储能系统四大金:电池、PCS、BMS、EMS全解析

描述

电池:储能系统的能量之源

常见电池类型介绍

在储能系统中,常用的电池类型多样,以下为您介绍几种常见的类型及其各自特点与适用场景:

锂离子电池:这是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。得益于科学技术的发展,如今已成为主流储能电池之一。它具备使用寿命长、储存能量密度高、重量轻、适应力强等显著优点,像在水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统中都有着广泛应用。不过,锂离子电池也存在安全性差、易爆炸、成本高、使用条件受限制等缺点。

三元锂电池:其正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料。三元复合正极材料以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可按需调整。相较于钴酸锂电池,它的安全性更高,但电压相对较低,用在手机上(手机截止电压一般在 3.0V 左右)会出现明显的容量不足情况。它的主要优势是能量密度高,同等容量下体积小,不过热稳定性较差,内部短路容易产生明火,容量衰减快,寿命也较短。

铅酸电池:电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。铅酸电池优点为安全密封、泄气系统、维护简单、使用寿命长、质量稳定、可靠性高,常用于电力系统备用电源、太阳能风能发电储能系统、军事和航海设备备用电源等充放电频次要求较低的项目。但它也存在铅的污染较大、能量密度低(也就是过于笨重)的不足。

磷酸铁锂电池:属于锂离子电池的一种,是用磷酸铁锂作为正极材料。它充放电性能优秀,无记忆效应,寿命长,耐高温性能好、安全性能好、环保,适用于高功率应用场景,如电动工具、电动车辆等。然而,其能量密度较低、同等容量的体积偏大、低温性能稍减、制造成本较高。

钠硫电池:以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。在一定的工作温度下,钠离子透过电解质隔膜与硫之间发生可逆反应,实现能量的释放和储存。钠硫电池比能量高达 760Wh/kg、没有自放电现象、放电效率几乎可达 100%、寿命可以达到 10 - 15 年,主要用于大规模储能应用,如电力站,但需要在高温 350℃的条件下熔解硫和钠来运行。

液流电池:是一类适合于固定式大规模储能(蓄电)的装置,相比于目前常用的铅酸蓄电池、镍镉电池等二次蓄电池,具有功率和储能容量可独立设计(储能介质存储在电池外部)、效率高、寿命长、可深度放电、环境友好等优点,是规模储能技术的首选技术之一,不过其能量密度相差较大。

锰酸锂电池:正极使用锰酸锂材料,标称电压在 2.5 - 4.2V ,以成本低,安全性好而被广泛使用。它能量密度大、成本低、安全性高、低温性能稳定,但高温性能差、寿命相对较短。

钴酸锂电池:结构稳定、容量比高、综合性能突出,不过安全性差、成本非常高,主要用于中小型号电芯,广泛应用于笔记本电脑、手机、MP3/4 等小型电子设备中,标称电压 3.7V。

关键性能参数解读

了解储能电池的关键性能参数,对于掌握电池使用情况以及其在储能系统中的表现至关重要,下面为您解读几个主要参数:

循环寿命:指电池可以循环充放电的次数。循环寿命的长短直接关系到电池的耐用程度以及使用成本,例如,在一些需要长期稳定储能的场景中,就需要选用循环寿命长的电池,像磷酸铁锂电池在合适的使用条件下循环寿命可达较高次数,而部分电池如三元锂电池则存在容量衰减快、寿命短的情况,会影响其在长期储能项目中的适用性。

容量:通常以安时(Ah)为单位表示,电量(Wh)= 功率(W)× 小时(h)= 电压(V)× 安时数(Ah),如 48V100Ah 表示电池的容量为 4.8 度电。容量大小决定了电池单次能够储存电能的多少,在选择电池时,要根据具体的储能需求来考量容量参数,比如家庭储能系统,就需要根据家庭用电设备的耗电量以及期望的储能时长等因素,来确定合适容量的电池。

