安科(kē)瑞(ruì) 陳(chén)聰(cōng)

0.引言

分(fēn)布式(shì)光(guāng)儲電站目前已成(chéng)為工(gōng)業園(yuán)區(qū)，智能樓宇場景(jǐng)下的(dí)重要(yào)組成(chéng)部(bù)分(fēn)。光伏和風電的間(jiān)歇(xiē)性(xìng)和波動(dòng)性製約(yuē)著(zhuó)新能源(yuán)的(dí)大(dà)規模(mó)應用(yòng)，而(ér)儲(chǔ)能係統具有(yǒu)調峰，調頻(pín)，平滑輸出的(dí)功能，光儲(chǔ)結(jié)合使(shǐ)分(fēn)布式電站裝(zhuāng)機量逐年增(zēng)加。

分布式(shì)光(guāng)儲電站的能量管理係統(tǒng)（EMS）是(shì)其電(diàn)站運行*備的(dí)核心(xīn)係統，EMS是(shì)基(jī)於(yú)SCADA係(xì)統的數(shù)字化(huà)信息(xī)，實現(xiàn)自動發(fā)電控製(zhì)，網絡分(fēn)析(xī)等(děng)功能，促(cù)進了光(guāng)儲電(diàn)站數字化，自(zì)動(dòng)化(huà)。

本(běn)文EMS指(zhǐ)對(duì)區域內(nèi)電(diàn)源(yuán)，配電(diàn)，負(fù)荷的綜(zōng)合管理(lǐ)與調度(dù)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部優化運(yùn)行(háng)，對外部電力(lì)係統(tǒng)友(yǒu)好(hǎo)接入並提(tí)供支(zhī)持服務(wù)。EMS可向(xiàng)上接(jiē)入更大(dà)規(guī)模，更*層級的EMS，也可(kě)向(xiàng)下(xià)調度多(duō)個發(fā)電設備控製器及負荷(hé)管(guǎn)理器。

大部分現存(cún)研究隻(zhī)對EMS進行(háng)了(liǎo)簡(jiǎn)單功(gōng)能(néng)介(jiè)紹(shào)。林青瑜提出的(dí)光儲一體(tǐ)化電站(zhàn)關鍵技術設(shè)計(jì)，對(duì)能量管理係(xì)統及(jí)策略進行了簡(jiǎn)單說明(míng)。*建(jiàn)東提(tí)出的麵(miàn)向智能(néng)台區(qū)的(dí)風光儲充能(néng)量(liáng)管理策(cè)略，但(dàn)沒有對(duì)管(guǎn)理係統(tǒng)功能進行詳(xiáng)細(xì)介紹(shào)。李軍微等提出的10kW／20kW·h鋰(lǐ)電(diàn)池能量(liáng)管(guǎn)理係(xì)統的(dí)設計(jì)，將BMS融入到(dào)EMS軟件中(zhōng)，模塊(kuài)劃(huá)分不太合理。

本(běn)文進一(yī)步闡(chǎn)述分布式(shì)光儲(chǔ)能(néng)量(liáng)管理(lǐ)係統(tǒng)的定義(yì)，組(zǔ)成，各部件(jiàn)的功(gōng)能，EMS作用(yòng)邊界及在光儲(chǔ)電(diàn)站中的位置(zhì)，*後(hòu)分(fēn)析分布式(shì)能量管理(lǐ)策(cè)略。

1.分布式(shì)光(guāng)儲電(diàn)站

1.1光(guāng)儲電(diàn)站(zhàn)通信係(xì)統

光儲電(diàn)站通(tōng)信(xìn)係統架(jià)構(gòu)圖(tú)如圖(tú)1所示(shì)。

光(guāng)儲(chǔ)電站包括光伏(fú)組(zǔ)件，光(guāng)伏(fú)逆(nì)變器，電池(chí)及BMS，儲能PCS，SCADA，EMS等。光(guāng)儲(chǔ)係統的實(shí)時控製設備分為(wéi)兩層，底(dǐ)層(céng)是本(běn)地控(kòng)製(zhì)器(qì)，主要(yào)完成(chéng)電(diàn)池(chí)儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)（BESS）內部(bù)儲能變流(liú)器(qì)，能(néng)量存(cún)儲(chǔ)單(dān)元等(děng)底(dǐ)層部件的協(xié)同與控(kòng)製(zhì)；頂(dǐng)層(céng)為EMS，獨立(lì)於BESS之外依據儲能場(cháng)景(jǐng)的經濟(jì)模型，歷(lì)史及(jí)預測(cè)數據(jù)，電力電價政策等(děng)外(wài)部信息，對(duì)BESS的(dí)運行模式，功率(shuài)-時間曲綫進行優(yōu)化(huà)調度。

1.2光儲(chǔ)電站係(xì)統結(jié)構(gòu)

光儲電站(zhàn)係(xì)統結(jié)構(gòu)如圖2所示。

U1，U2為(wéi)光儲係統(tǒng)兩個(gè)連接(jiē)點(diǎn)電(diàn)壓(yā)。其中(zhōng)（PS，QS）向電網(wǎng)送入(rù)功(gōng)率，負載(zǎi)（PL，QL）從電(diàn)網吸收功(gōng)率(shuài)，儲(chǔ)能係(xì)統(tǒng)（PB，QB）既(jì)可以(yǐ)向(xiàng)電(diàn)風(fēng)輸送功率，也可以從電網吸收功(gōng)率。PCC連(lián)接點U2的(dí)表(biǎo)達式
：

