儲能柜體運行狀態(tài)監(jiān)測裝置——儲能集裝箱監(jiān)測系統(tǒng)

摘要

隨著可再生能源和儲能技術的發(fā)展，工商業(yè)儲能逐漸成為企業(yè)電站管理的重要組成部分。儲能能量管理系統(tǒng)（EMS）作為儲能設備的核心控制平臺，承擔著能量調度、數(shù)據(jù)采集與分析、監(jiān)控報警等關鍵任務。本文以安科瑞的Acrel-2000ES儲能柜能量管理系統(tǒng)為例，介紹其在企業(yè)儲能電站中的應用優(yōu)勢及實際價值。

1. 引言

在能源轉型和降本增效的雙重驅動下，企業(yè)電站正大規(guī)模采用儲能設備。儲能能量管理系統(tǒng)作為儲能設備的“大腦”，能夠通過控制和智能調度優(yōu)化電站運營效率，實現(xiàn)峰谷套利、需求響應和電力成本優(yōu)化。

2.行業(yè)背景

2022年已并網(wǎng)的儲能項目中,用戶側并網(wǎng)占比為8.36%,

其中工商業(yè)儲能規(guī)模為占比為98.6%。隨著各省市的峰 谷價差拉大,部分省市可實現(xiàn)兩充兩放,工商業(yè)儲能會更 加具有經(jīng)濟性,加上限電政策的影響,工商業(yè)儲能將在 2023-2025年逐漸發(fā)展成主要的增長點。

工商業(yè)儲能是用戶側儲能最主要的應用場景之一,當前 主要應用場景包括峰谷套利、需(容)量管理、應急備電、 動態(tài)增容及需求側響應。

如何通過工商業(yè)儲能設備實現(xiàn)上述功能及安全、可、靠 經(jīng)濟運行，顯然已成為大多儲能集成廠家關注的重點，而作為儲能設備的“大腦 ”EMS也成為其中關鍵的一環(huán)， 市場需求逐年增加。

3. 工商業(yè)儲能電站的特點與需求

根據(jù)市場數(shù)據(jù)，用戶側儲能在儲能項目中的比例逐年增加，其中工商業(yè)儲能占比高達98.6%。其主要應用場景包括：

峰谷套利：利用電價差異，在電價低時充電、高時放電，降低企業(yè)用電成本。

需量控制：根據(jù)變壓器容量限制控制儲能設備充放電功率，降低需量費用。

應急備電：在電網(wǎng)斷電時，提供備用電力保障關鍵設備運行。

動態(tài)擴容：通過儲能設備提升企業(yè)用電負荷能力，降低擴容投資成本。

防逆流保護：避免電網(wǎng)逆功率，保障系統(tǒng)安全運行。

4.儲能柜管理難點

儲能柜作為儲能系統(tǒng)的重要組成部分，其運維過程存在一定的技術和管理挑戰(zhàn)。以下是儲能柜運維中的主要難點及其原因分析：

4.1設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測難度

問題：儲能柜內部設備（如電池組、能量變流器、溫控系統(tǒng)）運行狀態(tài)復雜，需要實時監(jiān)控其電壓、電流、溫度、SOC（電池剩余電量）等參數(shù)。