充放电效率:是充电和放电过程中的能量转换效率。充放电倍率 = 充放电电流 / 额定容量,它反映电池充放电能力的快慢,例如额定容量为 100Ah 的电池用 15A 放电时,其放电倍率即为 0.15C。充放电效率影响着电池在充放电过程中的电能损耗情况,高效率的电池能在充放电过程中更有效地利用电能,减少能量浪费,对于提升储能系统整体的经济性和性能有着重要作用。

放电深度(DOD):指在电池使用过程中,电池放出的容量与电池额定容量的百分比。同一电池,设置的 DOD 深度和电池循环寿命成反比,当提升某一方面的性能,就会牺牲其他方面的性能,比如 DOD 80% 的情况下,锂电池循环寿命可达 6,000 - 12,000 次,所以在实际使用中需要合理控制放电深度以延长电池寿命。

荷电状态(SOC):表示电池剩余电量占电池额定容量的百分比,SOC 为 0 表示电池完全放电完毕,SOC 为 100% 表示电池完全充满电,是电池管理系统中的重要参数之一,可用于实时反映电池的剩余电量和工作状态,方便使用者了解电池当前的电量情况,以便合理安排充放电计划。

电池健康状态(SOH):包括容量、功率、内阻等,是电池从满充状态下以一定的倍率放电到截止电压所放出的容量与其所对应的标称容量的比值,简单来说,就是电池使用一段时间后,性能参数与标称参数的比值,新出厂电池为 100%,完全报废为 0%,根据 IEEE 标准,电池使用一段时间后,电池充满电时的容量低于额定容量的 80%,电池就应该被更换,通过监测 SOH 可以及时发现电池性能下降的趋势并采取相应措施。

电池安全与环保考量

在电池的使用过程中,安全与环保问题不容忽视,以下是相关方面的一些情况及应对措施:

安全风险及防范措施:

过充过放风险:锂电池在使用不当,如过充、高温、碰撞等条件下可能会诱发电池内部的热化学反应,导致热失控发生,如果热失控在电池模组内传播,会引发系统的火灾事故,而且热失控还会产生有毒和可燃气体,扑救也较为困难。为防范这类风险,一方面要选择符合相关安全标准(如 IEC62619 标准)的电池;另一方面,电池管理系统(BMS)发挥着关键作用,其必须通过 IEC61508 标准的认证,来确保电池运行不会超出其极限,同时像一些储能系统配备了如三段式充电这样分阶段的充电装置,恒流、恒压和浮充三个阶段能更好地保障充电安全,避免过充情况出现。

电池模块安全集成风险:对于电池模块和机架,要确保其符合 UL1973 和 IEC62619 标准,选择通过 UL9540A 标准认证的电池意味着已经过测试,模拟热失控事件,可检查火势是否不会蔓延,并且要将电池安装在具有坚固外壳的电池柜中,相互隔离,这样有助于防止火灾事件蔓延到其他的电池柜,电池柜外壳应具有高度耐火性,提供隔热功能,保障电池处于合适的温度环境(通常在 20℃至 23℃)。

环境影响和回收处理情况:

不同电池的环境影响:像铅酸电池在生产、使用和报废处理过程中,如果处理不当,铅的污染较大;而锂离子电池等在电池制造过程中也存在材料和能源消耗等问题,大规模的储能设施建设可能会对生态环境造成一定的影响,如土地占用等情况。不过,也有一些电池相对环保,比如磷酸铁锂电池在环保方面表现较好。

回收处理情况:目前储能电池回收主要通过销售商、生产厂家、专业回收企业等渠道进行回收,但整体回收率较低,储能电池回收体系尚不健全,缺乏统一的回收标准和规范,导致回收效率低下。同时,由于储能电池种类繁多,回收处理过程需要投入大量资金和设备,使得回收成本较高。从技术层面看,有直接利用(对储能电池进行检测、筛选,直接将性能良好的电池进行再利用)、拆解回收(对损坏的电池进行拆解,分离材料进行回收再利用)等多种再利用技术方式,并且随着政府对环保的重视,后续也将出台更多政策鼓励储能电池的回收与再利用,推动产业发展,相关企业和科研机构也在不断探索更高效、环保的回收与再利用技术路径,提高资源的循环利用率,降低对环境的影响。