U2=−U1

[R(−PS+PL±PB)+]（1）

光伏(fú)輸出功(gōng)率發生波(bō)動或負載切入(rù)切(qiē)出(chū)時(shí)都(dū)會影響(xiǎng)係統(tǒng)PCC點母綫電壓的(dí)穩定(dìng)，當(dāng)其(qí)波動範(fàn)圍超過(guò)±10%，就(jiù)會(huì)損壞(huài)負(fù)載(zǎi)。此(cǐ)時本(běn)地(dì)控製器(qì)或(huò)EMS控製(zhì)器(qì)對儲能(néng)係統(tǒng)進行PQ控(kòng)製，來維(wéi)持微網注入有功功(gōng)率的恒定(dìng)，從而維(wéi)持U2的(dí)恒定。當儲能係(xì)統超出(chū)其調節(jié)範(fàn)圍，可再(zài)生(shēng)電源造(zào)成PCC點(diǎn)電(diàn)壓(yā)波(bō)動(dòng)大(dà)於±10%，或配電(diàn)網(wǎng)發(fā)生(shēng)短路(lù)故障時，斷(duàn)開並網(wǎng)開關，微(wēi)網(wǎng)運(yùn)行(háng)於離網模式(shì)。此時(shí)係(xì)統中至少有一個儲(chǔ)能係統(tǒng)采(cǎi)取U/f控製(zhì)，為(wéi)係統提(tí)供頻率(shuài)和(hé)電(diàn)壓支撐。孤島模式下(xià)，當(dāng)光伏(fú)出力大(dà)於負載時(shí)，光伏(fú)給儲能係(xì)統充電；當(dāng)光(guāng)伏(fú)出力(lì)小(xiǎo)於負載時，光伏和儲能(néng)聯合為負(fù)載供電(diàn)。

2.能(néng)量管理係統(tǒng)設(shè)計

2.1總(zǒng)體架構(gòu)

EMS的總(zǒng)體架(jià)構由兩(liǎng)大(dà)部(bù)分組(zǔ)成(chéng)，分別(bié)是支撐(chēng)平台與(yǔ)應(yīng)用軟件，如(rú)圖3所示(shì)。

圖1光儲(chǔ)電(diàn)站通信係統(tǒng)

圖(tú)2光(guāng)儲係統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2支撐平台

支撐(chēng)平(píng)台(tái)是(shì)EMS的載(zǎi)體與軟(ruǎn)件功能實現(xiàn)的(dí)基(jī)礎，主要(yào)包括(kuò)量(liáng)測(cè)終(zhōng)端(duān)，傳輸(shū)信(xìn)道，控製(zhì)器，數據庫(kù)等(děng)。

2.3量測組件

量(liáng)測組(zǔ)件(jiàn)實現對現場數據的采(cǎi)集(jí)。現場(cháng)電能表(biǎo)，攝(shè)像(xiàng)頭(tóu)，測量(liáng)設備等產生的大量數據通過本(běn)地(dì)控(kòng)製(zhì)器(qì)或轉為以太網數(shù)據(jù)向上傳(chuán)輸，為(wéi)EMS決策提供數據支撐。該過程(chéng)包括信(xìn)息量(liáng)測(cè)，數據(jù)處理(lǐ)/轉(zhuǎn)換(huàn)，指令(líng)發送(sòng)等。

2.4傳輸信(xìn)道

EMS控製係(xì)統通過RS485通(tōng)訊(xùn)，接入不同類型的設備，如光伏(fú)逆(nì)變(biàn)器(qì)，匯流箱，電表，環境(jìng)監(jiān)測(cè)儀(yí)等。不同類型(xíng)的(dí)設(shè)備(bèi)接(jiē)入本地(dì)控(kòng)製(zhì)器(qì)不同(tóng)端口。

對於有遠(yuǎn)程監控的(dí)分布(bù)式場(cháng)景(jǐng)，通(tōng)過4G/5G網絡(luò)接入監控雲(yún)平台。

2.5控(kòng)製器(qì)

EMS控製(zhì)器采用Cotex-A8核心(xīn)板(bǎn)，運行(háng)Linux係統，通信接(jiē)口(kǒu)豐(fēng)富(fù)，內置多(duō)種能(néng)量管理(lǐ)功能(néng)模(mó)塊，可應(yīng)用於(yú)不同場(cháng)景(jǐng)。硬件(jiàn)框(kuàng)圖如圖(tú)4所(suǒ)示。

EMS控製器可(kě)接(jiē)入設(shè)備包括(kuò)本地(dì)控(kòng)製器，光伏(fú)逆變器(qì)，儲(chǔ)能/風(fēng)電變流器，電表等。ETH2可(kě)通過交(jiāo)換(huàn)機(jī)，路由(yóu)器等設備(bèi)連接至後(hòu)台(tái)主(zhǔ)站；ETH1用於下(xià)層設備(bèi)；幹接點(diǎn)輸入(rù)接(jiē)口，內(nèi)部(bù)電壓DC24V，漏電(diàn)保護信號，電(diàn)網逆流(liú)反(fǎn)饋(kuì)信號(hào)，並網斷(duàn)路器(qì)反饋信號的(dí)輸入；DO采(cǎi)用繼(jì)電器輸(shū)出接口(kǒu)；模擬(nǐ)量(liáng)輸入精度4mA~20mA/0V~10V1%。