難點：

數(shù)據(jù)量大且更新頻率高，傳統(tǒng)監(jiān)控手段難以實時采集和分析。

不同設備的監(jiān)測標準不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)對接復雜。

4.2電池管理與健康狀態(tài)評估

問題：電池作為儲能系統(tǒng)的核心部件，受循環(huán)壽命、充放電速率、溫度等因素影響，其健康狀態(tài)難以評估。

難點：

電池容量衰減速率難預測，長時間運行后容易出現(xiàn)性能不一致問題。

電池熱失控風險需要額外關注，尤其在高功率充放電時。

4.3溫控系統(tǒng)的可靠性與能效

問題：儲能柜內設備運行時會產(chǎn)生大量熱量，溫控系統(tǒng)需要保持穩(wěn)定的工作環(huán)境，但同時需避免過高的能耗。

難點：

溫控設備故障可能導致儲能柜過熱，影響設備壽命甚至引發(fā)安全事故。

溫控系統(tǒng)長時間運行能耗較高，增加運維成本。

4.4通信與數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性

問題：儲能柜的正常運維依賴于與能量管理系統(tǒng)（EMS）或上位機的穩(wěn)定通信，通信中斷或數(shù)據(jù)丟失可能導致運行異常。

難點：

通信協(xié)議多樣，設備兼容性差可能影響系統(tǒng)集成。

在遠程環(huán)境或復雜工業(yè)現(xiàn)場，網(wǎng)絡信號容易受到干擾。

4.5安全性保障

問題：儲能柜內高壓電路復雜，存在電氣火災、短路、漏電等風險。

難點：

設備運行狀態(tài)復雜，故障可能隱蔽且難以預警。

電氣故障一旦發(fā)生，可能造成嚴重的財產(chǎn)損失或人員傷害。

4.6運維成本控制

問題：儲能系統(tǒng)運維涉及人力、設備折舊及電力損耗等多項成本，尤其是長時間運行后運維負擔加重。

難點：

電池更換、維護費用較高。

專業(yè)運維人員培訓成本較高。

4.7環(huán)境適應性

問題：儲能柜通常部署在室外或工業(yè)環(huán)境中，面臨高溫、低溫、高濕度等不利條件。

難點：

極端環(huán)境可能導致設備故障率升高。

長時間暴露在惡劣環(huán)境下的設備易老化。

4.8策略優(yōu)化與動態(tài)調整

問題：儲能系統(tǒng)的運行需要根據(jù)實時電價、負載需求、天氣變化等調整策略，優(yōu)化經(jīng)濟效益。

難點：

策略優(yōu)化需要綜合考慮多種變量，計算復雜。

動態(tài)調整可能面臨延遲或執(zhí)行不準確的問題。

儲能柜的運維難點主要集中在設備監(jiān)控、數(shù)據(jù)通信、電池管理、安全保障等方面。通過部署能量管理系統(tǒng)和優(yōu)化設計，企業(yè)可以顯著提升儲能柜的運行效率和安全性，降低運維成本，同時實現(xiàn)更高的經(jīng)濟效益和能源利用效率。

5.儲能能量管理系統(tǒng)

安科瑞儲能能量管理系統(tǒng)Acrel-2000ES，專門針對工商業(yè)儲能柜、儲能集裝箱研發(fā)的一款儲能EMS， 具有完善的儲能監(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲能系統(tǒng)設備(PCS、BMS、 電表、消防、空調等)的詳細信

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。在應用上支持能量調度,具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

5.1主要功能

Acrel-2000ES是一款專為工商業(yè)儲能柜與儲能集裝箱設計的能量管理系統(tǒng)，其功能包括：

設備接入與數(shù)據(jù)采集：支持PCS、BMS、電表、消防、溫控等設備的接入和實時數(shù)據(jù)采集。

靈活的控制策略：支持削峰填谷、需量控制、防逆流保護等多種控制功能，并可根據(jù)用戶需求自定義策略。

多協(xié)議支持：兼容Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 101/104等多種通信協(xié)議，適應復雜工業(yè)環(huán)境。

削峰填谷：根據(jù)分時電價設定充放電功率，優(yōu)化用電成本。

需量控制：實時監(jiān)控變壓器負載，當負載接近設定值時調整儲能策略，避免過載。

防逆流保護：監(jiān)控逆功率并采取充電或停機等保護措施。

數(shù)據(jù)分析與報表：提供充放電曲線、SOC曲線、能效分析報表等，支持自定義查詢和導出。

遠程管理與告警：支持秒級遙控、緊急停機和多級告警聯(lián)動，保障系統(tǒng)安全。

5.2系統(tǒng)架構與特點

Acrel-2000ES系統(tǒng)支持通過串口、TCP/IP或通訊管理機接入儲能設備，構建完整的監(jiān)控與調度網(wǎng)絡。其架構如下：

數(shù)據(jù)采集層：通過RS-485、Modbus等接口連接儲能設備。

數(shù)據(jù)處理層：對采集數(shù)據(jù)進行計算、存儲和告警分析。

顯示與管理層：通過工業(yè)觸摸屏或遠程平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化和策略配置。

系統(tǒng)特點

5.3技術參數(shù)

5.4接入數(shù)量

6.界面展示

6.1主控進程

6.2數(shù)據(jù)庫管理

6.3數(shù)據(jù)庫管理

6.4通訊管理

6.5圖形狀態(tài)

6.6人機界面

6.7 PCS監(jiān)控

6.8 BMS監(jiān)控

7.設備規(guī)格

結論

Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)通過智能化的調度與監(jiān)控，為工商業(yè)儲能電站提供了解決方案。在未來，隨著儲能技術的不斷發(fā)展，EMS系統(tǒng)將進一步向智能化、模塊化和多功能方向邁進，助力企業(yè)實現(xiàn)綠色低碳運營目標。

審核編輯 黃宇