安(ān)科瑞(ruì) 陳聰

【摘(zhāi)要(yào)】：在分析儲(chǔ)能電站(zhàn)電氣結(jié)構和(hé)通(tōng)信(xìn)架(jià)構的基(jī)礎上，根(gēn)據(jù)需求(qiú)設計了一(yī)種用戶(hù)側儲(chǔ)能電站(zhàn)能(néng)量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統
。介紹了這(zhè)一(yī)係(xì)統(tǒng)的(dí)軟(ruǎn)件架構，應用(yòng)功能模塊，服(fú)務(wù)功(gōng)能(néng)模塊和通用(yòng)功(gōng)能模(mó)塊，並論(lùn)述了削峰填(tián)穀(gǔ)，負荷跟隨(suí)，功率分配，動(dòng)態需(xū)量(liáng)，電池(chí)保護等這一(yī)係(xì)統的(dí)能量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)策(cè)略
。

【關(guān)鍵(jiàn)詞】：電(diàn)站；能(néng)量；管理；設(shè)計

1.設(shè)計背景

儲能技術對新(xīn)能源(yuán)產業(yè)的發展具有重(zhòng)要影(yǐng)響(xiǎng)，應用儲能(néng)技術可(kě)以(yǐ)有效(xiào)解(jiě)決新(xīn)能源(yuán)發電的波動性(xìng)和隨(suí)機性，從而使低(dī)密度(dù)，間歇(xiē)性的可(kě)再生(shēng)能源(yuán)得(dé)以*效應用(yòng)
。儲能係(xì)統是(shì)電(diàn)力(lì)係(xì)統的重要組成(chéng)及關鍵(jiàn)支(zhī)撐，目前已廣泛(fàn)應(yīng)用(yòng)於電(diàn)力係統(tǒng)中的多個環節，主(zhǔ)要(yào)包括發(fā)電側，電網(wǎng)側，用(yòng)戶(hù)側
。筆者設計(jì)了一種(zhǒng)用戶(hù)側(cè)儲能(néng)電(diàn)站能(néng)量管理係統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對整(zhěng)個(gè)儲(chǔ)能係統(tǒng)運行(háng)狀態及(jí)運行數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測(cè)，確(què)保係統安全運(yùn)行，穩定(dìng)可靠，同時能夠(gòu)有效實(shí)現(xiàn)削峰填穀，需(xū)求(qiú)側(cè)響(xiǎng)應(yīng)，動(dòng)態需(xū)量(liáng)控(kòng)製(zhì)，從(cóng)而提(tí)高(gāo)用戶的電能(néng)質量，降(jiàng)低用戶的用(yòng)電成本(běn)
。

2.設(shè)計需求(qiú)

用(yòng)戶側儲(chǔ)能電(diàn)站(zhàn)能(néng)量(liáng)管理係統實時采集(jí)儲能(néng)電站(zhàn)的狀態信(xìn)息(xī)，保護信(xìn)息，開關信息(xī)，電氣(qì)信(xìn)息，通(tōng)過能量管理策略(lüè)對儲(chǔ)能電站(zhàn)進行(háng)管(guǎn)控(kòng)，以(yǐ)保(bǎo)證儲能電(diàn)站(zhàn)安全(quán)，穩定(dìng)，有效運行
。用(yòng)戶側儲(chǔ)能電(diàn)站(zhàn)能量管理係(xì)統(tǒng)的設(shè)計需(xū)滿足三個方(fāng)麵的(dí)要(yào)求
。

（１）儲(chǔ)能電站監控(kòng)設(shè)備多(duō)，設備信(xìn)息量(liáng)大
。儲能電(diàn)站除(chú)了(liǎo)常規的供配(pèi)電設備(bèi)，如並(bìng)網開關，箱(xiāng)變測控，微機(jī)保護，電表，空(kōng)調，消防等(děng)需要監控(kòng)外(wài)，還需要對(duì)儲能(néng)雙向變流器，電池(chí)管理(lǐ)係統的(dí)數據(jù)進(jìn)行采(cǎi)集
。由(yóu)多個電池(chí)單體並聯組(zǔ)成(chéng)一個電(diàn)池模(mó)組，多個電(diàn)池模組串聯組(zǔ)成(chéng)一個電池(chí)簇，多個電(diàn)池(chí)簇並聯形成(chéng)電池堆
。對於(yú)１ＭＷ儲能電(diàn)站，係(xì)統(tǒng)除(chú)采(cǎi)集電池堆(duī)和(hé)各電(diàn)池簇(cù)電(diàn)流(liú)，電壓，溫度，狀態(tài)，報警(jǐng)，保(bǎo)護，剩餘(yú)電量(liáng)等信息外(wài)，還(huán)要采集(jí)８０００～１００００個(gè)單體電(diàn)池信息(xī)，主要包(bāo)括各單體電池(chí)的(dí)電壓(yā)，溫度，剩餘(yú)電量，健(jiàn)康(kāng)度(dù)等(děng)
。係(xì)統的數(shù)據(jù)量(liáng)大(dà)，接(jiē)入設備多(duō)，對於(yú)性能和通信網絡的組建具(jù)有(yǒu)較*的(dí)要求
。

