安科瑞 劉秋霞
一、引言
隨著能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和新能源的快速發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)在我國(guó)能源體系中的應(yīng)用日益廣泛。用戶側(cè)儲(chǔ)能作為儲(chǔ)能技術(shù)的一種，具有削峰填谷、需求響應(yīng)、提高新能源消納能力等功能，對(duì)于促進(jìn)能源消費(fèi)方式的變革和提升能源利用效率具有重要意義。本文針對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案進(jìn)行研究，旨在構(gòu)建智慧能源新生態(tài)。
二、用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案概述
1. 用戶側(cè)儲(chǔ)能的定義
用戶側(cè)儲(chǔ)能是指安裝在用戶側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過(guò)削峰填谷、需求響應(yīng)等方式，降低用戶電費(fèi)支出，提高能源利用效率。用戶側(cè)儲(chǔ)能主要包括電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能和機(jī)械儲(chǔ)能等技術(shù)。
2. 用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案的構(gòu)成
用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案主要包括以下幾個(gè)方面：
（1）儲(chǔ)能系統(tǒng)：包括儲(chǔ)能設(shè)備、能量管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器等。
（2）能量管理策略：包括削峰填谷、需求響應(yīng)、新能源消納等策略。
（3）信息通信系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)、用戶之間的信息交互。
（4）商業(yè)模式：通過(guò)合理制定商業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
三、用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案的關(guān)鍵技術(shù)
1. 儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置
針對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置，需要考慮以下幾個(gè)方面：
（1）儲(chǔ)能設(shè)備選型：根據(jù)用戶需求、電網(wǎng)特性等因素，選擇合適的儲(chǔ)能設(shè)備。
（2）儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置：根據(jù)用戶負(fù)荷特性、儲(chǔ)能設(shè)備性能等因素，合理配置儲(chǔ)能系統(tǒng)容量。
（3）能量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)度和控制。
2. 能量管理策略研究
針對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理，本文提出以下策略：
（1）削峰填谷策略：通過(guò)調(diào)整儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電功率，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的平衡。
（2）需求響應(yīng)策略：根據(jù)用戶負(fù)荷特性，制定合理的儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)度策略，降低用戶電費(fèi)支出。
（3）新能源消納策略：通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)與新能源發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)行，提高新能源消納能力。
3. 信息通信系統(tǒng)構(gòu)建
為實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)、用戶之間的信息交互，需構(gòu)建以下信息通信系統(tǒng)：
（1）儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的信息通信：實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
（2）儲(chǔ)能系統(tǒng)與用戶之間的信息通信：實(shí)時(shí)反饋儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，提高用戶對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的認(rèn)知和信任。
4. 商業(yè)模式探索
為推動(dòng)用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案的廣泛應(yīng)用，需探索以下商業(yè)模式：
（1）電費(fèi)優(yōu)惠模式：通過(guò)降低用戶電費(fèi)支出，激發(fā)用戶安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)的積極性。
（2）增值服務(wù)模式：為用戶提供能源咨詢、節(jié)能診斷等增值服務(wù)，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
（3）合作共贏模式：與電網(wǎng)企業(yè)、新能源企業(yè)等合作，實(shí)現(xiàn)多方共贏。
Acrel-2000ES儲(chǔ)能柜能量管理系統(tǒng)
1系統(tǒng)概述
安科瑞儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)Acrel-2000ES，專門(mén)針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能柜、儲(chǔ)能集裝箱研發(fā)的一款儲(chǔ)能EMS，具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。在應(yīng)用上支持能量調(diào)度,具備計(jì)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(guò)直采或者通過(guò)通訊管理或串口服務(wù)器將儲(chǔ)能柜或者儲(chǔ)能集裝箱內(nèi)部的設(shè)備接入系統(tǒng)。
3系統(tǒng)功能
3.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠顯示儲(chǔ)能柜的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PCS、BMS以及環(huán)境參數(shù)信息，如電參量、溫度、濕度等。實(shí)時(shí)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(shí)監(jiān)測(cè)PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防、除濕機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行模式。