PCS:电能转换的 “桥梁”

PCS

PCS 的核心功能阐述

PCS(储能变流器)作为储能系统中的关键部分,扮演着电能转换 “桥梁” 的重要角色,其核心功能在于实现直流电能与交流电能的相互转换,以此来满足储能系统充放电的需求。

在充电过程中,PCS 会将来自电网的交流电进行整流,使其转变为直流电,进而为储能电池充电,把电网的电能有效地储存起来。例如在夜间低谷电价时段,电网电力充足且价格低廉,PCS 就能把交流电转化为直流电,存储到电池中备用。

而在放电时,PCS 则发挥着相反的作用,它会把储能电池系统输出的直流电转换为交流电,输送至电网或者供给其他交流负荷使用。比如在白天用电高峰,或者遇到电网供电不足、停电等情况时,PCS 可将电池储存的直流电逆变成交流电,为家庭、工商业场所等提供电力支持,保障用电设备的正常运行,也可以将多余电能反馈给电网,起到调节电网电能供需平衡的作用。此外,在一些无电网的特殊场景下,PCS 甚至能够直接为交流负荷供电,充分彰显了它强大的适应性和灵活性。

PCS 的构成与原理

PCS 是一个较为复杂的设备,包含了多个重要部件共同协作来实现其功能,其中逆变器、变流器等是关键组成部分。

逆变器主要负责将直流电转变为交流电,在放电环节起着核心作用,确保输出的交流电符合相应的电压、频率等要求,能稳定地为各类交流负载供电或接入电网。变流器则承担着交、直流电能变换的关键任务,无论是充电时把交流电整流为直流电,还是放电时将直流电逆变为交流电,变流器都在其中发挥关键作用。

PCS 的工作原理是基于交、直流侧可控的四象限运行的变流技术。通过接收微网监控指令,它能够进行恒功率或恒流控制,从而精准地实现对电池的充电或放电操作。并且,这种工作原理还能有效地平滑风电、太阳能等具有波动性电源的输出,让原本不稳定、间歇性的电能变得相对平稳、持续,这不仅提高了储能系统自身的响应速度和稳定性,同时也增强了电网对可再生能源的接纳能力,使得新能源电力能够更好地融入整个电力供应体系当中。

PCS 的应用场景及影响因素

PCS 在不同规模的储能系统中都有着广泛且重要的应用。

在大规模的储能电站场景中,PCS 的功率等级往往很高,通常达到 MW(兆瓦)级别甚至更高,可用于平衡电网供需,平滑风电、光伏发电等间歇性电源的输出,提升整个电网的电能质量和稳定性。例如大型光伏电站在白天光照充足时产生大量电能,PCS 就能把多余的直流电存储到电池中,等到夜间或阴天光照不足时,再将电池中的电能逆变成交流电释放到电网中。同时,PCS 还能与大型火力或水力发电站配合进行联合调频,快速响应电网频率调节需求,提高电力系统的调频性能。

对于工商业储能而言,PCS 的功率一般处于几十 kW(千瓦)到数 MW 之间,它可以帮助工商业用户在电价低谷期存储电能,高峰期释放电能,通过削峰填谷的方式降低用电成本,比如数据中心在夜间电价低时充电、白天电价高时放电,减少对电网高峰电力的需求。而且在电网故障时,PCS 还能为企业的关键设备提供应急电力支持,保障企业基本运营和重要设施正常运行。

在户用储能方面,PCS 功率相对较小,通常在数 kW 到十几 kW 之间,主要服务于家庭光伏发电储能以及作为应急电源使用。它可以和家庭太阳能光伏系统协同工作,把光伏板产生的直流电转换为交流电供家庭电器使用,将多余电能存储在电池中,提高家庭能源自给率,并且在电网停电时为家庭提供基本电力保障,维持照明、冰箱、通信设备等重要电器正常运行。