（２）係統(tǒng)的響應速度要求快(kuài)，控(kòng)製策(cè)略復(fù)雜
。儲能(néng)電(diàn)站雙(shuāng)向(xiàng)變流(liú)器的(dí)啟(qǐ)動(dòng)，停(tíng)止與(yǔ)各個工況的切換需要在幾百毫(háo)秒甚至(zhì)幾十毫(háo)秒內做出響(xiǎng)應，監控係統從通(tōng)信指令(líng)下發到儲(chǔ)能雙(shuāng)向變(biàn)流器執(zhí)行指令返(fǎn)回(huí)，時間很短
。能量(liáng)管理策略(lüè)需(xū)要通過(guò)實時采集的(dí)數據信息(xī)做出判(pàn)斷，並(bìng)及時進(jìn)行(háng)響(xiǎng)應
。

（３）儲能電(diàn)站分層(céng)保護(hù)
。儲(chǔ)能電站的保護主(zhǔ)要分(fēn)為三層(céng)
。一層(céng)為(wéi)配(pèi)電保(bǎo)護，是對(duì)變壓器(qì)和(hé)饋綫進(jìn)行(háng)的保(bǎo)護
。二(èr)層(céng)為儲能雙向變流(liú)器(qì)保護，是(shì)對儲(chǔ)能(néng)各(gè)子係統進行(háng)的保護
。三層為(wéi)電(diàn)池(chí)管(guǎn)理係統保護(hù)，在電(diàn)池(chí)過充(chōng)，過(guò)放(fàng)，過溫(wēn)等(děng)情(qíng)況(kuàng)下(xià)斷開主(zhǔ)回(huí)路(lù)，以(yǐ)保(bǎo)護電池(chí)安(ān)全(quán)
。

3.儲(chǔ)能(néng)電站概(gài)況

3.1電氣結構(gòu)

以(yǐ)上海(hǎi)海立電器西廠項目(mù)為(wéi)例(lì)，海(hǎi)立電器(qì)西廠(chǎng)安裝(zhuāng)一套(tào)１ＭＷ，３．５ＭＷｈ磷酸(suān)鐵(tiě)鋰儲(chǔ)能(néng)電站，共預留兩個(gè)１０ｋＶ／４００Ｖ配電(diàn)站，每(měi)段４００Ｖ母綫預(yù)留儲能子係(xì)統(tǒng)接(jiē)入
。每個(gè)配電(diàn)站１０ｋＶ側采(cǎi)用(yòng)雙(shuāng)電(diàn)源(yuán)獨立(lì)供電(diàn)，供電方式為電網接入(rù)
。儲能電(diàn)站采用儲(chǔ)能(néng)子(zǐ)係統(tǒng)配置(zhì)方案(àn)，共分為兩個(gè)儲能子係統(tǒng)，每(měi)個儲能子(zǐ)係統的容量為(wéi)０．５ＭＷ，１.７５ＭＷｈ
。儲(chǔ)能子係(xì)統(tǒng)采(cǎi)用(yòng)１１．８ｍ×２．１３ｍ×２．１８ｍ集裝箱(xiāng)集(jí)成(chéng)方(fāng)式，通(tōng)過(guò)低壓(yā)配(pèi)電房兩個儲能並網(wǎng)櫃(guì)４００Ｖ低(dī)壓(yā)接入
。海(hǎi)立電器(qì)西廠(chǎng)儲(chǔ)能電站(zhàn)電氣(qì)結構如圖１所(suǒ)示
。

儲能(néng)子係統包(bāo)含電(diàn)池(chí)及(jí)電池(chí)架，電池(chí)管理係統，儲能(néng)雙向(xiàng)變流器，溫控係(xì)統(tǒng)，動(dòng)環監控係統(tǒng)，二次(cì)係(xì)統配(pèi)電(diàn)，電池組匯(huì)流，照明(míng)係統(tǒng)等部分(fēn)，其架(jià)構(gòu)如(rú)圖２所(suǒ)示(shì)
。

圖(tú)１儲(chǔ)能(néng)電(diàn)站電氣(qì)結構(gòu)

圖２儲(chǔ)能子(zǐ)係統(tǒng)架(jià)構

3.2通(tōng)信(xìn)架(jià)構

以海(hǎi)立電(diàn)器(qì)西廠項目為(wéi)例，儲(chǔ)能電(diàn)站(zhàn)通信(xìn)架構分為四(sì)層(céng)：運(yùn)維(wéi)平台(tái)，監控(kòng)與(yǔ)策略(lüè)層，通(tōng)信(xìn)組網層(céng)，設(shè)備層(céng)
。運(yùn)維平(píng)台(tái)指分布式(shì)公司綜合能(néng)源管理平(píng)台，負責(zé)收集(jí)，處理(lǐ)，分析(xī)各(gè)儲能(néng)電(diàn)站和光伏電站(zhàn)的信息與數據
。監(jiān)控與(yǔ)策略層(céng)由通(tōng)信前置機(jī)，本地監(jiān)控工作(zuò)站(zhàn)，視頻監控(kòng)工作站(zhàn)，數據(jù)服務器，打印(yìn)機(jī)組(zǔ)成，負責本(běn)地實(shí)時(shí)數據監控和存儲，歷(lì)史信息查(chá)詢，故障記錄(lù)與(yǔ)推(tuī)演(yǎn)，電(diàn)價(jià)收(shōu)益，能量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)策(cè)略(lüè)執行，報(bào)表(biǎo)打印等功(gōng)能
。通信(xìn)組網層(céng)由光電交換機，通信管(guǎn)理(lǐ)機，輸(shū)入輸出模(mó)塊，視(shì)頻刻錄(lù)機，無(wú)綫路由(yóu)器(qì)等組(zǔ)成(chéng)，負(fù)責設備層數據(jù)信(xìn)息的集(jí)成與傳輸
。設(shè)備(bèi)層由(yóu)各(gè)通(tōng)信(xìn)設(shè)備組成，主要(yào)包(bāo)括並網(wǎng)電(diàn)表(biǎo)，進綫電(diàn)表，並(bìng)網(wǎng)開關，箱變測控，微機保護，空調(tiáo)，消(xiāo)防，門(mén)禁(jīn)，水(shuǐ)浸，攝像頭(tóu)等設備
。

