安(ān)科(kē)瑞 陳聰

摘要：主(zhǔ)要對10kW/20kWh風儲(chǔ)鋰電池的能量管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統進行(háng)設(shè)計，所設計的係統(tǒng)共包(bāo)括2部(bù)分：儲能管理單元和(hé)電(diàn)池管理單(dān)元(yuán)。其中(zhōng)的(dí)儲能(néng)管理單元不(bù)僅可(kě)控製電池(chí)儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)充電和(hé)放電(diàn)，還(huán)可監測其(qí)狀(zhuàng)態並對所收(shōu)集的數據進行分析；電(diàn)池(chí)管理單元可通過(guò)監(jiān)測(cè)電池(chí)的(dí)溫度(dù)和電壓等(děng)對(duì)電(diàn)池進(jìn)行(háng)實(shí)時保護(hù)和均(jūn)壓控(kòng)製(zhì)，通(tōng)過這2個(gè)係(xì)統(tǒng)的(dí)相互(hù)協(xié)調(tiáo)可對(duì)儲(chǔ)能係(xì)統(tǒng)的(dí)充(chōng)放(fàng)電(diàn)過(guò)程(chéng)進(jìn)行(háng)安(ān)全(quán)動態(tài)管理。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對所(suǒ)設(shè)計係(xì)統的有效性進(jìn)行驗證(zhèng)，從(cóng)而(ér)為鋰(lǐ)電(diàn)池儲(chǔ)能係(xì)統(tǒng)在工程中(zhōng)的應用奠(diàn)定一定(dìng)的基礎。

關鍵(jiàn)詞：儲能管理；電(diàn)池管理；均壓(yā)控(kòng)製(zhì)

0引(yǐn)言

由(yóu)於(yú)風能(néng)的間歇性，隨(suí)機(jī)性及不(bù)可預測(cè)性，使得風(fēng)電的(dí)並(bìng)網對(duì)電(diàn)力係(xì)統的穩(wěn)定(dìng)及(jí)安(ān)全有(yǒu)一定(dìng)的(dí)威(wēi)脅，這(zhè)在一定(dìng)程度(dù)上限(xiàn)製了對風(fēng)能的有(yǒu)效利(lì)用。由於(yú)電池儲(chǔ)能技術(shù)可(kě)使風(fēng)電功(gōng)率實(shí)現時空的轉(zhuǎn)移，所以(yǐ)該技術(shù)是提高(gāo)風電(diàn)並(bìng)網能力(lì)的有(yǒu)效(xiào)手(shǒu)段，而(ér)一套可靠(kào)又(yòu)安(ān)全(quán)的能(néng)量管(guǎn)理係(xì)統對電(diàn)池儲能技術是至(zhì)關重要的，通(tōng)過該係統(tǒng)可(kě)對儲能(néng)係統的狀態(tài)進(jìn)行(háng)監(jiān)測等(děng)，同時(shí)還(huán)可實現對蓄電池的實(shí)時保護等。目前(qián)，大規(guī)模(mó)的(dí)電池(chí)儲(chǔ)能技(jì)術在我(wǒ)國還處於發展階(jiē)段，相(xiāng)關能(néng)量(liáng)管(guǎn)理係統(tǒng)的(dí)設計(jì)仍(réng)需(xū)進(jìn)一步的探(tàn)索(suǒ)。

1係統(tǒng)結(jié)構

風-儲聯(lián)網(wǎng)係統的組成(chéng)主(zhǔ)要包括(kuò)發電機(jī)組(zǔ)，電網及(jí)BESS(電池(chí)儲(chǔ)能係(xì)統(tǒng))等，風-儲聯網(wǎng)係統的(dí)運(yùn)行圖如圖(tú)1所(suǒ)示。電網根(gēn)據自身需(xū)求和調度(dù)周期內(nèi)風電的出力(lì)大小向(xiàng)ESMU(儲(chǔ)能(néng)管理單元(yuán))發送(sòng)指(zhǐ)令，在每(měi)個(gè)控製周期內ESMU會(huì)根據(jù)所得信(xìn)息(xī)向(xiàng)變(biàn)流器的(dí)控(kòng)製(zhì)係統發送(sòng)充(chōng)放電(diàn)指令，即通(tōng)過調節儲能電池充(chōng)電(diàn)功率(shuài)的(dí)值對(duì)BESS(電池(chí)儲能(néng)係統)的工作(zuò)狀態進行實時監測，根據充(chōng)放電的(dí)功(gōng)率(shuài)和鋰電(diàn)池的荷(hé)電(diàn)狀態(簡(jiǎn)稱SOC)對(duì)儲能(néng)係(xì)統的(dí)充(chōng)放電功率(shuài)進行調整，從(cóng)而提(tí)高係(xì)統的安(ān)全(quán)性。

圖一風-儲聯網係統(tǒng)的運行(háng)圖(tú)

2能量管理(lǐ)係(xì)統設計(jì)

2.1 ESMU設計(jì)

該係統的(dí)ESMU主要包括控製，通(tōng)信(xìn)，監測和(hé)數據(jù)管理四(sì)個模(mó)塊(kuài)，如圖2所示。通信(xìn)模塊的(dí)設計主要基(jī)於Modbus協(xié)議，通信介(jiè)質為(wéi)串(chuàn)口綫，與變流器之間的數據(jù)通(tōng)信的(dí)建立通過RS-485接(jiē)口(kǒu)，通(tōng)信介(jiè)質(zhì)為(wéi)基於Modbus_TCP協議(yì)的網綫(xiàn)，與電(diàn)池之間的數據(jù)通信(xìn)主要(yào)通(tōng)過RJ-45接口建立。

