
4. ST-835儲能EMS主要特點
(1)儲能EMS對儲能電池的實時運行信息、報警信息進行全面的監(jiān)視、并對儲能進行多方面的統(tǒng)計和分析,通過可配置的接口,能夠?qū)δ芟到y(tǒng)按照設(shè)定的曲線自動控制,以及按照配置的參數(shù)自動保護,實現(xiàn)對儲能的全方面掌控;(2)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,能大大縮短工程實施的周期;(3)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)化運行,系統(tǒng)穩(wěn)定性強。(4)系統(tǒng)具備跨平臺運行特性,可運行在windows、linux、國產(chǎn)操作系統(tǒng)平臺;5. ST-835儲能EMS的功能
儲能EMS系統(tǒng)包含運行監(jiān)測、故障告警、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)報表、曲線顯示以及能量管理等功能,主要監(jiān)測信息包含:儲能電池信息、電量信息、功率曲線、PCS 總充電量、PCS總放電量和負載有功功率。 5.1、主頁
該功能主要顯示系統(tǒng)的主要核心參數(shù),主要包括五個模塊分別是儲能EMS的整體信息(系統(tǒng)安全運行天數(shù)、總充電量、總放電量、電池總SOC)、系統(tǒng)基本情況、功率曲線(PCS 功率以及負載功率)、重要數(shù)據(jù)實時顯示區(qū),如下圖所示:
5.2、運行監(jiān)視
該部分包含系統(tǒng)監(jiān)控圖、系統(tǒng) PCS 信息(包含運行信息、狀態(tài)信息以及告警信息三部分)、系統(tǒng) BMS 信息(包含運行信息、狀態(tài)信息以及告警信息三部分),如下圖所示:
5.3、故障告警
該部分主要實現(xiàn)對系統(tǒng)告警信息進行實時的監(jiān)控以及歷史信息的查詢,并可對數(shù)據(jù)篩選清除冗余信息。如下圖所示:
5.4、參數(shù)設(shè)置
該功能主要包含的遙控功能包括:
2)優(yōu)先方式:包含電網(wǎng)優(yōu)先和微網(wǎng)優(yōu)先;4)無功調(diào)節(jié)方式:包含無功調(diào)節(jié)關(guān)閉、無功功率調(diào)節(jié)方式和功率因數(shù)調(diào)節(jié)方式三種;8)并離網(wǎng)模式:包含并網(wǎng)模式、離網(wǎng)模式和并離網(wǎng)切換模式三種;11)兩充兩放:包含充電放電時段選擇
5.5、數(shù)據(jù)報表
該部分實現(xiàn)數(shù)據(jù)報表查詢功能。顯示區(qū)域主要包含四個部分分別為已選擇數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)類型、時間選擇以及報表數(shù)據(jù)顯示區(qū)域。
1)數(shù)據(jù)類型:分為歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)查詢兩種方式;2)時間選擇:起始、結(jié)束時間精確到秒,時間跨度以小時(h)為單位;3)數(shù)據(jù)選擇:以報表形式顯示,至少可以包含 10 個參數(shù)的數(shù)據(jù);4)報表編輯:報表的生成、導(dǎo)出(保存文件名包含時間、對象);
5.6、曲線顯示
該部分實現(xiàn) EMS和 BMS 數(shù)據(jù)曲線查詢功能。顯示區(qū)域主要包含四個部分分別為已選擇數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)類型、時間選擇以及數(shù)據(jù)顯示區(qū)域。
1)數(shù)據(jù)類型:分為歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)查詢兩種方式;2)時間選擇:起始、結(jié)束時間精確到秒,時間跨度以小時(h)為單位;3)數(shù)據(jù)選擇:以曲線形式顯示,至少可以顯示 5 條曲線;
5.7能量管理
儲能策略是能源管理系統(tǒng)的核心功能,通過有計劃充放電、負荷跟蹤、平滑輸出、防逆流,實現(xiàn)用戶側(cè)削峰填谷,達到好經(jīng)濟運行管理。ST-835儲能EMS是以QTouch組態(tài)為核心,可為用戶提供可自行維護的策略管理工具:
(1)可增加、刪除、更改儲能側(cè)、負荷側(cè)的數(shù)據(jù)模型參數(shù);(2)可對PCS的安全SOC等參數(shù)進行修改;(5)可根據(jù)用戶提供的運行要求制定策略流程,并實現(xiàn)流程的邏輯轉(zhuǎn)化;
6.案例介紹
該項目是ST-835儲能EMS系統(tǒng)在柴發(fā)儲能項目的應(yīng)用。EMS系統(tǒng)包含監(jiān)控及能量優(yōu)化管理主機,裝載綜合監(jiān)控軟件平臺,可實現(xiàn)與儲能變流器、BMS等進行通訊,監(jiān)測系統(tǒng)運行數(shù)據(jù),并根據(jù)需求實行儲能系統(tǒng)的運行策略,實現(xiàn)能源的高效利用。
使用工況:目前生產(chǎn)的柴發(fā)在試機時發(fā)出的電全部浪費了,現(xiàn)在計劃使用儲能系統(tǒng),將棄電全部儲存到儲能里,發(fā)出的電是交流400V。儲能系統(tǒng)接入400V交流母線,然后通過生產(chǎn)車間內(nèi)的2000kVA變壓器送到10KV廠區(qū)大網(wǎng)內(nèi)消納使用。儲能系統(tǒng)通過一臺雙路切換柜,分別接至內(nèi)部配電網(wǎng)和發(fā)電機組調(diào)試臺,兩路輸出通過機械和電氣控制方式實現(xiàn)互鎖,只能一路輸出。(1)當(dāng)無發(fā)電機組測試任務(wù)時,將切換柜切至配電網(wǎng)一側(cè),通過輔助觸點向EMS系統(tǒng)反饋干接點信號,EMS系統(tǒng)控制儲能系統(tǒng)進入并網(wǎng)運行模式,根據(jù)設(shè)定的運行工況,實現(xiàn)削峰填谷自動運行,賺取電力差價。
(2)當(dāng)有發(fā)電機組測試任務(wù)時,在并網(wǎng)運行模式下提前將儲能系統(tǒng)電量放出,以滿足測試需要。測試時,將切換柜切至發(fā)電機組調(diào)試臺一側(cè),通過輔助觸點向EMS系統(tǒng)反饋干接點信號,EMS系統(tǒng)控制儲能系統(tǒng)進入測試模式。測試模式下,儲能系統(tǒng)相當(dāng)于一臺功率0~0.5MW可調(diào)的負載,用戶通過上位機可以根據(jù)發(fā)電機組測試要求設(shè)置測試工步(充電功率曲線),實現(xiàn)手動/自動測試運行,同時將發(fā)電機組測試運行過程中發(fā)出的電力存儲起來,避免浪費;測試結(jié)束后,儲能系統(tǒng)重新切回至并網(wǎng)運行模式,將存儲的電力釋放出來,實現(xiàn)電費節(jié)約。7.總結(jié)
ST-835儲能EMS系統(tǒng)主要針對儲能項目監(jiān)控數(shù)據(jù)量大、運行方式多樣等特點設(shè)計開發(fā),基于一體化平臺實現(xiàn)對儲能一體化采集、一體化存儲、一體化監(jiān)控、一體化控制。具備可靠、易用、經(jīng)濟的特色;通過在多個工程項目的應(yīng)用,充分驗證其高可靠性、高穩(wěn)定性功能特點。