海立(lì)電(diàn)器西(xī)廠儲(chǔ)能(néng)電站通信(xìn)架構如(rú)圖３所(suǒ)示(shì)
。

圖３儲能電站(zhàn)通(tōng)信(xìn)架(jià)構

每個儲(chǔ)能子係統(tǒng)共安裝(zhuāng)兩個(gè)攝(shè)像頭，通過網綫(xiàn)連(lián)接至視(shì)頻刻(kè)錄機的(dí)有源以太網(wǎng)接口
。視頻刻(kè)錄(lù)機采集，存儲攝像(xiàng)頭的視頻數據(jù)，並將(jiāng)視(shì)頻(pín)數據(jù)傳輸(shū)至視頻監控(kòng)係統(tǒng)
。通(tōng)信管(guǎn)理機主(zhǔ)要接入四路(lù)ＲＳ４８５串行通(tōng)信總(zǒng)綫(xiàn)信號，包括儲能(néng)子(zǐ)係統中(zhōng)門禁，消(xiāo)防(fáng)，水浸(jìn)三個(gè)幹接點(diǎn)信號(hào)，以(yǐ)及並網開(kāi)關信(xìn)號(hào)，空(kōng)調信(xìn)號，不間(jiān)斷(duàn)電(diàn)源信(xìn)號(hào)
。通信管(guǎn)理機接入(rù)光電(diàn)交(jiāo)換(huàn)機(jī)，通過ＩＥＣ８７０－５－１０４通信協(xié)議將數據轉發(fā)至(zhì)本(běn)地(dì)監控工作(zuò)站
。箱變測(cè)控(kòng)可采(cǎi)集(jí)微(wēi)機(jī)保護(hù)的ＲＳ４８５串行(háng)通信(xìn)總(zǒng)綫信(xìn)號，並(bìng)通過ＩＥＣ８７０－５－１０４通信(xìn)協議(yì)將數(shù)據(jù)整合(hé)轉(zhuǎn)發至本地監控工作站(zhàn)
。通(tōng)信前置機負責采集(jí)能量管理策略所需(xū)的儲(chǔ)能雙向變流(liú)器，電池管(guǎn)理(lǐ)係統，電表(biǎo)數(shù)據，並通過(guò)策略運行的(dí)結(jié)果(guǒ)控製儲(chǔ)能(néng)子係(xì)統的充(chōng)放電，同(tóng)時(shí)將數據通過(guò)ＩＥＣ８７０－５－１０４通信(xìn)協(xié)議(yì)轉發至(zhì)本地監控工作站
。本(běn)地監控工作站負(fù)責實時(shí)數(shù)據(jù)，設備監(jiān)控畫(huà)麵和(hé)曲綫(xiàn)的顯示(shì)，歷史數(shù)據(jù)的查詢，報(bào)表打印等(děng)功(gōng)能，並(bìng)將(jiāng)數據(jù)定時存儲於數(shù)據(jù)服(fú)務器
。本(běn)地監(jiān)控(kòng)工作(zuò)站通過消息隊列遙測傳(chuán)輸(shū)協議將所有(yǒu)數據(jù)發送至運維平台(tái)
。海立電(diàn)器(qì)西(xī)廠儲(chǔ)能(néng)電站(zhàn)儲(chǔ)能子係(xì)統(tǒng)內部(bù)通信架構(gòu)如圖４所(suǒ)示
。通(tōng)過(guò)２５０ｋＷ儲能雙向(xiàng)變流器(qì)，控製由六(liù)個電池(chí)簇(cù)並聯形成的(dí)電(diàn)池堆(duī)進(jìn)行充放電
。一個(gè)電池模(mó)組由(yóu)１２個(gè)單(dān)體(tǐ)電池並聯組成(chéng)，１７個電(diàn)池模(mó)組串聯形成一(yī)個電池(chí)簇
。每個電池模(mó)組都(dū)配備電池監(jiān)控(kòng)單(dān)元(yuán)，負(fù)責(zé)每個(gè)電池單體(tǐ)的監控(kòng)信息采(cǎi)集(jí)，內(nèi)阻檢測(cè)，電(diàn)池一致(zhì)性(xìng)管(guǎn)理等
。電池(chí)控(kòng)製管(guǎn)理模塊負責電池簇信息的(dí)采集(jí)，包(bāo)括總(zǒng)電(diàn)壓(yā)和電流，對電池簇(cù)出現的異(yì)常(cháng)進(jìn)行(háng)報警與(yǔ)保護(hù)
。電(diàn)池管理係統負責(zé)實(shí)時(shí)數據計(jì)算，性(xìng)能(néng)分(fēn)析，故(gù)障報(bào)警信號處(chǔ)理與存儲
。電(diàn)池(chí)監控(kòng)單(dān)元(yuán)將(jiāng)所有(yǒu)信(xìn)息通過控製器局域網絡(luò)總(zǒng)綫發(fā)送至電池控製管理模塊(kuài)
。電池(chí)管理係統，儲能雙(shuāng)向變流器通過控製器局(jú)域(yù)網絡(luò)總綫(xiàn)與各(gè)個電池(chí)控製管理模塊進行交(jiāo)互控製
。電池管理(lǐ)係(xì)統，儲能雙(shuāng)向變(biàn)流器(qì)將數(shù)據(jù)通過Ｍｏｄｂｕｓ－傳(chuán)輸控製協(xié)議供(gōng)通(tōng)信前置機請(qǐng)求
。