通(tōng)過通信模塊可以與(yǔ)BESS中的某些部(bù)分實現數(shù)據通(tōng)信，但所使用的數據均為符合(hé)Modbus應(yīng)用協議的報文，這不利於實現(xiàn)人(rén)機之間(jiān)的交互。通過控(kòng)製與(yǔ)監(jiān)測模塊可很好地(dì)實(shí)現人機(jī)之(zhī)間的(dí)交互(hù)，完成對(duì)交互(hù)指(zhǐ)令的翻(fān)譯和(hé)通信的報文(wén)，同(tóng)時通過與(yǔ)通(tōng)信模(mó)塊之(zhī)間(jiān)的配(pèi)合可(kě)對(duì)BESS的狀(zhuàng)態進行實時(shí)的(dí)監測和控製(zhì)。控(kòng)製模(mó)塊還(huán)可(kě)對變流(liú)器的工作(zuò)時間，工作(zuò)模式等進行設定，監測模塊可(kě)對電池(chí)的電流，電壓及(jí)溫(wēn)度等狀(zhuàng)態(tài)進行監視(shì)，同(tóng)時還(huán)可動(dòng)態監視(shì)變流(liú)器的(dí)交直(zhí)流(liú)側的(dí)電(diàn)流，電(diàn)壓，功率等。

通過監(jiān)控(kòng)和(hé)通信(xìn)模(mó)塊可對BESS的狀態進(jìn)行(háng)監(jiān)測和(hé)控製，但(dàn)無法保(bǎo)存其運行(háng)時的數(shù)據，同時(shí)無法(fǎ)對其(qí)工(gōng)作性能進行(háng)分析。通過數(shù)據(jù)管理(lǐ)模(mó)塊(kuài)可(kě)將ESMU的(dí)狀(zhuàng)態監測(cè)數據和控製(zhì)指(zhǐ)令信(xìn)息實時(shí)導(dǎo)入，同時可實(shí)時(shí)地分(fēn)析BESS的(dí)工(gōng)作性能。可靠的(dí)數(shù)據(jù)基礎是(shì)實現(xiàn)對(duì)BESS數據管理(lǐ)和分析的(dí)前提，本文(wén)的(dí)ESMU以(yǐ)SQLserver為(wéi)基礎(chǔ)建(jiàn)立了實(shí)時的數據(jù)庫用於對所監測的(dí)數(shù)據(jù)進行存(cún)儲(chǔ)。本文所建立(lì)的(dí)數據(jù)庫中(zhōng)共包(bāo)括電(diàn)池(chí)信息(xī)表，變(biàn)流(liú)器信息(xī)表，指令(líng)信息表，調度功率信(xìn)息(xī)表(biǎo)4個父(fù)表，每個(gè)父表(biǎo)中(zhōng)還(huán)包括各子(zǐ)表的屬性(xìng)信息，父表下(xià)屬的4個(gè)子表分別(bié)記(jì)錄電(diàn)池的(dí)狀態(tài)，變流器(qì)狀(zhuàng)態，控(kòng)製指(zhǐ)令的數據和調(tiáo)度功(gōng)率的數據。

2.2 BMU設計(jì)

電池組(zǔ)中(zhōng)的(dí)每箱(xiāng)電池配(pèi)備一(yī)套(tào)用(yòng)於(yú)采(cǎi)集每節(jié)電池(chí)電流(liú)，溫(wēn)度，電(diàn)壓(yā)等(děng)信息的子(zǐ)能量管理(lǐ)單(dān)元，子(zǐ)能量(liáng)管理(lǐ)單(dān)元(yuán)負責將所采集(jí)到的(dí)信(xìn)息發(fā)送(sòng)到(dào)主控(kòng)管(guǎn)理單(dān)元，從(cóng)而(ér)將信息傳至(zhì)ESMU。圖3所(suǒ)示為BMU工(gōng)作原理(lǐ)的示意圖。

BMU將所得(dé)的電池信(xìn)息(xī)與電壓，溫(wēn)度的(dí)預設值相比(bǐ)較，當總(zǒng)電壓(yā)或(huò)單體電(diàn)壓或(huò)溫度等(děng)高於告警值時，BMU將發出警(jǐng)告信(xìn)號，當總電壓(yā)或單(dān)體(tǐ)電壓或溫(wēn)度(dù)等高(gāo)於保護(hù)值(zhí)時，BMU內的接觸器(qì)將(jiāng)會被(bèi)觸發，電池(chí)停止工(gōng)作。

3能量(liáng)管理係統各(gè)功(gōng)能(néng)的實(shí)現

3.1 ESMU功能實(shí)現(xiàn)

ESMU中(zhōng)主(zhǔ)要(yào)包括監測，控製，數(shù)據管理3個主界(jiè)麵(miàn)，通(tōng)過(guò)這(zhè)3個(gè)主(zhǔ)界麵可以實(shí)現(xiàn)對(duì)儲能(néng)係統的狀態監測(cè)，充(chōng)放(fàng)電(diàn)控(kòng)製(zhì)及數(shù)據管理。

ESMU控(kòng)製主要由4部分組(zǔ)成(chéng)。可(kě)以對(duì)BESS的控製模式進行設(shè)置(zhì)，主(zhǔ)要包括恒流(liú)，恒功(gōng)率，恒壓(yā)充/放(fàng)電(diàn)及(jí)自定義充放(fàng)電7種模(mó)式，自(zì)定義(yì)充放(fàng)電(diàn)模式以(yǐ)所導入(rù)的調度指令(líng)功率為依據控製BESS，同時(shí)通過(guò)調整(zhěng)BESS的充放(fàng)電功(gōng)率(shuài)來(lái)滿足相應(yīng)的(dí)約(yuē)束條件，避免(miǎn)電池充(chōng)放(fàng)電(diàn)過(guò)度；可以對(duì)電流，功率(shuài)及充(chōng)放電(diàn)的時(shí)間進行設置(zhì)；也可(kě)以(yǐ)用於顯示(shì)係統時(shí)間；以及對電池及變(biàn)流(liú)器運行時的參(cān)數進(jìn)行(háng)設置(zhì)。

ESMU的監測共包括2部分。可(kě)以(yǐ)用(yòng)於顯示變(biàn)流(liú)器的(dí)相(xiāng)關(guān)信息，如電壓(yā)，交直(zhí)流(liú)側電(diàn)流(liú)及故(gù)障(zhàng)信(xìn)息等(děng)；也(yě)可以用於顯示電池(chí)的單體電(diàn)壓(yā)，荷(hé)電狀(zhuàng)態及(jí)故障信息(xī)等(děng)。