2.6數據庫

數據(jù)庫將(jiāng)物理模型(xíng)轉化為(wéi)數(shù)學模型，為(wéi)EMS各功能的實現提供所需(xū)數據源(yuán)。包(bāo)括實(shí)時數(shù)據(jù)庫，預測(cè)與計劃(huá)數據庫(kù)，基本(běn)數(shù)據庫(kù)，臨時數(shù)據庫(kù)，歷(lì)史數據庫等(děng)。

3.應用軟件

EMS主(zhǔ)要(yào)的三大功(gōng)能
：數據采集(jí)與監控，能(néng)量(liáng)管理和網絡分(fēn)析。EMS*應(yīng)用由(yóu)算法服務器(qì)和(hé)實(shí)時(shí)控製器兩(liǎng)組硬件(jiàn)平台(tái)聯合實(shí)現(xiàn)。EMS算法服(fú)務器(qì)主要(yào)完成能(néng)量管(guǎn)理軟件研究(jiū)模式算法及網絡分析(xī)軟件(jiàn)算法的運行；實時控(kòng)製器(qì)主(zhǔ)要(yào)完成能量管(guǎn)理軟件實時(shí)模(mó)式(shì)算(suàn)法運(yùn)行(háng)，綜合實時(shí)係統(tǒng)狀態及(jí)安全約(yuē)束(shù)條件(jiàn)，產生(shēng)*終的光儲控(kòng)製指(zhǐ)令。

3.1數據采集(jí)與監控

SCADA是(shì)EMS的基(jī)本功能。SCADA具有光儲電(diàn)站(zhàn)數(shù)據采(cǎi)集功能，EMS通過(guò)它(tā)向(xiàng)電力(lì)係(xì)統(tǒng)發送(sòng)控(kòng)製指令，網絡(luò)分析軟件向它返(fǎn)回量測(cè)質量信息(xī)。能量管(guǎn)理(lǐ)軟件利用所采集信(xìn)息(xī)，包括來(lái)自(zì)SCADA的(dí)係統功率，頻率(shuài)以及(jí)網損(sǔn)修(xiū)正係統和(hé)安全限製值，形成發電(diàn)計劃與(yǔ)預測結(jié)果(guǒ)，進行(háng)調度決策(cè)，提*係(xì)統運行(háng)質量(liáng)和改善(shàn)運行經(jīng)濟性。網絡分(fēn)析(xī)軟件利用電力(lì)係統的(dí)*麵(miàn)信息(xī)，包(bāo)括(kuò)實(shí)測量(liáng)與(yǔ)開(kāi)關狀(zhuàng)態以及來自(zì)能(néng)量管(guǎn)理軟件(jiàn)的預測結(jié)果與(yǔ)發(fā)電(diàn)計劃(huá)，進行量測(cè)質量(liáng)信息分析(xī)。

集中顯(xiǎn)示(shì)係(xì)統(tǒng)的重要的運行(háng)參(cān)數(shù)和(hé)運(yùn)行(háng)狀態，分(fēn)組顯示(shì)不(bù)同(tóng)設備的信(xìn)息。基(jī)於地理(lǐ)圖的(dí)總體信(xìn)息(xī)監(jiān)視，提(tí)供電站(zhàn)監(jiān)視(shì)分(fēn)析(xī)功(gōng)能。

係(xì)統(tǒng)監控功能，包(bāo)括(kuò)多台PCS的遙(yáo)測(cè)，遙(yáo)控(kòng)，遙(yáo)調；多台分布式發電設備(bèi)的遙(yáo)測(cè)，遙(yáo)控，遙調(tiáo)；環境(jìng)監(jiān)測儀設(shè)備信(xìn)息(xī)讀(dú)取；電表設備的信息讀取；外部(bù)設備控(kòng)製，幹(gān)接(jiē)點(diǎn)預留等；本地數據(jù)顯示，控製；電(diàn)池信息(xī)顯(xiǎn)示；遠程(chéng)監控；實時監測電網數(shù)據。

光(guāng)伏信(xìn)息監視(shì)
：逆變器采集的數(shù)據包括遙測(cè)量和(hé)遙信(xìn)量(liáng)，其(qí)中，遙測量采(cǎi)集(jí)
：額(é)定(dìng)輸(shū)出(chū)功(gōng)率(shuài)，日發電量(liáng)，總(zǒng)發電量(liáng)，交(jiāo)流三相(xiāng)電(diàn)壓電(diàn)流(liú)，電網頻(pín)率，逆變(biàn)器效(xiào)率等值；遙信量采集(jí)
：逆變(biàn)器(qì)相關狀態量，相(xiāng)關故障(zhàng)代(dài)碼(mǎ)等(děng)。

BMS信(xìn)息監(jiān)視(shì)
：包括電(diàn)池(chí)數目/標(biāo)稱容量，總(zǒng)電壓(yā)，電(diàn)流，單(dān)體***低(dī)電壓(yā)，SOC，SOH，電池(chí)溫(wēn)度(dù)，每組(zǔ)電池電壓(yā)平均(jūn)值，電壓/電(diàn)流/溫度報警信(xìn)息(xī)，工(gōng)作狀態(tài)。