圖(tú)４儲(chǔ)能電站儲(chǔ)能子(zǐ)係(xì)統(tǒng)內(nèi)部通信(xìn)架構(gòu)

4.係統設計

用戶側儲能電站能(néng)量管(guǎn)理(lǐ)係統采用客(kè)戶機(jī)／服務(wù)器(qì)架構及(jí)分層思路設計，基(jī)於麵向服務架構設計模(mó)式(shì)進行設計
。係統特(tè)點(diǎn)是根(gēn)據(jù)係統內(nèi)部功能(néng)模(mó)塊自(zì)身特(tè)點(diǎn)封裝(zhuāng)成(chéng)獨立(lì)運行(háng)的服務(wù)，使(shǐ)模塊之(zhī)間(jiān)依賴關係變(biàn)得鬆(sōng)散耦合，從(cóng)而(ér)降(jiàng)低(dī)係統設計難(nán)度，方便新模(mó)塊(kuài)嵌入，提(tí)*係(xì)統的可維(wéi)護性，可擴展性(xìng)及(jí)穩(wěn)定性
。係統按照層次(cì)功(gōng)能(néng)進行組織(zhī)，表示層建立在業務邏(luó)輯層(céng)之(zhī)上(shàng)，業務邏(luó)輯層提供相(xiāng)應(yīng)的(dí)功(gōng)能(néng)接口供(gōng)表示層(céng)使用(yòng)
。用(yòng)戶(hù)側儲(chǔ)能(néng)電(diàn)站(zhàn)能量管(guǎn)理(lǐ)係統架構如圖５所示(shì)，主(zhǔ)要分(fēn)為(wéi)四層：數(shù)據(jù)層，基礎(chǔ)服(fú)務(wù)層(céng)，業(yè)務邏輯層(céng)，表(biǎo)示層(céng)
。

數(shù)據(jù)層(céng)負責(zé)與歷(lì)史庫和實時庫進行(háng)交互，提(tí)供相(xiāng)應的數據庫接口，供(gōng)業(yè)務(wù)邏輯(jí)層訪問(wèn)使用
。基礎(chǔ)服(fú)務層(céng)提(tí)供(gōng)公(gōng)共(gòng)服務功(gōng)能(néng)，同(tóng)時(shí)開放訪問(wèn)接口，以(yǐ)便(biàn)業務邏(luó)輯層(céng)及(jí)表示層(céng)各應用(yòng)模(mó)塊調用(yòng)
。基(jī)礎服務層主要(yào)包括(kuò)消(xiāo)息(xī)總綫(xiàn)，權(quán)限(xiàn)管理(lǐ)，日(rì)誌(zhì)模(mó)塊(kuài)，服務總綫(xiàn)
。

業務邏輯(jí)層(céng)負責數據(jù)交互及(jí)整個係統的協(xié)調運行，包含收益計(jì)算服務，預測(cè)服務，能量管(guǎn)理服務，協議通(tōng)信服(fú)務，數(shù)據(jù)轉發(fā)服務，故障(zhàng)記錄與反(fǎn)演(yǎn)等服務模塊
。每(měi)個服務(wù)模塊獨立(lì)運行，互(hù)不(bù)幹擾，運行(háng)產生(shēng)的處理(lǐ)結果供表示層(céng)及數(shù)據(jù)層使(shǐ)用(yòng)
。表示層(céng)負責(zé)人(rén)機(jī)交(jiāo)互，提(tí)供(gōng)可(kě)視(shì)化界麵，以便用(yòng)戶操作和使(shǐ)用(yòng)
。表示層包括(kuò)實(shí)時監(jiān)控(kòng)，數(shù)據(jù)查詢，統(tǒng)計報(bào)表，輔(fǔ)助圖表(biǎo)設(shè)置，參數配置等功能(néng)
。

5.係統功能(néng)

用戶側儲能電(diàn)站(zhàn)能(néng)量管理係(xì)統主要包括通用功能模塊，服(fú)務功能(néng)模塊，應用功(gōng)能模塊(kuài)三部分，三者之(zhī)間(jiān)相互(hù)支(zhī)持與(yǔ)配合，提供係統對儲(chǔ)能設備(bèi)的(dí)實時(shí)監(jiān)控，調度(dù)管理(lǐ)，故障(zhàng)報(bào)警等(děng)功能(néng)
。用戶(hù)側儲(chǔ)能電站能量(liáng)管理(lǐ)係統功能如圖６所(suǒ)示
。

圖(tú)５用(yòng)戶(hù)側儲能(néng)電站(zhàn)能量管理係統(tǒng)架構

圖(tú)６用戶側儲能電(diàn)站能量管理係統功(gōng)能(néng)

5.1應用(yòng)功(gōng)能(néng)模(mó)塊

（１）實時監(jiān)控(kòng)
。用(yòng)戶可(kě)以(yǐ)查(chá)看界麵所顯(xiǎn)示(shì)的儲能設(shè)備各(gè)類實(shí)時(shí)數(shù)據，包(bāo)括(kuò)遙(yáo)測，遙信，遙(yáo)脈等(děng)
。界麵(miàn)可(kě)以(yǐ)分為顯示儲能電站接(jiē)綫圖(tú)的(dí)主界麵和(hé)顯示(shì)各(gè)設(shè)備(bèi)詳細數據信息的(dí)二級(jí)界麵
。係統(tǒng)可以循環顯(xiǎn)示(shì)報警和故障(zhàng)事件，包(bāo)括(kuò)遙(yáo)測(cè)數據越(yuè)限，遙(yáo)信(xìn)變位，通(tōng)信狀(zhuàng)態(tài)，設(shè)備運(yùn)行狀(zhuàng)況等
。