ESMU數(shù)據(jù)管理主(zhǔ)要包括4部(bù)分(fēn)。主(zhǔ)要(yào)用(yòng)於(yú)導入(rù)調(tiáo)度(dù)功(gōng)率等，對充放電的(dí)電流，電(diàn)壓等進(jìn)行選(xuǎn)擇；對(duì)查(chá)看的時間段(duàn)進(jìn)行設置(zhì)；用於顯(xiǎn)示所查看(kàn)的(dí)結果；用於(yú)導出(chū)結果(guǒ)。

3.2 BMU功能實(shí)現

係(xì)統的壽(shòu)命受(shòu)電(diàn)池電(diàn)壓的(dí)影(yǐng)響很大，本研(yán)究中(zhōng)對每箱電池均進(jìn)行均匀(yún)控製(zhì)。均匀控製的過(guò)程(chéng)為(wéi)，對(duì)箱體(tǐ)內(nèi)每節電池(chí)的(dí)電壓進行(háng)定時監(jiān)測，當係(xì)統進行充電時，如果箱體中單節(jié)電池的電(diàn)壓與(yǔ)箱(xiāng)體(tǐ)中(zhōng)電(diàn)池電壓(yā)的平(píng)均(jūn)值(zhí)相(xiāng)差20mV以上(shàng)時，啟動(dòng)均衡電路，此時單(dān)體電池中(zhōng)電壓值(zhí)較高的會向整(zhěng)箱(xiāng)電(diàn)池放電(diàn)，直至(zhì)箱體(tǐ)中電壓的平均值(zhí)與(yǔ)其端電(diàn)壓的(dí)差值(zhí)小於20mV；若二者之間(jiān)的(dí)差值小於20mV時，則(zé)不啟動均衡電路。

當係統(tǒng)放(fàng)電時，與(yǔ)充電時所(suǒ)采用(yòng)策略類(lèi)似，圖(tú)4所(suǒ)示(shì)為控製(zhì)的具(jù)體方法。較(jiào)大(dà)放(fàng)電與充(chōng)電均(jūn)衡的電(diàn)流均(jūn)為10A。

電(diàn)池組(zǔ)充(chōng)電時(shí)，當電(diàn)池組(zǔ)的總(zǒng)電壓(yā)大(dà)於690V或單體電(diàn)壓(yā)值(zhí)大於3.60V時(shí)，BMU會發(fā)出告警信(xìn)號；當(dāng)電池組的總電(diàn)壓大(dà)於(yú)700V或(huò)單體電(diàn)壓(yā)值(zhí)大於3.65V時，BMU會(huì)向(xiàng)電(diàn)池(chí)組與(yǔ)變(biàn)流器間的(dí)斷路器發出相應信號，斷(duàn)開(kāi)變流(liú)器與(yǔ)電池組之(zhī)間的(dí)連(lián)接，同(tóng)時停止(zhǐ)對儲能(néng)係統的充(chōng)電(diàn)。電池(chí)組(zǔ)放電時，當(dāng)電(diàn)池組(zǔ)的(dí)總電壓大於(yú)550V或(huò)單體電壓(yā)值大(dà)於2.90V時，BMU會發出告警(jǐng)信號；當(dāng)電(diàn)池組的(dí)總(zǒng)電(diàn)壓(yā)大(dà)於(yú)520V或(huò)單體(tǐ)電(diàn)壓值大(dà)於(yú)2.70V時(shí)，BMU會向電(diàn)池(chí)組與(yǔ)變流器間(jiān)的(dí)斷路器發(fā)出相(xiāng)應(yīng)信(xìn)號，斷開變流(liú)器與(yǔ)電池組之間(jiān)的連接，同時停(tíng)止對儲能係統(tǒng)的(dí)放電(diàn)。當單節(jié)電池(chí)的溫度小於(yú)15℃或(huò)大(dà)於(yú)35℃時，BMU會發(fā)出(chū)告警(jǐng)信號；當單節電(diàn)池(chí)的溫度小於(yú)10℃或(huò)大(dà)於40℃時(shí)，BMU內(nèi)的接觸器(qì)會產生相應動作，停(tíng)止充(chōng)放(fàng)電(diàn)。

4安科(kē)瑞(ruì)Acrel-2000ES儲能(néng)能(néng)量管理(lǐ)係統(tǒng)解決(jué)方(fāng)案

4.1概(gài)述(shù)

安(ān)科(kē)瑞(ruì)Acrel-2000ES儲(chǔ)能(néng)能量(liáng)管理係統(tǒng)具(jù)有(yǒu)*的(dí)儲(chǔ)能監(jiān)控(kòng)與(yǔ)管(guǎn)理功能(néng)，涵蓋了儲(chǔ)能係統設備(PCS，BMS，電表，消防(fáng)，空(kōng)調(tiáo)等)的詳細信(xìn)息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采(cǎi)集(jí)，數(shù)據(jù)處(chǔ)理(lǐ)，數據存儲(chǔ)，數(shù)據查詢(xún)與(yǔ)分析，可(kě)視(shì)化(huà)監(jiān)控，報(bào)警(jǐng)管(guǎn)理(lǐ)，統(tǒng)計(jì)報(bào)表(biǎo)等(děng)功能(néng)。在(zài)應用上(shàng)支持能(néng)量調(tiáo)度，具(jù)備計(jì)劃曲綫，削峰(fēng)填穀(gǔ)，需(xū)量控(kòng)製，備用(yòng)電(diàn)源(yuán)等(děng)控製功能(néng)。係統對(duì)電池組性能進(jìn)行(háng)實(shí)時(shí)監測(cè)及歷(lì)史(shǐ)數(shù)據分析，根(gēn)據分析(xī)結果采(cǎi)用智能化的分(fēn)配策(cè)略(lüè)對電池(chí)組(zǔ)進行充放電控製，優(yōu)化了(liǎo)電池性能，提高(gāo)電池壽命(mìng)。係(xì)統(tǒng)支持(chí)Windows操作(zuò)係統，數據(jù)庫(kù)采用SQLServer。本係(xì)統(tǒng)既(jì)可以(yǐ)用於儲能一體(tǐ)櫃，也(yě)可以用(yòng)於儲能集(jí)裝(zhuāng)箱，是專門用(yòng)於儲能設備(bèi)管(guǎn)理的一套(tào)軟件係統(tǒng)平(píng)台。