PCS信(xìn)息監(jiān)視(shì)
：包括充(chōng)放(fàng)電信(xìn)息，溫(wēn)度，頻(pín)率，交流/直流斷(duàn)路(lù)器(qì)狀態，工作狀(zhuàng)態，直流電(diàn)壓/電(diàn)流/功率，逆變(biàn)三相交流電壓/電(diàn)流(liú)/功率(shuài)，直流報(bào)警故(gù)障信息(xī)。

SCADA還監(jiān)控變(biàn)壓(yā)器溫(wēn)控(kòng)，環境(jìng)檢測儀，UPS，電(diàn)表，溫(wēn)濕度等(děng)信(xìn)息。

3.2能量(liáng)管理(lǐ)

以(yǐ)SCADA為數(shù)據(jù)來(lái)源(yuán)的(dí)能量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)功能(néng)集(jí)中了(liǎo)EMS的(dí)主(zhǔ)要核(hé)心算法(fǎ)，是(shì)更*層的應用功能(néng)。

能量管理功能包括微電(diàn)網(wǎng)電(diàn)壓(yā)與頻率(shuài)調(tiáo)節(jié)，功率(shuài)因(yīn)數調節；電網調度(dù)；儲(chǔ)能調節；負荷控製(zhì)；預留負荷預(yù)測接(jiē)口和(hé)資源。具(jù)有(yǒu)分時段模(mó)式設備功(gōng)能；裝置具備(bèi)對(duì)時功能，采用(yòng)光或電B碼對(duì)時(shí)，誤差(chà)不(bù)大於(yú)1ms；裝(zhuāng)置(zhì)具備人機(jī)交互功(gōng)以能(néng)，可(kě)就地查看(kàn)運行報告，故障報告(gào)等(děng)；係(xì)統協調優(yōu)化功能，包括(kuò)安(ān)全監控，調度管理與(yǔ)計劃等；分(fēn)時電(diàn)價功(gōng)能(néng)；數據(jù)實

時監(jiān)控(kòng)；自動運(yùn)行控製；電(diàn)池組均衡管(guǎn)理；電(diàn)力數(shù)據，缺陷統(tǒng)計報表。

EMS控製器用(yòng)於儲(chǔ)能係統不同場(cháng)合的實(shí)時控製(zhì)策略(lüè)，可接入雲端(duān)對分散布局的(dí)儲(chǔ)能係統(tǒng)遠(yuǎn)程集中(zhōng)運(yùn)維。簡單(dān)功(gōng)能的管理係(xì)統可通(tōng)過EMS的Web頁(yè)麵實現監控(kòng)，為(wéi)客(kè)戶提供(gōng)低成(chéng)本解決(jué)方案。

能(néng)量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)模(mó)塊(kuài)具(jù)有(yǒu)參數(shù)設(shè)備(bèi)功(gōng)能(néng)，參(cān)數信息(xī)如(rú)表1所示。

表1參(cān)數設置

3.3網(wǎng)絡(luò)分析

網(wǎng)絡(luò)分析功(gōng)能具有故障(zhàng)模型，*優調度模型，具有(yǒu)係統(tǒng)的(dí)潮(cháo)流分(fēn)析，安(ān)全約(yuē)束，短(duǎn)路計(jì)算等模塊(kuài)，由EMS算法服務(wù)器實(shí)現。

4.本(běn)地(dì)控製器

本(běn)地控製(zhì)器是發(fā)電設(shè)備(bèi)不可(kě)少(shǎo)的(dí)控(kòng)製設(shè)備(bèi)，是(shì)EMS工作的必(bì)要設備，有(yǒu)些(xiē)情況下(xià)可擴展為EMS的硬件支撐(chēng)設(shè)備。

4.1軟件(jiàn)架構

本地控製器軟件分括驅動(dòng)層(céng)，服(fú)務層(céng)，應(yīng)用(yòng)層(céng)，如圖5所(suǒ)示。

驅動層統一(yī)了設備數據(jù)的存儲，讀(dú)取規(guī)範，封裝(zhuāng)IO，串口及網絡(luò)調用(yòng)等接(jiē)口，封(fēng)裝了(liǎo)常(cháng)用函數。

服(fú)務層(céng)主要(yào)包(bāo)括(kuò)綫程(chéng)管理(lǐ)，基(jī)礎通(tōng)信(xìn)，采(cǎi)集，參數配置(zhì)，日(rì)誌(zhì)，WebServer等(děng)模(mó)塊，實(shí)現控製器(qì)管理，負責(zé)相(xiāng)關數據采集(jí)和計算(suàn)，並控(kòng)製(zhì)相(xiāng)關(guān)設備(bèi)。

應用層(céng)主(zhǔ)要(yào)實(shí)現具體應用需(xū)求，包(bāo)含自檢啟停，模(mó)式切換(huàn)，控製聯動，故障(zhàng)告警，協(xié)同保護和(hé)用戶(hù)管理等(děng)。

4.2功能設(shè)計

監控信(xìn)息(xī)包(bāo)括概(gài)要(yào)信息，儲能(néng)變流器等(děng)設(shè)備(bèi)信息(xī)，BSC信息，測控信息，ATS信(xìn)息，詳細(xì)信(xìn)息，運行參數，係統(tǒng)參數，通訊參數，子(zǐ)設(shè)備(bèi)參數(shù)，保護參(cān)數(shù)，運(yùn)行(háng)事(shì)件(jiàn)記錄，故(gù)障(zhàng)告(gào)警(jǐng)記(jì)錄，版本(běn)信息，固(gù)件升級，備份&恢(huī)復，Modbus點表，CAN點表(biǎo)。