（２）數據(jù)查詢(xún)
。包(bāo)括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢，歷(lì)史(shǐ)數據查(chá)詢，歷(lì)史事件(jiàn)查詢等功(gōng)能(néng)，可以隨(suí)時(shí)查看設(shè)備(bèi)運行情況(kuàng)及發(fā)生(shēng)的故障(zhàng)，產生(shēng)的(dí)報(bào)警等事件(jiàn)信(xìn)息
。其(qí)中(zhōng)，實(shí)時數(shù)據查(chá)詢(xún)界麵可(kě)查看所(suǒ)有設備的(dí)實時(shí)數據(jù)信息(xī)，歷(lì)史數據(jù)查詢界(jiè)麵(miàn)可選(xuǎn)擇任意(yì)時間點(diǎn)查看所(suǒ)選的數(shù)據信(xìn)息，同(tóng)時可將數(shù)據(jù)導入電(diàn)子表格
。在歷(lì)史事(shì)件查詢界麵中，可(kě)以選(xuǎn)擇(zé)儲(chǔ)能(néng)設備(bèi)類(lèi)型，也可以輸入相應時(shí)間段對(duì)報警(jǐng)及故(gù)障信息(xī)，操(cāo)作事件進(jìn)行歷史(shǐ)查(chá)詢，從(cóng)而對(duì)事件(jiàn)進行追憶(yì)，進一(yī)步分析儲(chǔ)能設(shè)備(bèi)故障的(dí)原因
。

（３）統計報表(biǎo)
。包括日報(bào)表，月報表(biǎo)，年(nián)報表，用(yòng)戶可(kě)保(bǎo)存自(zì)定(dìng)義報表(biǎo)模板(bǎn)，供(gōng)下(xià)次使用
。報表(biǎo)的數據可(kě)以(yǐ)在(zài)綫查看，也(yě)可(kě)以導(dǎo)入電子(zǐ)表(biǎo)格
。

（４）控(kòng)製(zhì)命(mìng)令下(xià)發(fā)
。包括對可(kě)控設(shè)備遙(yáo)調和遙控(kòng)的操(cāo)作
。遙調指(zhǐ)可調數值(zhí)的下發，包(bāo)括(kuò)設(shè)定值(zhí)和保護(hù)值
。遙控指(zhǐ)控製開(kāi)關，斷路器(qì)，刀開關的(dí)分(fēn)合
。對可(kě)控(kòng)設備(bèi)遙調，遙(yáo)控操作(zuò)需嚴格執行用(yòng)戶的權(quán)限(xiàn)管(guǎn)理，同(tóng)時記(jì)錄相應的操(cāo)作事件(jiàn)
。

（５）參數配置
。包(bāo)括(kuò)係統(tǒng)參數設置，計算(suàn)量設置(zhì)，越限參(cān)數(shù)設(shè)置，通(tōng)信參數(shù)設置，廠站(zhàn)參數設置，能量管理設(shè)置等
。

（６）輔(fǔ)助(zhù)圖(tú)表(biǎo)設(shè)置(zhì)
。包括(kuò)當前電價(jià)設置，歷史充放電量設(shè)置(zhì)，當(dāng)日天(tiān)氣(qì)設(shè)置，實(shí)時發電量設置(zhì)，歷(lì)史累(léi)計發電(diàn)量設(shè)置，節(jié)能(néng)減(jiǎn)排設置，收(shōu)益(yì)設置(zhì)等(děng)
。

5.2服務功能模(mó)塊(kuài)

（１）預測服務
。分為(wéi)２ｈ超短期預測(cè)和(hé)２４ｈ短(duǎn)期預(yù)測(cè)，采用反向傳播神(shén)經(jīng)網絡(luò)，以發(fā)電設備(bèi)和用電(diàn)設備的１２ｄ歷史數據為(wéi)輸入(rù)，結(jié)合天(tiān)氣情況給出(chū)相(xiāng)應(yīng)的預(yù)測(cè)數據(jù)
。

（２）轉發(fā)服務(wù)
。提(tí)供(gōng)相應的(dí)數據轉(zhuǎn)發(fā)接(jiē)口(kǒu)，實現與分(fēn)布式公(gōng)司綜(zōng)合(hé)能(néng)源管理平(píng)台的對(duì)接(jiē)
。５ｍｉｎ定時將(jiāng)本地所(suǒ)有(yǒu)實時數(shù)據(jù)通過消息(xī)隊列遙(yáo)測(cè)傳輸協議發布至(zhì)分布式公(gōng)司(sī)綜(zōng)合(hé)能源管理平(píng)台(tái)，供分布式公司(sī)綜合(hé)能(néng)源管(guǎn)理平台(tái)查(chá)詢與分(fēn)析
。

（３）能量管(guǎn)理服務(wù)
。根(gēn)據用(yòng)戶的(dí)用(yòng)能需求，可(kě)定(dìng)製(zhì)多種運(yùn)行(háng)策(cè)略
。目(mù)前(qián)係(xì)統能量管(guǎn)理(lǐ)策(cè)略(lüè)有削(xiāo)峰(fēng)填(tián)穀(gǔ)，負(fù)荷(hé)跟隨(suí)，功率分配(pèi)，動態(tài)需量(liáng)，電池(chí)保(bǎo)護(hù)
。