在选择 PCS 时,会受到多种因素的影响。首先是系统规模,不同规模的储能系统需要适配不同功率等级的 PCS,大储需要高功率 PCS 来处理大量电能的转换,户用则只需较小功率的 PCS 满足家庭用电需求即可。其次,电能质量要求也很关键,如果对供电稳定性、电压精度等电能质量指标要求较高,那就需要选择转换效率高、控制精度好的 PCS 产品。此外,像成本预算、应用环境(如温度、湿度、防护等级要求等)、与其他设备(如电池、监控系统等)的兼容性等因素,也都会在 PCS 选型过程中起到重要的影响作用,需要综合考量,以确保 PCS 能够在对应的储能系统中发挥出最佳性能,保障整个储能系统稳定、高效地运行。

BMS:电池的 “贴心管家”

PCS

BMS 的基本概念与作用

BMS 是电池管理系统(Battery Management System)的缩写,它是一种专门用于监督电池组的技术。其主要目的是提高电池的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电,从而延长电池的使用寿命,并监控电池的状态以确保安全。BMS 作为电池储能系统的核心子系统之一,负责监控电池储能单元内各电池运行状态,保障储能单元安全可靠运行。

它能够实时监控、采集储能电池的状态参数,像单体电池电压、电池极柱温度、电池回路电流、电池组端电压、电池系统绝缘电阻等都是其关注的范畴。而且,它还会对相关状态参数进行必要的分析计算,得到更多的系统状态评估参数,并根据特定保护控制策略实现对储能电池本体的有效管控,保证整个电池储能单元的安全可靠运行。可以说,BMS 就如同电池的 “贴心管家”,全方位呵护电池的使用,保障整个储能系统的稳定。

BMS 的主要功能剖析

实时监测:

电压监测:BMS 通过各种传感器实时监测每个电池单体的电压,确保其在安全范围内。因为电池单体电压一旦超出正常区间,很可能预示着电池出现故障或者面临过充、过放等异常情况,所以精准的电压监测至关重要。

电流监测:对电池组的充放电电流进行监测,保证其不超过额定值。过大的充放电电流不仅会损害电池,还可能引发安全隐患,比如导致电池过热等问题。

温度监测:监测电池单体和电池组的温度,确保其在适宜的工作范围内。温度对于电池性能和安全性影响极大,过高或过低的温度都不利于电池正常工作,甚至可能引发热失控等严重后果。

绝缘电阻监测:监测电池系统的绝缘电阻,确保其不会因绝缘不良导致漏电,这关乎整个储能系统使用的安全性以及周边环境、人员的安全。

状态估计:

荷电状态(SOC)估计:通过算法对监测到的数据进行处理,来估计电池当前的剩余电量。SOC 是反映电池剩余能量情况的关键指标,其准确性对于合理安排电池充放电计划以及掌握电池可使用时长等方面起着重要作用,例如在电动汽车中,准确的 SOC 能让驾驶者更好地规划行程。

健康状态(SOH)评估:评估电池当前的健康状况,预测其剩余寿命。这可以帮助使用者提前了解电池性能的衰减情况,以便适时对电池进行维护、更换等操作,避免因电池性能突然下降而影响整个储能系统的正常运行。

功率状态(SOP)估计:估计电池当前的最大输出功率,对于需要从电池获取电能的设备来说,了解这一参数能确保设备在电池功率支持范围内正常工作,防止出现过载等情况。

能量状态(SOE)估计:估计电池当前的剩余能量,从能量角度进一步掌握电池的储备情况,辅助进行储能系统的能量调度和管理。

控制管理:

充放电管理:根据计算出的状态参数,精准控制电池的充放电过程,避免过充和过放,这是延长电池寿命的关键手段。例如在充电快接近满电时,适当降低充电电流,防止过充对电池造成损害;放电到一定程度时,及时停止放电,避免过放使电池性能下降。