4.2適用場(cháng)合

係統可(kě)應(yīng)用於城市(shì)，高(gāo)速公路，工業(yè)園(yuán)區，工商業區(qū)，居民(mín)區(qū)，智(zhì)能(néng)建(jiàn)築(zhù)，海(hǎi)島(dǎo)，無(wú)電地區可再(zài)生能(néng)源係(xì)統監控和(hé)能量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)需求。

工商業儲能四大(dà)應用(yòng)場景

1）工廠(chǎng)與商場(cháng)：工廠(chǎng)與商場用電習(xí)慣明顯(xiǎn)，安(ān)裝(zhuāng)儲能(néng)以進(jìn)行削(xiāo)峰(fēng)填(tián)穀，需量管(guǎn)理(lǐ)，能夠降低用(yòng)電成本，並充(chōng)當後(hòu)備電源應(yīng)急；

2）光(guāng)儲充電站(zhàn)：光(guāng)伏(fú)自發自用，供給(gěi)電動(dòng)車(chē)充(chōng)電站(zhàn)能源(yuán)，儲(chǔ)能平抑(yì)大(dà)功率充電站(zhàn)對(duì)於電網(wǎng)的(dí)衝(chōng)擊(jī)；

3）微電網：微電(diàn)網具(jù)備(bèi)可(kě)並網或離(lí)網運行(háng)的(dí)靈活性，以工業(yè)園區(qū)微(wēi)網(wǎng)，海島微網(wǎng)，偏遠(yuǎn)地(dì)區(qū)微網(wǎng)為主，儲(chǔ)能(néng)起(qǐ)到平(píng)衡(héng)發電(diàn)供應與用電負荷的作用；

4）新型(xíng)應用場景：工商(shāng)業儲(chǔ)能(néng)探索融合(hé)發展(zhǎn)新場景(jǐng)，已出(chū)現在5G基(jī)站(zhàn)，換電重(zhòng)卡，港(gǎng)口岸電等(děng)眾多應用場(cháng)景(jǐng)。

4.3係統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4係統功能

4.4.1實(shí)時監測

微電(diàn)網(wǎng)能(néng)量管(guǎn)理係(xì)統人機界麵(miàn)友好(hǎo)，應能(néng)夠以係統一次(cì)電(diàn)氣(qì)圖的(dí)形(xíng)式(shì)直(zhí)觀(guān)顯(xiǎn)示各電(diàn)氣回路(lù)的運(yùn)行狀(zhuàng)態，實時監(jiān)測各回路(lù)電壓，電流，功率(shuài)，功率(shuài)因數等(děng)電參數信息(xī)，動態(tài)監視各(gè)回路斷(duàn)路(lù)器(qì)，隔(gé)離開關等(děng)合(hé)，分(fēn)閘狀態(tài)及(jí)有(yǒu)關(guān)故障(zhàng)，告警等(děng)信(xìn)號。其(qí)中，各子係統(tǒng)回路電參(cān)量主(zhǔ)要有：三(sān)相電流(liú)，三相(xiāng)電壓(yā)，總有(yǒu)功功率(shuài)，總無(wú)功(gōng)功率(shuài)，總功率因(yīn)數，頻(pín)率和(hé)正(zhèng)向有功(gōng)電能(néng)累計值；狀態(tài)參(cān)數主要(yào)有：開(kāi)關狀態(tài)，斷路(lù)器故(gù)障脫(tuō)扣告警等。

係(xì)統(tǒng)應(yīng)可以對分布(bù)式電源，儲(chǔ)能係(xì)統進(jìn)行發電管理，使管理人員實時掌握(wò)發(fā)電單元(yuán)的(dí)出(chū)力(lì)信息，收益信息(xī)，儲能荷電(diàn)狀(zhuàng)態(tài)及發電(diàn)單元與儲(chǔ)能(néng)單(dān)元運(yùn)行功(gōng)率設(shè)置等。

係統應(yīng)可以對儲能(néng)係統進行狀(zhuàng)態管(guǎn)理(lǐ)，能(néng)夠根據儲(chǔ)能係(xì)統的荷電狀(zhuàng)態(tài)進行(háng)及(jí)時告(gào)警(jǐng)，並支持(chí)定期的電池維護。

微電網能(néng)量管理係統的(dí)監控係(xì)統(tǒng)界(jiè)麵包(bāo)括(kuò)係統主界(jiè)麵(miàn)，包(bāo)含(hán)微(wēi)電(diàn)網光伏(fú)，風電，儲(chǔ)能，充電(diàn)樁及總體(tǐ)負(fù)荷組成情況，包括(kuò)收益(yì)信息(xī)，天氣信息，節能減排信息(xī)，功(gōng)率信息，電量信(xìn)息，電壓電(diàn)流情況(kuàng)等。根(gēn)據(jù)不同(tóng)的需求(qiú)，也(yě)可將充電(diàn)，儲能(néng)及(jí)光(guāng)伏(fú)係(xì)統信(xìn)息(xī)進(jìn)行顯(xiǎn)示。

圖2係統(tǒng)主(zhǔ)界麵(miàn)

子界麵主要包括係(xì)統主接綫圖，光(guāng)伏信(xìn)息(xī)，風(fēng)電信(xìn)息，儲能信息(xī)，充電(diàn)樁信(xìn)息(xī)，通(tōng)訊(xùn)狀況及(jí)一(yī)些(xiē)統計列表(biǎo)等(děng)。

光(guāng)伏(fú)界(jiè)麵

圖3光伏係統(tǒng)界(jiè)麵(miàn)