本(běn)地(dì)控(kòng)製(zhì)器(qì)能(néng)通過CAN，RS485或(huò)工(gōng)業以(yǐ)太網采(cǎi)集BMS狀(zhuàng)態信(xìn)息。BMS係統(tǒng)信(xìn)息包括(kuò)模(mó)擬量(liáng)，狀態量，統計量。電(diàn)池(chí)管理通信(xìn)采(cǎi)取(qǔ)身(shēn)份認(rèn)證，訪(fǎng)問(wèn)控製(zhì)，加密或完(wán)整(zhěng)性保(bǎo)護(hù)等(děng)防(fáng)護措(cuò)施(shī)中至少(shǎo)一(yī)種(zhǒng)，訪問控製(zhì)采取IP訪問(wèn)控製或時(shí)間(jiān)訪問(wèn)控製(zhì)等措(cuò)施中至(zhì)少(shǎo)一(yī)種(zhǒng)。電池管(guǎn)理通(tōng)信(xìn)加密滿足(zú)國標，密鑰加密存儲，支持更新(xīn)。

本地控(kòng)製(zhì)器需要對(duì)儲能變流(liú)器的數(shù)據(jù)進行采集(jí)，具體采集(jí)包括(kuò)模擬(nǐ)量，狀態量(liáng)，通過(guò)CAN，RS485或工業以(yǐ)太(tài)網(wǎng)進(jìn)行(háng)采集(jí)和(hé)控(kòng)製。

采信(xìn)信息包括啟動停止(zhǐ)狀態，有(yǒu)功(gōng)功率(shuài)輸出設定，儲(chǔ)能(néng)電(diàn)池串組退(tuì)出(chū)，充放(fàng)電電壓上下(xià)限(xiàn)，充放(fàng)電電流上(shàng)下(xià)限(xiàn)及(jí)充(chōng)電(diàn)**SOC等的設(shè)定。

采集儲能消(xiāo)防(fáng)係(xì)統的(dí)故(gù)障信(xìn)息，通過(guò)CAN，RS485或工(gōng)業以太(tài)網(wǎng)通(tōng)信，通(tōng)過Modbus協議上傳(chuán)詳(xiáng)細工(gōng)作狀(zhuàng)態，遠程聯動等實時通信，支持設置(zhì)消防(fáng)係(xì)統的(dí)工(gōng)作狀(zhuàng)態(tài)如(rú)報(bào)警(jǐng)動作(zuò)值，動(dòng)作溫(wēn)度(dù)等(děng)，支持數字(zì)量(liáng)輸出接口(kǒu)與消防(fáng)係(xì)統聯動控製。

5.EMS與其(qí)它係(xì)統關係(xì)

5.1EMS與本(běn)地控製器(qì)

本(běn)地(dì)控製器主(zhǔ)要功能
：1.實現(xiàn)BESS內部環(huán)境(jìng)，底層設備的信息采集及記(jì)錄(lù)；2.向SCADA係(xì)統(tǒng)，EMS控製係統上傳BESS內部數據，接受調度指(zhǐ)令(líng)；3.依(yī)據(jù)係(xì)統(tǒng)實(shí)時(shí)狀(zhuàng)態和外部(bù)指令，統(tǒng)一協調(tiáo)BESS內部設備工作達到控(kòng)製目(mù)標；4.采取自主措(cuò)施實現緊(jǐn)急(jí)狀態下(xià)的故障保護，故障(zhàng)記錄(lù)及診斷等(děng)功(gōng)能。

本(běn)地(dì)控製器也隨應(yīng)用(yòng)需(xū)求(qiú)而變化。有的(dí)BESS中內部(bù)包含(hán)若幹(gān)獨立(lì)的PCS+電(diàn)池單(dān)元(yuán)，本地控製器根據SOC參數協調PCS功(gōng)率分配，以(yǐ)實現長期運行(háng)。本地控(kòng)製器的(dí)應用(yòng)層隨具體係統(tǒng)配(pèi)置(zhì)與應用(yòng)功能靈(líng)活(huó)設計(jì)，在(zài)小(xiǎo)型化儲(chǔ)能(néng)應用中，可(kě)以擴(kuò)大(dà)本地(dì)控製器(qì)範圍，將部分(fēn)EMS的功能融入其中，如(rú)分時電價，削峰填(tián)穀等(děng)，通過(guò)距(jù)離(lí)功(gōng)能模塊滿足(zú)不同(tóng)客(kè)戶(hù)不同場景的(dí)應用(yòng)要求。

5.2EMS與(yǔ)SCADA係統

SCADA係統將電力(lì)係統設(shè)備(bèi)相關(guān)信息(xī)和(hé)數(shù)控實(shí)時(shí)采集，集(jí)中顯示(shì)，使(shǐ)得調(tiáo)度運維人(rén)員(yuán)能夠及時(shí)掌握係(xì)統運行(háng)狀況，並對運行(háng)過(guò)程發出(chū)人工幹預指(zhǐ)令，修改(gǎi)運行參數。