（４）協議(yì)通(tōng)信服(fú)務(wù)
。實現通信(xìn)多(duō)通道(dào)建立和管理，包括數據采(cǎi)集，處理，下發，並支(zhī)持(chí)電力行(háng)業通(tōng)用(yòng)標準規(guī)約，如Ｍｏｄｂｕｓ傳(chuán)輸控(kòng)製(zhì)協(xié)議，ＩＥＣ８７０－５－１０４通信(xìn)協議(yì)等
。

（５）收益(yì)計算服(fú)務(wù)
。可配置夏(xià)季和(hé)非夏季電價，依(yī)據時(shí)段(duàn)電(diàn)價，實(shí)現發(fā)電側(cè)設備(bèi)及(jí)用電側(cè)設備的(dí)收益計(jì)算，並(bìng)統計(jì)係(xì)統總收益
。

（６）故障(zhàng)記錄與反演(yǎn)
。通(tōng)過觸(chù)發事(shì)件記錄，如遙測(cè)越限(xiàn)，遙(yáo)信(xìn)變位，保(bǎo)存設定時(shí)間範圍(wéi)內(nèi)的實(shí)時穩(wěn)態(tài)數據斷麵，如事故(gù)*１０ｓ與(yǔ)事故後１０ｓ
。用(yòng)戶(hù)可(kě)以進(jìn)行推(tuī)演查(chá)詢(xún)，觀察設備(bèi)故障的(dí)原因
。

5.3通用功能模(mó)塊

（１）服(fú)務總(zǒng)綫(xiàn)
。可對(duì)服務總綫上(shàng)新(xīn)的(dí)服務(wù)進行(háng)封(fēng)裝(zhuāng)和(hé)注(zhù)冊，同時可對服務(wù)進(jìn)行(háng)監控(kòng)與(yǔ)管(guǎn)理
。當服(fú)務出現故(gù)障(zhàng)或(huò)不在綫時，服務總綫可(kě)對服務進(jìn)行重置(zhì)，確保(bǎo)係統(tǒng)安(ān)全(quán)有(yǒu)效運行
。

（２）消息(xī)總綫
。基於(yú)事件的消息(xī)總(zǒng)綫可(kě)按照發(fā)布與訂(dìng)閱(yuè)模(mó)式(shì)發送(sòng)及接(jiē)收(shōu)服(fú)務(wù)功(gōng)能模塊的消息(xī)，並(bìng)以接(jiē)口(kǒu)的形(xíng)式(shì)提(tí)供給(gěi)應用功能(néng)模塊(kuài)
。消息總綫(xiàn)可(kě)以傳輸(shū)遙測數據，遙(yáo)信(xìn)變位(wèi)，控(kòng)製指令(líng)等(děng)各(gè)類(lèi)事(shì)件
。

（３）日(rì)誌(zhì)模塊(kuài)
。負(fù)責各功能模(mó)塊運行日(rì)誌的顯示(shì)與記錄(lù)，可(kě)以(yǐ)查(chá)詢(xún)任(rèn)意時(shí)間範圍(wéi)內的(dí)日誌信(xìn)息(xī)，以(yǐ)便(biàn)係統(tǒng)管理員(yuán)分(fēn)析故障(zhàng)原因
。

（４）權(quán)限(xiàn)管理(lǐ)
。根據用戶(hù)的不(bù)同(tóng)職(zhí)能(néng)，分配相(xiāng)關的係統(tǒng)權限
。係(xì)統的權(quán)限主(zhǔ)體按照(zhào)層次劃(huá)分包(bāo)括角(jiǎo)色，用戶(hù)，組(zǔ)三(sān)種
。登錄(lù)係(xì)統時，所有(yǒu)人(rén)員需進行身份(fèn)認證(zhèng)，不同的(dí)人(rén)員(yuán)操作權限不(bù)同(tóng)
。

６係統(tǒng)策略(lüè)

用戶側(cè)儲(chǔ)能電站(zhàn)能量(liáng)管(guǎn)理係統策略(lüè)主(zhǔ)要包括(kuò)削峰填(tián)穀(gǔ)，負荷跟隨，功(gōng)率分配(pèi)，動(dòng)態(tài)需(xū)量(liáng)，電池(chí)保護
。

（１）削(xiāo)峰(fēng)填穀(gǔ)
。根(gēn)據(jù)當(dāng)地夏(xià)季(jì)和非夏季(jì)峰(fēng)平穀(gǔ)電價(jià)，結合儲(chǔ)能(néng)雙向(xiàng)變流器自身充(chōng)放電(diàn)能力進(jìn)行設置
。處於(yú)電(diàn)價(jià)低穀(gǔ)，電(diàn)池充(chōng)電(diàn)，處於(yú)電價高(gāo)峰，電(diàn)池放(fàng)電，從而利用峰穀電價(jià)實現峰穀獲(huò)利
。在電池(chí)性(xìng)能允(yǔn)許(xǔ)的(dí)情(qíng)況(kuàng)下，為盡(jìn)快收(shōu)回(huí)成本，也可平(píng)價充(chōng)電，即非(fēi)夏(xià)季(jì)采用(yòng)兩(liǎng)充兩(liǎng)放，夏季(jì)采(cǎi)用三充(chōng)三放
。