本界(jiè)麵(miàn)用來展示對(duì)光(guāng)伏(fú)係(xì)統(tǒng)信息，主(zhǔ)要包(bāo)括逆(nì)變器直流側，交(jiāo)流(liú)側(cè)運行狀(zhuàng)態監(jiān)測(cè)及報警，逆變(biàn)器及電(diàn)站發(fā)電量統計及分析，並網(wǎng)櫃電力(lì)監測及(jí)發(fā)電(diàn)量統(tǒng)計，電(diàn)站(zhàn)發電量年(nián)有效(xiào)利用小時(shí)數統(tǒng)計(jì)，發電(diàn)收益統計，碳(tàn)減(jiǎn)排統計(jì)，輻(fú)照(zhào)度(dù)/風力/環(huán)境溫(wēn)濕(shī)度監測，發(fā)電功率模擬及效(xiào)率分(fēn)析(xī)；同時對係統(tǒng)的總功率，電壓(yā)電流(liú)及(jí)各個逆(nì)變(biàn)器的運行數(shù)據進(jìn)行展示(shì)。

儲能界(jiè)麵

圖(tú)4儲(chǔ)能(néng)係統界麵(miàn)

本(běn)界麵(miàn)主要(yào)用來展示本(běn)係統(tǒng)的儲能裝機(jī)容(róng)量，儲(chǔ)能(néng)當(dāng)前充(chōng)放電量，收(shōu)益，SOC變(biàn)化(huà)曲(qū)綫以(yǐ)及(jí)電量變(biàn)化曲(qū)綫。

圖5儲能(néng)係(xì)統PCS參(cān)數設置(zhì)界麵(miàn)

本界麵(miàn)主(zhǔ)要(yào)用來展示(shì)對PCS的參(cān)數(shù)進行設置，包(bāo)括(kuò)開關(guān)機(jī)，運(yùn)行(háng)模(mó)式(shì)，功率(shuài)設定以及電壓，電流的限值。

圖6儲能係統BMS參數(shù)設置界(jiè)麵

本界麵(miàn)用(yòng)來展示對BMS的(dí)參數進(jìn)行設(shè)置，主(zhǔ)要包括電芯電(diàn)壓，溫(wēn)度保(bǎo)護(hù)限值，電(diàn)池(chí)組(zǔ)電(diàn)壓(yā)，電(diàn)流(liú)，溫度(dù)限(xiàn)值(zhí)等。

圖(tú)7儲能(néng)係統PCS電網側(cè)數據界(jiè)麵

本(běn)界(jiè)麵(miàn)用來展示(shì)對PCS電網側(cè)數據，主(zhǔ)要(yào)包括相(xiāng)電壓，電(diàn)流(liú)，功(gōng)率，頻(pín)率，功率因(yīn)數等(děng)。

圖(tú)8儲能係統PCS交流側數(shù)據界麵

本(běn)界麵(miàn)用(yòng)來展(zhǎn)示對PCS交流(liú)側(cè)數(shù)據，主(zhǔ)要(yào)包括相電壓，電流，功(gōng)率，頻(pín)率，功率因數，溫(wēn)度(dù)值(zhí)等。同時針(zhēn)對(duì)交(jiāo)流側的(dí)異常信(xìn)息(xī)進行(háng)告警。

圖9儲能(néng)係(xì)統(tǒng)PCS直(zhí)流側數(shù)據(jù)界麵

本(běn)界麵用來(lái)展示對PCS直流(liú)側數據(jù)，主要包(bāo)括(kuò)電(diàn)壓(yā)，電(diàn)流，功率，電量等。同時針對(duì)直流側的異(yì)常信(xìn)息進行(háng)告警(jǐng)。

圖(tú)10儲能係統(tǒng)PCS狀(zhuàng)態界麵(miàn)

本(běn)界(jiè)麵(miàn)用來展示對PCS狀態信(xìn)息(xī)，主要包(bāo)括通訊狀態(tài)，運行狀(zhuàng)態，STS運(yùn)行狀態及STS故(gù)障(zhàng)告警(jǐng)等(děng)。

圖(tú)11儲(chǔ)能電池狀態界麵

本(běn)界麵(miàn)用(yòng)來展示對BMS狀(zhuàng)態(tài)信息，主要包括儲能電池的(dí)運行狀態，係統信息，數據信息以(yǐ)及(jí)告(gào)警信息(xī)等，同時(shí)展(zhǎn)示(shì)當前(qián)儲能(néng)電池的(dí)SOC信息(xī)。

圖(tú)12儲能(néng)電池簇運(yùn)行數據(jù)界麵

本(běn)界(jiè)麵用(yòng)來展示(shì)對電(diàn)池(chí)簇信息(xī)，主要包(bāo)括儲能各模組(zǔ)的(dí)電(diàn)芯電壓與(yǔ)溫度，並(bìng)展(zhǎn)示當(dāng)前電(diàn)芯的電壓(yā)，溫(wēn)度值(zhí)及所對(duì)應的位(wèi)置(zhì)。

風電(diàn)界(jiè)麵(miàn)

圖13風(fēng)電係(xì)統界(jiè)麵(miàn)

本界(jiè)麵用來展示對風電係(xì)統信(xìn)息，主(zhǔ)要包(bāo)括逆變控(kòng)製一(yī)體機直流(liú)側，交(jiāo)流(liú)側運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)態監測及(jí)報(bào)警，逆變器及電(diàn)站發電(diàn)量統計及分析(xī)，電站發(fā)電量(liáng)年(nián)有(yǒu)效利(lì)用(yòng)小時數(shù)統(tǒng)計(jì)，發電收(shōu)益統(tǒng)計(jì)，碳減(jiǎn)排統計(jì)，風速/風(fēng)力/環境(jìng)溫(wēn)濕(shī)度監測，發電(diàn)功(gōng)率模(mó)擬(nǐ)及效(xiào)率分析(xī)；同(tóng)時對係統的總(zǒng)功(gōng)率(shuài)，電(diàn)壓(yā)電(diàn)流(liú)及(jí)各(gè)個逆(nì)變器的運行數(shù)據進(jìn)行(háng)展(zhǎn)示。

充(chōng)電樁界麵

圖14充(chōng)電樁界麵

本(běn)界麵用來(lái)展示對充電(diàn)樁(zhuāng)係統信(xìn)息(xī)，主(zhǔ)要(yào)包括充電樁用電(diàn)總功率，交直(zhí)流充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)的功率(shuài)，電(diàn)量，電量費用，變(biàn)化(huà)曲綫，各(gè)個(gè)充(chōng)電(diàn)樁的運行數(shù)據(jù)等(děng)。

