淺析新能源態(tài)勢下儲能柜構(gòu)造的創(chuàng)新

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

引言

隨著新能源技術(shù)的飛速發(fā)展，儲能柜作為新能源系統(tǒng)的重要組成部分，正日益受到廣泛關(guān)注。本文將從新能源態(tài)勢下儲能柜構(gòu)造的應用出發(fā)，探討其在新能源領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展。

一、新能源態(tài)勢下儲能柜的構(gòu)造及原理

儲能柜主要由電池組、能量管理系統(tǒng)（EMS）、電池管理系統(tǒng)（BMS）、充電設(shè)備、逆變器等部分組成。其中，電池組是儲能柜的核心部分，負責儲存和釋放能量；EMS負責能量調(diào)度和優(yōu)化；BMS負責電池的監(jiān)控和保護；充電設(shè)備負責將外部電源的電能轉(zhuǎn)換為電池儲存的化學能；逆變器負責將電池儲存的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。

儲能柜的工作原理是：在充電過程中，外部電源提供的電能通過充電設(shè)備轉(zhuǎn)換為電池儲存的化學能；在放電過程中，電池釋放的化學能通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，供給負載使用。

二、新能源態(tài)勢下儲能柜的應用

1. 風能和太陽能發(fā)電配套儲能

隨著新能源發(fā)電技術(shù)的不斷成熟，風力發(fā)電和太陽能發(fā)電已成為我國新能源的重要組成部分。然而，風能和太陽能具有不穩(wěn)定性和間歇性，無法滿足電力系統(tǒng)的穩(wěn)定供電需求。儲能柜的應用可以有效解決這一問題，將不穩(wěn)定的新能源發(fā)電輸出調(diào)整為穩(wěn)定的電能輸出，提高新能源發(fā)電的利用效率。

2. 電網(wǎng)調(diào)峰和需求響應

儲能柜在電網(wǎng)調(diào)峰和需求響應方面具有重要作用。在電網(wǎng)負荷高峰時段，儲能柜可以釋放儲存的電能，減輕電網(wǎng)負荷壓力；在電網(wǎng)負荷低谷時段，儲能柜可以吸收多余的電能，實現(xiàn)電網(wǎng)負荷的削峰填谷。此外，儲能柜還可以參與需求響應，根據(jù)電力市場價格調(diào)整儲能柜的充放電策略，降低電力成本。

3. 微電網(wǎng)和分布式能源系統(tǒng)

儲能柜在微電網(wǎng)和分布式能源系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過儲能柜的削峰填谷、負荷平衡等功能，可以提高微電網(wǎng)和分布式能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。同時，儲能柜還可以實現(xiàn)新能源發(fā)電與負荷的實時匹配，提高新能源的利用效率。

4. 電動汽車充電設(shè)施

隨著電動汽車的普及，電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)成為迫切需求。儲能柜在電動汽車充電設(shè)施中的應用，可以有效緩解充電樁對電網(wǎng)的沖擊，提高充電樁的利用效率。此外，儲能柜還可以為電動汽車提供備用電源，保障電動汽車的出行需求。

三、新能源態(tài)勢下儲能柜的創(chuàng)新與發(fā)展

1. 電池技術(shù)的創(chuàng)新

電池是儲能柜的核心部分，電池技術(shù)的創(chuàng)新是提高儲能柜性能的關(guān)鍵。目前，鋰電池、鈉電池等新型電池技術(shù)正逐漸替代傳統(tǒng)的鉛酸電池，具有更高的能量密度、更長的使用壽命和更低的成本。未來，電池技術(shù)的創(chuàng)新將繼續(xù)推動儲能柜的發(fā)展。

2. 能量管理系統(tǒng)的創(chuàng)新

能量管理系統(tǒng)（EMS）是儲能柜的重要組成部分，負責能量調(diào)度和優(yōu)化。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，EMS將實現(xiàn)更高效的能量管理，提高儲能柜的利用效率。

3. 儲能柜與新能源發(fā)電的深度融合

儲能柜與新能源發(fā)電的深度融合是新能源發(fā)展的趨勢。通過技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)儲能柜與新能源發(fā)電的實時匹配，提高新能源的利用效率，推動新能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

四、Acrel-2000ES儲能柜能量管理系統(tǒng)

1系統(tǒng)概述

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(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)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。在高級應用上支持能量調(diào)度,具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000ES，可通過直采或者通過通訊管理或串口服務器將儲能柜或者儲能集裝箱內(nèi)部的設(shè)備接入系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：

3系統(tǒng)功能

3.1實時監(jiān)測

系統(tǒng)人機界面友好，能夠顯示儲能柜的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測PCS、BMS以及環(huán)境參數(shù)信息，如電參量、溫度、濕度等。實時顯示有關(guān)故障、告警、收益等信息。

3.2設(shè)備監(jiān)控

系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防、除濕機等設(shè)備的運行狀態(tài)及運行模式。

PCS監(jiān)控：滿足儲能變流器的參數(shù)與限值設(shè)置；運行模式設(shè)置；實現(xiàn)儲能變流器交直流側(cè)電壓、電流、功率及充放電量參數(shù)的采集與展示；實現(xiàn)PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)、異常告警等狀態(tài)監(jiān)測。

BMS監(jiān)控：滿足電池管理系統(tǒng)的參數(shù)與限值設(shè)置；實現(xiàn)儲能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監(jiān)測；實現(xiàn)電池充放電狀態(tài)、電壓、電流及溫度異常狀態(tài)的告警。

空調(diào)監(jiān)控：滿足環(huán)境溫度的監(jiān)測，可根據(jù)設(shè)置的閾值進行空調(diào)溫度的聯(lián)動調(diào)節(jié)，并實時監(jiān)測空調(diào)的運行狀態(tài)及溫濕度數(shù)據(jù)，以曲線形式進行展示。

UPS監(jiān)控：滿足UPS的運行狀態(tài)及相關(guān)電參量監(jiān)測。

3.3曲線報表

系統(tǒng)能夠?qū)CS充放電功率曲線、SOC變換曲線、及電壓、電流、溫度等歷史曲線的查詢與展示。

3.4策略配置

滿足儲能系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)的配置、電價參數(shù)與時段的設(shè)置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制等。

3.5實時報警

儲能能量管理系統(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)δ艹浞烹娫较蕖囟仍较蕖⒃O(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

3.6事件查詢統(tǒng)計

儲能能量管理系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，溫濕度、電壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

3.7遙控操作

可以通過每個設(shè)備下面的紅色按鈕對PCS、風機、除濕機、空調(diào)控制器、照明等設(shè)備進行相應的控制，但是當設(shè)備未通信上時，控制按鈕會顯示無效狀態(tài)。

3.8用戶權(quán)限管理

儲能能量管理系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

3.9安科瑞配套產(chǎn)品

五、結(jié)束語

新能源態(tài)勢下儲能柜的應用與創(chuàng)新具有重要意義。隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，儲能柜將在新能源領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻力量。

參考文獻

企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應用手冊2022.05版.