（２）負荷跟(gēn)隨(suí)
。負(fù)荷(hé)跟(gēn)隨指(zhǐ)儲(chǔ)能(néng)係統放電(diàn)功(gōng)率(shuài)跟隨(suí)儲能係統負(fù)載(zǎi)功率(shuài)變化而(ér)變化
。此(cǐ)外，可(kě)以獲(huò)取儲(chǔ)能並網(wǎng)電(diàn)表的(dí)有功(gōng)功率，計算得(dé)到負載(zǎi)功(gōng)率而進行負荷(hé)跟隨
。負荷跟隨(suí)時(shí)，需(xū)要(yào)保(bǎo)證(zhèng)負(fù)載(zǎi)功率采(cǎi)集速(sù)率及(jí)儲(chǔ)能雙向變(biàn)流器響應(yīng)的實時(shí)性(xìng)，控製周期(qī)為毫(háo)秒級
。

（３）功率分配(pèi)
。根據(jù)儲能子(zǐ)係統當(dāng)前的(dí)充放(fàng)電能力及儲(chǔ)能(néng)係統功率(shuài)需求，確定(dìng)每個(gè)儲能(néng)子係(xì)統(tǒng)所分(fēn)配(pèi)的功率
。功(gōng)率分(fēn)配可(kě)保證每(měi)個(gè)儲能(néng)子係統(tǒng)平(píng)均出(chū)力，協(xié)調(tiáo)運行(háng)，同時使(shǐ)每個(gè)儲(chǔ)能子係統保持剩餘(yú)電(diàn)量一致，從(cóng)而提(tí)高儲能係(xì)統效(xiào)率，延長(cháng)儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)使(shǐ)用壽(shòu)命
。

（４）動(dòng)態需(xū)量
。每１５ｍｉｎ動(dòng)態監(jiān)測儲(chǔ)能係統進綫功率，以(yǐ)*大(dà)值為計算(suàn)動態需(xū)量(liáng)
。通過動態需(xū)量(liáng)策略(lüè)，可以確保儲能係(xì)統充電(diàn)使(shǐ)用電量不(bù)超(chāo)過需(xū)量(liáng)值
。動態需(xū)量每月２５日１０時進(jìn)行(háng)重置
。

（５）電池保護(hù)
。根(gēn)據電池(chí)剩餘(yú)電量(liáng)狀態進行(háng)判(pàn)斷，避免電(diàn)池過充及過放
。當剩(shèng)餘電量(liáng)較低(dī)時，限製(zhì)儲能子係(xì)統(tǒng)的放電功(gōng)率(shuài)
。當剩餘(yú)電(diàn)量較高時，限製儲(chǔ)能子係統(tǒng)的充電(diàn)功率
。通(tōng)過電(diàn)池保護策(cè)略，使(shǐ)各儲能(néng)子(zǐ)係統的電(diàn)量保(bǎo)持在同(tóng)一(yī)水(shuǐ)平，延長儲能子係統(tǒng)的(dí)使(shǐ)用壽(shòu)命，保證(zhèng)儲能電(diàn)站(zhàn)長期穩定(dìng)運(yùn)行(háng)
。

6.Acrel-2000ES儲(chǔ)能(néng)能量(liáng)管理(lǐ)係(xì)統

6.1平台概(gài)述(shù)

安科瑞Acrel-2000ES儲能能(néng)量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)係統具(jù)有*的(dí)儲(chǔ)能(néng)監控與管理(lǐ)功能,涵蓋了儲(chǔ)能係統設(shè)備(PCS，BMS，電(diàn)表(biǎo)，消(xiāo)防，空調等)的(dí)詳(xiáng)細(xì)信(xìn)息(xī),實現(xiàn)了(liǎo)數(shù)據采集，數據處理，數據(jù)存儲(chǔ)，數據(jù)查詢(xún)與(yǔ)分(fēn)析，可視化(huà)監(jiān)控(kòng)，報(bào)警管(guǎn)理，統(tǒng)計報(bào)表等功(gōng)能
。在高級應用上(shàng)支持(chí)能量(liáng)調度,具備計(jì)劃曲綫，削峰填穀，需量控製，備用(yòng)電源等(děng)控(kòng)製功能
。既可以用(yòng)於儲(chǔ)能一體櫃(guì),也可以用於(yú)儲能集(jí)裝箱,是(shì)專門用(yòng)於(yú)設(shè)備管理(lǐ)的(dí)一套(tào)軟件係統平(píng)台(tái)
。

6.2係統(tǒng)結構圖(tú)

6.3係統功能(néng)

6.3.1實時(shí)監測(cè)

係統人機界麵(miàn)友好，能(néng)夠顯示儲能櫃(guì)的運(yùn)行狀態，實時監測(cè)PCS，BMS以及(jí)環境參(cān)數(shù)信息，如(rú)電參量(liáng)，溫(wēn)度，濕(shī)度(dù)等(děng)
。實(shí)時(shí)顯(xiǎn)示有(yǒu)關故障，告警，收益等(děng)信息(xī)
。

6.3.2設備監控(kòng)

係統能夠實時監測PCS，BMS，電(diàn)表，空(kōng)調，消防，除濕機(jī)等(děng)設備(bèi)的(dí)運行狀(zhuàng)態(tài)及運行(háng)模(mó)式(shì)
。

PCS監控(kòng)：滿(mǎn)足(zú)儲(chǔ)能變流(liú)器的(dí)參(cān)數與限(xiàn)值設置；運行模式設(shè)置；實現儲(chǔ)能(néng)變(biàn)流(liú)器交直流(liú)側(cè)電(diàn)壓，電(diàn)流，功率(shuài)及充放(fàng)電量參(cān)數(shù)的采集(jí)與展示(shì)；實現(xiàn)PCS通訊狀態(tài)，啟(qǐ)停(tíng)狀(zhuàng)態，開關(guān)狀態(tài)，異(yì)常(cháng)告警等狀(zhuàng)態監(jiān)測(cè)
。