視(shì)頻監(jiān)控界(jiè)麵

圖15微(wēi)電網視頻(pín)監控界(jiè)麵

本(běn)界(jiè)麵(miàn)主(zhǔ)要(yào)展示(shì)係統(tǒng)所(suǒ)接(jiē)入(rù)的(dí)視頻畫(huà)麵，且通過不同(tóng)的(dí)配置(zhì)，實現預(yù)覽，回放(fàng)，管(guǎn)理與(yǔ)控(kòng)製等。

4.4.2發(fā)電(diàn)預測

係統應(yīng)可以通過(guò)歷史(shǐ)發(fā)電數據(jù)，實測(cè)數據(jù)，未來天(tiān)氣(qì)預測數據(jù)，對分布(bù)式(shì)發電進(jìn)行(háng)短期(qī)，超短(duǎn)期發電(diàn)功(gōng)率(shuài)預(yù)測，並展(zhǎn)示(shì)合格(gé)率及誤差(chà)分(fēn)析。根(gēn)據(jù)功率(shuài)預(yù)測(cè)可(kě)進行(háng)人工輸入或者自(zì)動生成發(fā)電(diàn)計劃(huá)，便(biàn)於(yú)用(yòng)戶對該(gāi)係(xì)統(tǒng)新(xīn)能(néng)源發電(diàn)的集(jí)中管控(kòng)。

圖16光伏(fú)預(yù)測界麵

4.4.3策略配置(zhì)

係(xì)統應可(kě)以(yǐ)根(gēn)據(jù)發(fā)電(diàn)數(shù)據(jù)，儲能(néng)係統(tǒng)容量(liáng)，負荷需求及分時電(diàn)價(jià)信息(xī)，進行係(xì)統運(yùn)行(háng)模式(shì)的設置及不(bù)同(tóng)控製策略(lüè)配(pèi)置(zhì)。如(rú)削(xiāo)峰(fēng)填(tián)穀(gǔ)，周期計劃，需量控製(zhì)，有序充電(diàn)，動(dòng)態擴容(róng)等(děng)。

圖17策(cè)略配置(zhì)界麵(miàn)

4.4.4運(yùn)行(háng)報(bào)表

應(yīng)能(néng)查詢各子係統，回路(lù)或設備規定時(shí)間的(dí)運行參數，報表(biǎo)中顯示電參量信息(xī)應包括：各相電流，三(sān)相電(diàn)壓(yā)，總功率因數，總(zǒng)有(yǒu)功功(gōng)率，總無功(gōng)功率，正向有(yǒu)功電能(néng)等。

圖18運行報(bào)表(biǎo)

4.4.5實時報(bào)警(jǐng)

應具(jù)有(yǒu)實時報(bào)警功能，係統能(néng)夠對(duì)各子係(xì)統中的(dí)逆變器(qì)，雙(shuāng)向變(biàn)流器的啟動(dòng)和關閉等遙(yáo)信變(biàn)位(wèi)，及設(shè)備(bèi)內部的(dí)保護動(dòng)作(zuò)或(huò)事(shì)故(gù)跳閘時應能發出告(gào)警，應(yīng)能(néng)實時顯(xiǎn)示告(gào)警事件或跳(tiào)閘事件，包(bāo)括(kuò)保護事件名稱，保護(hù)動作時(shí)刻(kè)；並(bìng)應能以彈窗，聲音，短信和電話(huà)等(děng)形(xíng)式通(tōng)知(zhī)相關(guān)人(rén)員(yuán)。

圖19實(shí)時告警

4.4.6歷史(shǐ)事(shì)件(jiàn)查(chá)詢(xún)

應能夠(gòu)對(duì)遙信變位(wèi)，保護動作(zuò)，事故跳閘，以及電(diàn)壓(yā)，電流(liú)，功率，功(gōng)率因數，電芯(xīn)溫(wēn)度（鋰離子(zǐ)電池(chí)），壓力（液流(liú)電池(chí)），光(guāng)照(zhào)，風速(sù)，氣(qì)壓(yā)越限(xiàn)等事件記錄進(jìn)行存(cún)儲和(hé)管理，方便用戶對係(xì)統事件和(hé)報警進行歷史追(zhuī)溯(sù)，查(chá)詢(xún)統(tǒng)計(jì)，事故分析(xī)。

圖20歷史事件查詢(xún)

4.4.7電(diàn)能質(zhì)量監測

應可(kě)以(yǐ)對(duì)整(zhěng)個微(wēi)電網(wǎng)係(xì)統(tǒng)的(dí)電能(néng)質(zhì)量包(bāo)括(kuò)穩態狀態(tài)和暫(zàn)態(tài)狀(zhuàng)態進行持續監測，使管理(lǐ)人員實(shí)時(shí)掌(zhǎng)握供電(diàn)係統電(diàn)能(néng)質量情況，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除(chú)供(gōng)電(diàn)不(bù)穩(wěn)定因素。

1）在供(gōng)電(diàn)係統主(zhǔ)界(jiè)麵上應(yīng)能(néng)實時顯示各(gè)電(diàn)能質量監(jiān)測點的監(jiān)測(cè)裝置(zhì)通(tōng)信狀(zhuàng)態，各(gè)監(jiān)測點的A/B/C相(xiāng)電壓(yā)總畸變率，三(sān)相電壓不平衡度和正(zhèng)序/負序/零(líng)序電壓(yā)值，三相電(diàn)流(liú)不平衡度和正(zhèng)序/負序(xù)/零序電(diàn)流值；

2）諧波分析功能：係統應(yīng)能實(shí)時顯示A/B/C三相(xiāng)電(diàn)壓總(zǒng)諧(xié)波畸(jī)變率，A/B/C三相電流總諧波畸變率，奇次諧波(bō)電(diàn)壓總(zǒng)畸變(biàn)率，奇次諧(xié)波電流(liú)總畸變(biàn)率，偶(ǒu)次諧波電壓(yā)總畸(jī)變率，偶次(cì)諧波電流總畸變率(shuài)；應能以柱狀圖展示2-63次諧(xié)波(bō)電壓含有率，2-63次(cì)諧波電(diàn)壓含(hán)有率(shuài)，0.5～63.5次間諧波電(diàn)壓含(hán)有(yǒu)率(shuài)，0.5～63.5次(cì)間(jiān)諧波電(diàn)流含有(yǒu)率(shuài)；