而EMS是(shì)基於SCADA係(xì)統(tǒng)所(suǒ)提(tí)供(gōng)的數字(zì)化(huà)信(xìn)息，進(jìn)一步實現自(zì)動(dòng)發電控製，網(wǎng)絡分(fēn)析(xī)功(gōng)能，提*電(diàn)力係(xì)統(tǒng)數字(zì)化，自(zì)動化水(shuǐ)平(píng)，為(wéi)調(tiáo)度(dù)人員(yuán)提供基於(yú)大數據，*算法(fǎ)的輔助決策工(gōng)具，增(zēng)強對電力係(xì)統的(dí)分(fēn)析(xī)判(pàn)斷(duàn)。

5.3EMS與(yǔ)BMS

PCS與(yǔ)BMS等設備具有(yǒu)多個(gè)接口，可(kě)直接(jiē)與EMS或SCADA通訊(xùn)。在要求PCS的EMS調(tiáo)度(dù)響(xiǎng)應能力更(gēng)快(kuài)時，由(yóu)EMS直(zhí)接(jiē)調度。BMS電池(chí)數(shù)據體(tǐ)量較大(dà)時直接(jiē)上傳到(dào)SCADA。

6.控(kòng)製策(cè)略(lüè)

控(kòng)製策略(lüè)依(yī)據能量係統(tǒng)的(dí)復(fù)雜性和(hé)客戶需求(qiú)的經濟性而不(bù)同。EMS管(guǎn)理對象(xiàng)或管(guǎn)理範圍(wéi)，廣義上包括BESS，新能源發(fā)電單元(yuán)，常規(guī)發(fā)電機(jī)組，輸(shū)配電(diàn)設備及(jí)用電負荷在內的(dí)所有與能(néng)量產生(shēng)，傳輸(shū)等相(xiāng)關設備或相(xiāng)對獨(dú)立區域(yù)。

6.1離並(bìng)網模(mó)式

EMS基於(yú)電(diàn)池特(tè)性和耐(nài)久性模型(xíng)，結(jié)合用戶用(yòng)電行(háng)為(wéi)，通過(guò)多(duō)層神經(jīng)網絡算法(fǎ)自動優化係統(tǒng)運(yùn)行(háng)策略(lüè)，滿(mǎn)足用(yòng)戶需(xū)求(qiú)前提下(xià)，使(shǐ)係(xì)統盡(jìn)可能運(yùn)行在(zài)**效(xiào)率(shuài)點(diǎn)和*佳環境溫(wēn)度，提升係統(tǒng)效率，延長電池壽(shòu)命。

穩態情(qíng)況下，光儲電站並網運行(háng)，儲能係統(tǒng)配(pèi)合光(guāng)伏電源(yuán)工(gōng)作(zuò)，參與(yǔ)新(xīn)能源(yuán)消納(nà)，為(wéi)負載(zǎi)提(tí)供(gōng)*質量電能。當檢(jiǎn)測到配(pèi)電網或PCC點的頻率和(hé)電壓(yā)越限*，斷開並網，控(kòng)製模式切為(wéi)孤島(dǎo)運(yùn)行(háng)模式。離網係統(tǒng)中(zhōng)，儲能(néng)係統(tǒng)用來(lái)組(zǔ)網，為(wéi)負(fù)載提供(gōng)穩(wěn)定電壓，保(bǎo)證正常(cháng)運(yùn)行。

6.2控製策略

6.2.1恒(héng)功率(shuài)充放電(diàn)

EMS控製器按計(jì)劃(huá)表設定(dìng)功(gōng)率對(duì)儲(chǔ)能變(biàn)流器下發(fā)指(zhǐ)令，儲(chǔ)能(néng)變流器采用(yòng)恒定功率(shuài)對電池(chí)進(jìn)行(háng)充電(diàn)或放(fàng)電。

6.2.2削(xiāo)峰(fēng)填穀

根據(jù)用(yòng)戶用(yòng)電規律(lǜ)，設(shè)置峰穀值，降低負(fù)荷*峰，填補負(fù)荷(hé)低穀(gǔ)，使(shǐ)發電，用電(diàn)趨(qū)於(yú)平(píng)衡。該模(mó)式下，光伏係(xì)統*大(dà)化出(chū)力，若(ruò)觸(chù)發防逆(nì)流功能(néng)，則(zé)限(xiàn)製(zhì)光伏(fú)出(chū)力(lì)。當電網(wǎng)功(gōng)率(shuài)大(dà)於峰(fēng)值時，儲能係統放電，小於(yú)穀(gǔ)值時，儲(chǔ)能(néng)係統充電。

6.2.3自(zì)發自用(yòng)

自發自(zì)用(yòng)模式(shì)即PCC功率控(kòng)製(zhì)模式，用戶(hù)設(shè)置(zhì)PCC點功(gōng)率，係統(tǒng)控製其(qí)穩(wěn)定(dìng)在設置(zhì)值。當光(guāng)伏係統輸出(chū)功(gōng)率(shuài)大(dà)於(yú)負載(zǎi)功(gōng)率(shuài)，儲能(néng)係統充電(diàn)；輸出(chū)小於負載(zǎi)時(shí)，儲能係統(tǒng)放電(diàn)。

6.2.4需量(liáng)控(kòng)製

光(guāng)伏(fú)係(xì)統(tǒng)*大(dà)化出(chū)力時(shí)，若負(fù)荷仍超(chāo)過(guò)設置的(dí)需求量(liáng)功(gōng)率(shuài)，則(zé)EMS控製(zhì)器控(kòng)製儲能(néng)係統(tǒng)出(chū)力，平抑超(chāo)出功率。係(xì)統響應需(xū)求(qiú)側(cè)指(zhǐ)令控製(zhì)儲能係統充放電，並獲(huò)取(qǔ)經濟補貼(tiē)。