BMS監(jiān)控(kòng)：滿足電池管理(lǐ)係統(tǒng)的(dí)參(cān)數(shù)與限(xiàn)值(zhí)設置；實(shí)現(xiàn)儲能電(diàn)池的電芯(xīn)，電(diàn)池(chí)簇的(dí)溫(wēn)度，電(diàn)壓(yā)，電流的監測(cè)；實現電(diàn)池充放電(diàn)狀態，電壓(yā)，電(diàn)流(liú)及溫(wēn)度異常狀態的告警(jǐng)
。

空調監控：滿足(zú)環境溫(wēn)度的(dí)監測，可根據(jù)設置的(dí)閾值進(jìn)行(háng)空調溫度的(dí)聯動調節(jié)，並實時(shí)監測(cè)空(kōng)調的運行狀態(tài)及溫(wēn)濕度數(shù)據，以(yǐ)曲綫(xiàn)形式進行展示
。

UPS監控：滿(mǎn)足UPS的運(yùn)行狀(zhuàng)態(tài)及相(xiāng)關電參量監(jiān)測(cè)
。

6.3.2曲綫(xiàn)報表(biǎo)

係統能(néng)夠(gòu)對PCS充(chōng)放電功率曲(qū)綫，SOC變換曲綫，及電(diàn)壓(yā)，電(diàn)流(liú)，溫度等(děng)歷史(shǐ)曲綫(xiàn)的(dí)查(chá)詢(xún)與展(zhǎn)示
。

6.3.3策略配置

滿(mǎn)足儲能(néng)係統設備參(cān)數的(dí)配(pèi)置，電(diàn)價參數(shù)與時段的設置(zhì)，控製策略(lüè)的選(xuǎn)擇
。目前支(zhī)持(chí)的控(kòng)製(zhì)策略包(bāo)含(hán)計劃曲綫，削(xiāo)峰填穀，需量控製(zhì)等
。

6.3.4實時報警

儲能能量管(guǎn)理係統具有實時告警功能，係(xì)統(tǒng)能夠對儲能充放(fàng)電(diàn)越(yuè)限，溫(wēn)度越(yuè)限(xiàn)，設備故障或(huò)通信(xìn)故(gù)障等(děng)事(shì)件發(fā)出(chū)告(gào)警
。

6.3.5事件(jiàn)查(chá)詢統計

儲(chǔ)能能(néng)量管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統(tǒng)能夠對遙信(xìn)變位(wèi)，溫(wēn)濕度，電壓(yā)越(yuè)限等事件(jiàn)記錄進(jìn)行(háng)存儲和管理，方便(biàn)用(yòng)戶對(duì)係(xì)統(tǒng)事件和報警(jǐng)進行(háng)歷史追(zhuī)溯(sù)，查詢統計，事故(gù)分析
。

6.3.6遙控(kòng)操(cāo)作(zuò)

可(kě)以通過每個設(shè)備下(xià)麵的紅(hóng)色按鈕對(duì)PCS，風機，除濕(shī)機(jī)，空調(tiáo)控製器，照明(míng)等設備進行相應的控製，但(dàn)是當設備(bèi)未通(tōng)信上時(shí)，控製(zhì)按鈕(niǔ)會顯(xiǎn)示無(wú)效狀態
。

6.3.7用戶權(quán)限管(guǎn)理

儲(chǔ)能能(néng)量管(guǎn)理係統為(wéi)保障係(xì)統(tǒng)安全穩定運行，設置了用戶(hù)權限(xiàn)管理功(gōng)能(néng)
。通(tōng)過用戶權限管理能(néng)夠(gòu)防(fáng)止未經(jīng)授權的操(cāo)作（如(rú)遙控(kòng)的操作，數據庫修(xiū)改等(děng)）
。可以(yǐ)定義(yì)不同級別(bié)用(yòng)戶(hù)的登錄名，密碼(mǎ)及操作(zuò)權限(xiàn)，為(wéi)係(xì)統(tǒng)運(yùn)行，維護(hù)，管理提(tí)供可靠的安(ān)全保障
。

6.4相(xiāng)關平(píng)台部(bù)署(shǔ)硬(yìng)件選型(xíng)清單(dān)

7.結(jié)論

筆者設(shè)計(jì)了(liǎo)一種用(yòng)戶側(cè)儲能電站能量(liáng)管理係統，具備(bèi)實(shí)時監(jiān)控(kòng)，收益(yì)計算，數(shù)據查(chá)詢，統(tǒng)計報表，控製命令下發等功(gōng)能，采用削峰(fēng)填(tián)穀，負(fù)荷(hé)跟(gēn)隨，動(dòng)態需量(liáng)，電池(chí)保(bǎo)護等(děng)策略(lüè)，目(mù)前已(yǐ)在(zài)多個(gè)儲(chǔ)能電站安全穩(wěn)定(dìng)運行(háng)
。海立電(diàn)器西(xī)廠(chǎng)項目用戶(hù)側儲(chǔ)能(néng)電(diàn)站能量(liáng)管理係(xì)統運(yùn)行(háng)界麵如圖７所(suǒ)示
。這一(yī)係統已達到行業內(nèi)相關(guān)標(biāo)準和(hé)技術(shù)要(yào)求，提高了儲能電站的(dí)運行效率和(hé)管理(lǐ)能力，取得(dé)了很好的經濟(jì)收(shōu)益和(hé)社(shè)會效(xiào)益
。

參考文獻

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