3）電(diàn)壓(yā)波(bō)動與閃(shǎn)變(biàn)：係(xì)統應能(néng)顯(xiǎn)示(shì)A/B/C三(sān)相(xiāng)電(diàn)壓波(bō)動值(zhí)，A/B/C三相電壓(yā)短(duǎn)閃(shǎn)變(biàn)值，A/B/C三相(xiāng)電壓長閃變(biàn)值(zhí)；應能提供A/B/C三(sān)相(xiāng)電壓波動曲(qū)綫，短(duǎn)閃變(biàn)曲綫和(hé)長閃變曲(qū)綫；應能顯示電壓(yā)偏差與(yǔ)頻率偏(piān)差(chà)；

4）功率(shuài)與電能(néng)計(jì)量(liáng)：係(xì)統應(yīng)能顯(xiǎn)示A/B/C三(sān)相(xiāng)有功(gōng)功(gōng)率(shuài)，無(wú)功(gōng)功率(shuài)和視在功(gōng)率；應(yīng)能(néng)顯示三相(xiāng)總(zǒng)有功功率，總無(wú)功功(gōng)率，總(zǒng)視在功(gōng)率和(hé)總功率(shuài)因素(sù)；應能提供有(yǒu)功負(fù)荷曲綫(xiàn)，包括(kuò)日有功負(fù)荷(hé)曲(qū)綫（折(zhē)綫型）和年有功負荷曲綫（折綫(xiàn)型）；

5）電壓暫(zàn)態(tài)監(jiān)測：在(zài)電(diàn)能質(zhì)量暫態事件(jiàn)如(rú)電(diàn)壓(yā)暫升，電壓暫(zàn)降，短(duǎn)時中(zhōng)斷(duàn)發生(shēng)時(shí)，係(xì)統應能(néng)產生告警(jǐng)，事件(jiàn)能以彈窗，閃爍，聲(shēng)音，短信，電話等形式通(tōng)知(zhī)相關人員(yuán)；係(xì)統(tǒng)應能(néng)查看(kàn)相應(yīng)暫態(tài)事(shì)件發生(shēng)前後的(dí)波形(xíng)。

6）電(diàn)能質(zhì)量數據(jù)統(tǒng)計(jì)：係(xì)統應能顯示1min統(tǒng)計(jì)整(zhěng)2h存儲的統計數據(jù)，包括均值(zhí)，95%概率值，方均根(gēn)值。

7）事(shì)件記錄查看功能：事(shì)件記(jì)錄(lù)應(yīng)包含事(shì)件名(míng)稱(chēng)，狀態（動(dòng)作(zuò)或返(fǎn)回），波(bō)形(xíng)號(hào)，越(yuè)限值，故(gù)障持(chí)續時(shí)間，事件發生的時間。

圖21微(wēi)電網(wǎng)係(xì)統(tǒng)電能(néng)質量界麵(miàn)

4.4.8遙控功能(néng)

應可(kě)以對(duì)整(zhěng)個(gè)微(wēi)電網係(xì)統(tǒng)範圍(wéi)內(nèi)的設(shè)備(bèi)進行(háng)遠(yuǎn)程(chéng)遙(yáo)控操作。係(xì)統維護人(rén)員可(kě)以(yǐ)通(tōng)過(guò)管理係統的主(zhǔ)界(jiè)麵完(wán)成遙(yáo)控操作(zuò)，並遵(zūn)循(xún)遙控預置，遙(yáo)控(kòng)返校，遙(yáo)控(kòng)執行的(dí)操作(zuò)順序，可以(yǐ)及時(shí)執行調度係統或(huò)站(zhàn)內(nèi)相應的操(cāo)作命令(líng)。

圖(tú)22遙(yáo)控功能

4.4.9曲綫查詢

應可(kě)在曲綫(xiàn)查詢界麵，可(kě)以直(zhí)接(jiē)查看(kàn)各電參量曲綫(xiàn)，包(bāo)括三(sān)相電流(liú)，三相電(diàn)壓，有功功率，無(wú)功(gōng)功率，功(gōng)率因數，SOC，SOH，充放電量變化等曲(qū)綫。

圖23曲綫查詢(xún)

4.4.10統(tǒng)計報表(biǎo)

具(jù)備定(dìng)時(shí)抄表匯(huì)總統(tǒng)計功能(néng)，用戶(hù)可(kě)以自由查詢(xún)自(zì)係統(tǒng)正常(cháng)運(yùn)行以(yǐ)來任意時間段內各配電節點的用(yòng)電情況(kuàng)，即(jí)該節(jié)點(diǎn)進綫用(yòng)電(diàn)量(liáng)與各分(fēn)支回路消(xiāo)耗(hào)電量(liáng)的統計分析報(bào)表(biǎo)。對微(wēi)電(diàn)網與外(wài)部(bù)係統間(jiān)電能(néng)量(liáng)交(jiāo)換(huàn)進(jìn)行(háng)統計分析；對(duì)係統(tǒng)運行的(dí)節(jié)能(néng)，收益等分(fēn)析；具備對(duì)微電(diàn)網供電(diàn)可(kě)靠性(xìng)分析，包(bāo)括(kuò)年(nián)停電時間，年停(tíng)電次數(shù)等分析(xī)；具(jù)備對並網(wǎng)型(xíng)微(wēi)電網的並網點(diǎn)進行電能質(zhì)量分(fēn)析(xī)。

圖24統計報表(biǎo)

4.4.11網(wǎng)絡拓(tuò)撲(pū)圖

係統(tǒng)支持(chí)實時監視(shì)接(jiē)入係(xì)統的各設備(bèi)的通信(xìn)狀(zhuàng)態，能(néng)夠完整(zhěng)的(dí)顯(xiǎn)示(shì)整(zhěng)個係(xì)統(tǒng)網絡結(jié)構(gòu)；可(kě)在(zài)綫(xiàn)診(zhěn)斷設備通信狀態，發(fā)生網(wǎng)絡異(yì)常(cháng)時能(néng)自動在(zài)界麵上顯(xiǎn)示(shì)故(gù)障(zhàng)設備(bèi)或元(yuán)件及其故(gù)障(zhàng)部(bù)位。