PCS監(jiān)控：滿足儲(chǔ)能變流器的參數(shù)與限值設(shè)置；運(yùn)行模式設(shè)置；實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、異常告警等狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
BMS監(jiān)控：滿足電池管理系統(tǒng)的參數(shù)與限值設(shè)置；實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監(jiān)測(cè)；實(shí)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(cè)，可根據(jù)設(shè)置的閾值進(jìn)行空調(diào)溫度的聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)及溫濕度數(shù)據(jù)，以曲線形式進(jìn)行展示。
UPS監(jiān)控：滿足UPS的運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)電參量監(jiān)測(cè)。
3.3曲線報(bào)表
系統(tǒng)能夠?qū)CS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(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)的配置、電價(jià)參數(shù)與時(shí)段的設(shè)置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制等。
3.5實(shí)時(shí)報(bào)警
儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)?chǔ)能充放電越限、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(jì)
儲(chǔ)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(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
3.7遙控操作
可以通過(guò)每個(gè)設(shè)備下面的紅色按鈕對(duì)PCS、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制器、照明等設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制，但是當(dāng)設(shè)備未通信上時(shí)，控制按鈕會(huì)顯示無(wú)效狀態(tài)。
3.8用戶權(quán)限管理
儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過(guò)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(kù)修改等）。可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。
3.9安科瑞配套產(chǎn)品
序號(hào) | 設(shè)備 | 型號(hào) | 圖片 | 說(shuō)明 |
1 | 儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng) | Acrel-2000ES |
| 實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，統(tǒng)計(jì)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(jì)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(yùn)行信息 |
3 | 交流計(jì)量表計(jì) | DTSD1352 |
| 集成電力參量及電能計(jì)量及考核管理，提供各類(lèi)電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。具有諧波與總諧波含量檢測(cè)，帶有開(kāi)關(guān)量輸入和開(kāi)關(guān)量輸出可實(shí)現(xiàn)“遙信"和“遙控"功能，并具備報(bào)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(jì)量表計(jì) | DJSF1352 |
| 表可測(cè)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(shí)支持Modbus-RTU協(xié)議和DLT645協(xié)議;可帶繼電器報(bào)警輸出和開(kāi)關(guān)量輸入功能。 |
5 | 溫度在線監(jiān)測(cè)裝置 | ARTM-8 |
| 適用于多路溫度的測(cè)量和控制，支持測(cè)量8通道溫度;每一通道溫度測(cè)量對(duì)應(yīng)2段報(bào)警，繼電器輸出可以任意設(shè)置報(bào)警方向及報(bào)警值。 |
6 | 通訊管理機(jī) | ANet-2E8S1 |
| 能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)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(jì)算等多項(xiàng)功能；實(shí)時(shí)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(tái)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(kāi)關(guān)，調(diào)溫，及完*斷電(二次開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn))；2)上傳配電柜各個(gè)空開(kāi)信號(hào)；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(gè)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(hào)，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機(jī)、事件上報(bào)等)；3)采集水浸傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(水浸信號(hào)事件上報(bào))；4)讀取門(mén)禁程傳感器信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(門(mén)禁事件上報(bào))。 |
五、結(jié)束語(yǔ)
本文針對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案進(jìn)行了研究，提出了儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置、能量管理策略、信息通信系統(tǒng)構(gòu)建和商業(yè)模式探索等方面的關(guān)鍵技術(shù)。用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案有助于構(gòu)建智慧能源新生態(tài)，推動(dòng)我國(guó)能源消費(fèi)方式的變革和能源利用效率的提升。未來(lái)，隨著儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和政策支持，用戶側(cè)儲(chǔ)能能量管理解決方案將在我國(guó)能源領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