6.2.5防(fáng)逆(nì)流(liú)控製

EMS控製(zhì)光伏發電優(yōu)先(xiān)供給(gěi)負載(zǎi)，多(duō)餘電(diàn)能充入(rù)儲能，當(dāng)儲(chǔ)能係統和負荷不能消(xiāo)納(nà)時，限製光伏發電(diàn)，避免光(guāng)伏發電饋入(rù)電(diàn)網(wǎng)。

6.2.6一次(cì)調(tiáo)頻，動(dòng)態調壓

接收調(tiáo)度和電化(huà)學(xué)儲能(néng)電站(zhàn)監(jiān)控係(xì)統的(dí)調(tiáo)控指令(líng)，控製多(duō)台(tái)儲能(néng)變流(liú)器，實(shí)現一次(cì)調頻，動(dòng)態(tài)調(tiáo)壓(yā)等。

7.安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量(liáng)管理(lǐ)係統概述(shù)

7.1概(gài)述

安科(kē)瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能(néng)量管理係統，專門針(zhēn)對工(gōng)商業儲能櫃，儲能集裝箱(xiāng)研(yán)發的一款(kuǎn)儲能EMS，具有*的(dí)儲(chǔ)能監控與管理功(gōng)能,涵蓋(gài)了(liǎo)儲(chǔ)能係(xì)統設備(bèi)(PCS，BMS，電(diàn)表(biǎo)，消防，空調(tiáo)等(děng))的(dí)詳(xiáng)細(xì)信(xìn)息,實(shí)現了數據(jù)采(cǎi)集，數據處理(lǐ)，數據(jù)存儲(chǔ)，數據(jù)查詢與分析(xī)，可視化監控，報(bào)警管理，統計(jì)報(bào)表(biǎo)等功(gōng)能。在*應用(yòng)上(shàng)支持能量調度,具備(bèi)計劃曲綫，削峰填(tián)穀，需量控製，防(fáng)逆流(liú)等控(kòng)製(zhì)功(gōng)能。

7.2係統(tǒng)結構

Acrel-2000ES，可(kě)通過(guò)直(zhí)采(cǎi)或(huò)者(zhě)通(tōng)過通(tōng)訊管(guǎn)理或串口服(fú)務(wù)器將(jiāng)儲能(néng)櫃(guì)或者儲能集裝箱(xiāng)內部的(dí)設(shè)備接(jiē)入係統。

7.3接(jiē)入設備

Acrel-2000ES，具(jù)備多種接(jiē)口，多種(zhǒng)協(xié)議(yì)對接(jiē)的(dí)能(néng)力(lì)，支(zhī)持多種設(shè)備(bèi)接(jiē)入。

7.4係統(tǒng)功(gōng)能(néng)

7.4.1實(shí)時(shí)監測(cè)

係統人機界(jiè)麵友好(hǎo)，能夠顯(xiǎn)示(shì)儲(chǔ)能(néng)櫃(guì)的(dí)運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)態(tài)，實(shí)時(shí)監測PCS，BMS以(yǐ)及(jí)環境參數信(xìn)息(xī)，如(rú)電參(cān)量，溫度(dù)，濕度等(děng)。實時(shí)顯(xiǎn)示有關故(gù)障，告(gào)警，收(shōu)益等信息。

7.4.2設備(bèi)監(jiān)控(kòng)

係(xì)統(tǒng)能夠(gòu)實時監(jiān)測PCS，BMS，電表(biǎo)，空調(tiáo)，消防(fáng)，除濕(shī)機等(děng)設備(bèi)的運行狀態及運行模(mó)式。

PCS監(jiān)控(kòng)
：滿足(zú)儲(chǔ)能變流(liú)器的(dí)參數與(yǔ)限(xiàn)值(zhí)設(shè)置(zhì)；運(yùn)行(háng)模(mó)式設(shè)置；實現(xiàn)儲能變流器交直(zhí)流側電(diàn)壓，電(diàn)流(liú)，功率及充放電(diàn)量(liáng)參數的采集與(yǔ)展示；實現PCS通訊(xùn)狀(zhuàng)態，啟停狀態，開(kāi)關狀態，異常(cháng)告(gào)警等(děng)狀態監(jiān)測。

BMS監控(kòng)
：滿(mǎn)足電池(chí)管(guǎn)理係(xì)統的(dí)參(cān)數與限值設(shè)置(zhì)；實現儲能電池的電(diàn)芯，電池簇(cù)的(dí)溫(wēn)度，

電(diàn)壓，電流(liú)的監測；實(shí)現電池(chí)充放(fàng)電(diàn)狀態，電壓，電流及溫度異常(cháng)狀(zhuàng)態(tài)的告(gào)警。

空調(tiáo)監控
：滿足(zú)環境溫度的監測(cè)，可根據(jù)設置的(dí)閾值進(jìn)行空調(tiáo)溫(wēn)度的聯(lián)動調(tiáo)節，並實時(shí)監測空調的(dí)運行(háng)狀(zhuàng)態及溫濕(shī)度數(shù)據(jù)，以曲綫形式進行展(zhǎn)示。