均衡管理:运用主动或被动均衡技术,确保电池单体之间的电压和容量保持一致,提高电池组的整体性能。由于电池单体在制造、使用等过程中不可避免会存在差异,均衡管理可以让各个单体协同工作,提升整个电池组的充放电效率和稳定性。

热管理:通过冷却或加热系统,控制电池组的温度,确保其在最佳工作温度范围内运行。比如在高温环境下,启动散热装置给电池降温;在低温环境时,通过加热手段让电池升温,保障电池性能不受温度影响。

故障诊断:检测电池组的故障,如短路、开路、过热等,并采取相应的保护措施,像一旦检测到短路故障,迅速切断威廉希尔官方网站 ,防止故障进一步扩大,保障系统安全。

通信管理:BMS 可以通过自身的通信接口、模拟 / 数字输入输出接口与外部其他设备(PCS、EMS、消防系统等)进行信息交互,形成整个储能电站内各子系统的联动控制,确保电站安全、可靠、高效并网运行。例如通过 CAN 总线与车辆控制系统、电机控制器等进行通信,或者利用 Modbus 与储能系统、充电设备等进行通信,还能借助无线通信实现远程监控和数据传输等功能。

BMS 的架构与通信方式

架构类型及特点:

集中式 BMS:将所有电池单体的监测和管理功能集中在一块主控板上。这种架构适用于电池数量较少、系统规模较小的场合,像电动工具、智能家居、电动自行车等。其优点在于成本较低,因为只需要安装一个主控制器,而且通信负载相对较小,可以有效减少通信问题的发生;然而,它也存在可靠性较低的问题,一旦主控制器出现故障,可能会导致整个系统的故障,并且维护和升级较为困难,若主控制器故障,往往需要停机进行整个系统的维护和升级。

分布式 BMS:将电池单体的监测与管理功能分散到多个从控板上,主控板负责协调和管理。常用于电动汽车、储能系统等电池数量较多、系统规模较大的场景。分布式 BMS 的可靠性更高,即便某个电池单体发生故障,其他电池单体仍然能够正常工作,系统整体性能不会受到太大的影响;同时易于维护和升级,某个单体故障可直接更换该单体,不必停机进行系统整体维护升级,灵活性也更强,可根据实际需求增加或减少电池单体,不过其成本相对较高,每个电池单体都需要安装独立的监测和控制系统,对于大规模储能系统而言,安装大量的监测和控制系统会进一步提高成本,并且存在通信问题,如果通信出现问题,可能会导致整个系统的故障,且通信负载相对较大,每个电池单体都需要与主控制器通信。

模块化 BMS:把电池单体分为若干模块,每个模块都具有独立的监测和控制系统,通过通信协议将信息传输至主控制器。它的成本适中,相对于分布式 BMS 和集中式 BMS,在成本方面取得了一定平衡;可靠性高,即使某个模块发生故障,其他模块仍然能够正常工作,系统整体性能不会受到太大的影响;灵活性也较强,监测和控制模块分散在每个电池模块内部,可按需增加或减少电池模块,不必考虑系统整体的复杂性。但缺点是通信负载较大,需要通过通信协议将每个模块的信息传输至主控制器,并且维护和升级较为困难,一旦某个模块出现故障,需要停机进行维护和更换,可能会影响整个系统的性能。

通信接口情况:

CAN 总线:常用于与车辆控制系统、电机控制器等进行通信,是一种应用较为广泛的通信方式,能在不同的设备间实现稳定的数据传输,支持多节点的通信连接,方便实现 BMS 与多个相关设备的信息交互。

Modbus:在与储能系统、充电设备等进行通信时经常被采用,它有着良好的通用性和兼容性,能够适配多种不同的设备,便于实现不同厂家、不同类型设备之间的数据交换。

无线通信:可以用于远程监控和数据传输,在一些不方便布线或者需要远距离监控的场景中优势明显,比如在大型储能电站,通过无线通信可实现对电池状态等信息的远程获取,方便运维人员及时掌握系统情况,不过其受环境因素影响相对较大,像恶劣的电磁环境等可能干扰通信质量。