圖(tú)25微(wēi)電網係統(tǒng)拓撲界麵

本界麵(miàn)主要展(zhǎn)示微(wēi)電網(wǎng)係(xì)統(tǒng)拓撲，包括係(xì)統的組(zǔ)成(chéng)內容(róng)，電網連接方(fāng)式(shì)，斷路器，表計等信(xìn)息(xī)。

4.4.12通(tōng)信(xìn)管理

可(kě)以(yǐ)對(duì)整(zhěng)個微電網係統範(fàn)圍內(nèi)的設(shè)備通信情(qíng)況進行(háng)管理，控製(zhì)，數據的實時(shí)監測。係統(tǒng)維(wéi)護(hù)人員可以(yǐ)通(tōng)過管理(lǐ)係統(tǒng)的(dí)主(zhǔ)程序右鍵(jiàn)打開(kāi)通信管理程序，然後(hòu)選擇通信(xìn)控製(zhì)啟動(dòng)所有(yǒu)端口或某個端口，快(kuài)速查(chá)看某(mǒu)設(shè)備的通信和數(shù)據情(qíng)況(kuàng)。通(tōng)信應支持ModbusRTU，ModbusTCP，CDT，IEC60870-5-101，IEC60870-5-103，IEC60870-5-104，MQTT等(děng)通信規約。

圖(tú)26通(tōng)信(xìn)管理

4.4.13用戶權限(xiàn)管理(lǐ)

應(yīng)具備(bèi)設置用戶(hù)權限(xiàn)管理功能。通過用戶權限管(guǎn)理能(néng)夠(gòu)防(fáng)止(zhǐ)未(wèi)經授權(quán)的(dí)操(cāo)作（如(rú)遙控(kòng)操作(zuò)，運行參數修改等(děng)）。可(kě)以定義不同(tóng)級別(bié)用戶的登錄名，密(mì)碼(mǎ)及(jí)操作權限(xiàn)，為(wéi)係統(tǒng)運行，維(wéi)護，管理(lǐ)提供可靠的安(ān)全保(bǎo)障(zhàng)。

圖27用戶(hù)權限(xiàn)

4.4.14故障(zhàng)錄波

應可以(yǐ)在(zài)係(xì)統發(fā)生(shēng)故障時，自動(dòng)準確地(dì)記錄(lù)故障(zhàng)前(qián)，後過程的(dí)各相關電氣量(liáng)的(dí)變化情(qíng)況，通過對這些電氣(qì)量的(dí)分析，比較(jiào)，對(duì)分析處(chǔ)理事故，判(pàn)斷保(bǎo)護(hù)是否(fǒu)正(zhèng)確(què)動(dòng)作，提高電(diàn)力(lì)係統安全運行水平有著(zhuó)重要作用。其中故障錄波共(gòng)可記錄16條(tiáo)，每條(tiáo)錄波可觸發6段錄波，每次錄波可記(jì)錄(lù)故(gù)障前(qián)8個(gè)周波，故障後4個周波波(bō)形，總(zǒng)錄波時(shí)間共(gòng)計46s。每個(gè)采(cǎi)樣點(diǎn)錄波(bō)至少包含12個(gè)模擬(nǐ)量，10個開關量波(bō)形。

圖28故(gù)障(zhàng)錄波(bō)

4.4.15事(shì)故追憶(yì)

可(kě)以(yǐ)自(zì)動記(jì)錄(lù)事故時刻前後一段(duàn)時(shí)間的所有實(shí)時掃(sǎo)描(miáo)數據(jù)，包括(kuò)開關位置，保護動(dòng)作(zuò)狀態(tài)，遙(yáo)測(cè)量等，形成事(shì)故(gù)分(fēn)析(xī)的數(shù)據基礎。

用(yòng)戶(hù)可(kě)自定義事故追(zhuī)憶的(dí)啟(qǐ)動(dòng)事件，當每(měi)個(gè)事件發生時(shí)，存儲事故前*個掃描周期及(jí)事(shì)故後10個(gè)掃描周(zhōu)期(qī)的有(yǒu)關(guān)點數(shù)據。啟(qǐ)動(dòng)事(shì)件和(hé)監(jiān)視(shì)的數(shù)據點(diǎn)可由用戶(hù)規(guī)定(dìng)和(hé)隨意修(xiū)改(gǎi)。

圖29事(shì)故(gù)追(zhuī)憶(yì)

4.5係統(tǒng)硬件(jiàn)配置(zhì)清(qīng)單

5結(jié)　論(lùn)

在設(shè)計(jì)和(hé)實(shí)現風儲(chǔ)電(diàn)池(chí)能(néng)量管(guǎn)理(lǐ)係統的過程(chéng)中,除了(liǎo)著眼(yǎn)於基本(běn)的(dí)控(kòng)製(zhì)策(cè)略功(gōng)能實(shí)現(xiàn)以外,還(huán)需(xū)對其(qí)他(tā)影響係統可用性(xìng)的因(yīn)素加以(yǐ)關(guān)注。為(wéi)避免(miǎn)電池，PCS，BMS，EMS，溫控係統和消防(fáng)係統的能量損耗導(dǎo)致(zhì)儲(chǔ)能係統的能(néng)量(liáng)持續(xù)降低,在(zài)風儲(chǔ)能量管(guǎn)理係(xì)統的(dí)設計中(zhōng)需(xū)要對(duì)上述損耗加(jiā)以補償(cháng),選擇性功(gōng)率偏置可以起(qǐ)到(dào)良(liáng)好的效(xiào)果(guǒ)。通過該係統(tǒng)可(kě)控(kòng)製(zhì)對(duì)電池的(dí)充(chōng)放(fàng)電(diàn)，狀(zhuàng)態監測和運行(háng)狀態，性能的分析，同時(shí)可(kě)對電池(chí)的(dí)溫度，電(diàn)壓(yā)進(jìn)行(háng)實時保護及(jí)告警，從(cóng)而保證(zhèng)係統運行的穩定及安(ān)全。

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