UPS監控(kòng)
：滿(mǎn)足UPS的運行狀(zhuàng)態及(jí)相(xiāng)關電參(cān)量監(jiān)測(cè)。

7.4.3曲(qū)綫報(bào)表

係統能(néng)夠(gòu)對(duì)PCS充放電功率曲(qū)綫，SOC變(biàn)換曲(qū)綫(xiàn)，及電(diàn)壓(yā)，電(diàn)流，溫度(dù)等歷史(shǐ)曲綫的(dí)查詢與(yǔ)展(zhǎn)示(shì)。

7.4.4策(cè)略配置

滿(mǎn)足儲能係統設(shè)備(bèi)參數的配置，電價參(cān)數(shù)與(yǔ)時(shí)段的設置，控製(zhì)策略(lüè)的(dí)選擇(zé)。目(mù)前(qián)支持(chí)的(dí)控(kòng)製(zhì)策(cè)略(lüè)包(bāo)含計(jì)劃(huá)曲綫，削峰(fēng)填穀(gǔ)，需量(liáng)控製(zhì)等(děng)。

7.4.5實時報警(jǐng)

儲(chǔ)能能量管理(lǐ)係統(tǒng)具(jù)有(yǒu)實時告警(jǐng)功(gōng)能，係統(tǒng)能夠(gòu)對(duì)儲(chǔ)能充放電越限(xiàn)，溫度(dù)越(yuè)限，設備(bèi)故(gù)障或通(tōng)信故(gù)障等(děng)事件發出(chū)告警(jǐng)。

7.4.6事(shì)件查(chá)詢(xún)統計

儲(chǔ)能能量(liáng)管(guǎn)理係統(tǒng)能夠對遙信變位(wèi)，溫(wēn)濕度(dù)，電(diàn)壓(yā)越限等事件記錄(lù)進行存(cún)儲和管理，方便用戶(hù)對(duì)係統事(shì)件和(hé)報(bào)警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計，事故分(fēn)析。

7.4.7遙(yáo)控操作

可(kě)以(yǐ)通(tōng)過每(měi)個設備下麵的紅色(sè)按鈕對PCS，風機，除濕(shī)機，空調控製(zhì)器，照明(míng)等(děng)設備進行相應的(dí)控製，但是當設備未通(tōng)信(xìn)上時，控(kòng)製(zhì)按鈕會顯示無效(xiào)狀(zhuàng)態。

7.4.8用(yòng)戶權限管(guǎn)理(lǐ)

儲能(néng)能量(liáng)管理係統(tǒng)為保障係統安全穩定運行(háng)，設(shè)置了(liǎo)用戶權(quán)限(xiàn)管理(lǐ)功能。通過(guò)用(yòng)戶權限管(guǎn)理能(néng)夠防止(zhǐ)未經(jīng)授權的操作(zuò)（如(rú)遙控的操作，數據(jù)庫(kù)修(xiū)改等）。可(kě)以(yǐ)定義不同(tóng)級別(bié)用(yòng)戶的(dí)登錄名，密碼及操(cāo)作(zuò)權(quán)限(xiàn)，為係統(tǒng)運行(háng)，維護(hù)，管理(lǐ)提(tí)供可靠的安全保障。

7.4.9安(ān)科(kē)瑞配(pèi)套產(chǎn)品

8.結語(yǔ)

分布式光儲(chǔ)電站離(lí)用戶(hù)較近，可以有效減輕(qīng)電網(wǎng)負擔，減少遠距(jù)離(lí)電能(néng)傳輸(shū)損(sǔn)耗(hào)，促進(jìn)節(jié)能減排(pái)，EMS係(xì)統(tǒng)應(yīng)用廣(guǎng)泛。本文對EMS的總(zǒng)體(tǐ)結(jié)構，支撐平(píng)台設計(jì)，應(yīng)用(yòng)軟件進(jìn)行介紹與設(shè)計(jì)，闡述了其(qí)與其它係統(tǒng)的(dí)關係。各係(xì)統配合實(shí)現(xiàn)分(fēn)布式光儲係(xì)統能(néng)量管理，使光伏電(diàn)站(zhàn)穩(wěn)定運行(háng)。EMS支持(chí)光儲(chǔ)電站恒功(gōng)率(shuài)充放電，削峰填(tián)穀(gǔ)，自(zì)發自用(yòng)，需量控(kòng)製(zhì)，防(fáng)逆流控製(zhì)，一次調(tiáo)頻，動(dòng)態(tài)調(tiáo)壓(yā)等。EMS的體係架構正在由封(fēng)閉(bì)式，集(jí)中式(shì)向開(kāi)放(fàng)式(shì)，分(fēn)布式體(tǐ)係(xì)架(jià)構發(fā)展，隨(suí)著光儲業務的大規模應用實踐(jiàn)，可(kě)移植，可伸縮，模塊(kuài)化，規(guī)範化(huà)和(hé)標準(zhǔn)化逐(zhú)漸成(chéng)為(wéi)EMS的主要(yào)發展(zhǎn)方向。

參考文(wén)獻(xiàn)
：

[1]王兵.分(fēn)布式光儲能量管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統(tǒng)及(jí)其(qí)控製策(cè)略.

[2]安科(kē)瑞(ruì)企(qǐ)業微(wēi)電(diàn)網設(shè)計與(yǔ)應用手冊(cè)2022.5版.