总之,BMS 通过合理的架构以及多样化的通信方式,与储能系统中的其他关键部件协同工作,保障整个储能系统的安全、高效运行。

EMS:储能系统的 “智慧大脑”

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EMS 的系统构成介绍

EMS 系统构成一般分为设备层、通讯层、信息层和应用层。

设备层:需要能量采集变换(PCS、BMS)做支撑,它们是获取电池及电能转换相关数据的基础,为整个 EMS 系统提供原始的运行参数等信息,比如 PCS 实时的充放电状态数据、BMS 监测到的电池各项指标等,这些数据是后续进行分析、决策以及控制的重要依据。

通讯层:主要涵盖链路、协议、传输等方面。链路的稳定性保障了数据能够准确无误地在各部件间传递;协议则像是一种 “语言规则”,确保不同设备之间能够相互理解交流,像常见的 CAN 总线协议、Modbus 协议等,使得 PCS、BMS 等设备能与 EMS 顺利对接传输数据;传输环节则要保证数据的及时性和完整性,例如在大型储能电站中,海量的数据要能快速准确地从设备端传输到 EMS 系统中进行处理。

信息层:主要包含缓存中间件、数据库、服务器。其中数据库系统负责数据处理和数据存储,它会记录实时数据和重要历史数据,并提供历史信息查询功能。例如可以存储过往的电池充放电记录、电站不同时段的运行参数等,方便后续分析电站运行趋势、评估设备性能等情况,为优化储能系统运行提供数据支撑。

应用层:表现形式包括 APP、Web 等,为管理人员提供可视化的监控与操作界面。其具体功能涵盖能量变换决策,即根据收集到的数据决定电能的存储、释放以及转换策略;能源数据传输和采集功能确保了数据在系统内外的流通;实时监测控制能让管理人员随时掌握储能系统各部分情况并进行远程操作;运维管理分析有助于提前发现潜在问题安排维护计划;电能 / 电量可视分析则以直观的图表等形式展示电能相关情况,便于理解;远程实时控制更是让管理人员可突破距离限制对储能系统进行调控。

EMS 的核心功能展示

实时监控系统:能对所有被监控的运行参数和状态进行实时和定时数据采集,像 BMS 系统的各组电池的总电压、电流、平均温度、SOC(荷电状态)、SOH(健康状态)、充放电电流和功率限值、单节最值电池电压、单节最值电池温度、故障及报警信息、历史充放电电量、历史充放电电能等常用信息都会被精准采集。PCS 的相关参数,例如直流侧各分支的电压 / 电流 / 功率等、交流侧的各相有功功率、无功功率、电压、电流、功率因素、频率和温度、机柜温度、运行状态、报警及故障信息等常用信息,以及日充电量、日放电量、累计充电量、累计放电量等也在监控范围内。同时,负荷的各相电压、电流、有功功率、无功功率、频率等信息同样会被实时关注,一旦有异常数据出现,可及时发出警报提醒运维人员排查处理,保障储能系统安全稳定运行。

电站运营数据显示:系统可根据用户要求,自定义其所需的相关数据到指定界面,进行实时数据、历史数据的查看,并能够导出报表。例如电站管理人员可以按照自己的需求,将特定时间段内的电池健康度变化曲线、电站收益情况等数据展示出来,方便向上级汇报或者进行内部分析总结,也便于对比不同阶段的运营情况,总结经验优化后续运营策略。

经济运行策略制定:相比于常规变电站的经济运行分析主要是计算变压器在各种运行方式下的变压器损耗随负荷电流变化的曲线,微网系统的经济运行分析将变压器替换为 PCS 和逆变器进行计算分析,通过分析当前储能电量和负载比例,得出最佳运行策略,并执行优化命令。比如在峰谷电价差异明显的地区,EMS 可以控制储能系统在低谷电价时多充电储存电能,高峰电价时放电卖电给电网或者供站内负载使用,以此实现经济效益最大化;又或者在配合可再生能源发电时,合理安排储能充放电,减少弃风弃光现象,提升整体能源利用效率,降低成本。

故障报警功能:提供各级事件的记录和查询功能,采用颜色对事件类型和重要程度进行区分和管理。例如用红色表示严重故障需要立即处理,黄色表示一般的异常提醒可后续排查等,这样运维人员可以快速根据提示判断事件的紧急性,优先处理关键问题,防止故障进一步扩大影响储能系统正常运行,同时也方便后续复盘分析故障原因,总结经验避免类似故障再次发生。

能量管理调度:根据当前时段、当前负荷、当前上网电价、储能电池 SOC 等因素,自动控制潮流方向,确定微网系统充放电时段。例如在用电低谷且电价低时,指挥 PCS 对电池进行充电,将电能储存起来;当用电高峰或者电网供电不足时,控制 PCS 把电池中的直流电逆变成交流电释放到电网或者供给站内负载,维持电力供需平衡,保障储能系统稳定高效参与电网的电能调节和供应。

不同场景下的 EMS 特点

源网侧储能:

设计原则:储能 EMS 一开始就是在源网侧场景下设计实现的,考虑到源网侧的数据封闭性,以及电力系统 SCADA 的产品设计惯性,储能 EMS 被设计为单机版、本地化。由于数据默认无法外传,所以需要电站本地配置运维班底,有人值守。并且还要配置相关硬件,包括不限于工作站、打印机、故障录波器、远动机等,以此来保障对储能系统的全面管理以及数据的记录、处理等工作,确保源网侧储能系统能安全稳定运行,发挥其在电网中的调节作用,如平滑风电、光伏发电等间歇性电源的输出,参与电网调频等。

功能侧重:更侧重于满足电网侧大规模电能的调度和管理需求,要精准地根据电网的频率、电压等参数变化及时调整储能系统的充放电策略,保障电网的稳定性和电能质量。例如大型的风电、光伏电站配套的储能系统,EMS 需要实时根据电网吸纳新能源电力的能力以及新能源发电的实时功率等情况,决定储能系统是充电存储多余电能还是放电补充电网电能缺口,对于数据的实时性、准确性以及控制策略的精准性要求极高。

工商业储能:

设计原则:工商业储能站点容量小、数量多、分散广、运维成本要求高,无法支持本地有人值守,势必要求远程运维监控,即安排区域级别的运维班组,借助数字化运维平台,对多个储能站进行系统性整体运维。这就要求工商业储能 EMS 需要做到全量接入,兼容支持各种协议,将 PCS、BMS、空调、电表、智能断路器、消防主机、各类传感器,指示灯等等设备及其数据全量接入进来,尤其是设备告警信息的接入,需要做到实时全面;要实现云边一体,保障站端数据无损实时的上报到云平台,云平台的指令能安全实时地传递给站端;还要具备拓展灵活的特点,能快速兼容不同数量的储能柜,实现不同数量级的设备对接,尤其是对 PCS 的对接和群控;并且策略要智能,能结合分时电价,光伏预测,负载波动,保护目标等,实时动态地制定充放策略,达成全局的经济性,保障储能自身的经济性以及配合工商业用电实现削峰填谷等功能。

功能侧重:重点关注如何帮助工商业用户降低用电成本、提高用电可靠性等方面。例如在白天工商业用电高峰且电价高时,控制储能系统放电,减少从电网购电;在夜间电价低谷时充电储存电能。同时在应对工商业场所内负载波动较大的情况时,能快速调整储能系统的输出功率,保障关键设备用电稳定,还可以根据光伏发电情况(如果有配套光伏系统)合理安排储能充放电,提高清洁能源利用比例,减少电费支出,提升整体的经济效益和能源利用效率。

 

 

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