淺談用戶側(cè)儲能能量管理解決方案研究

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

一、引言

隨著能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和新能源的快速發(fā)展，儲能技術(shù)在我國能源體系中的應(yīng)用日益廣泛。用戶側(cè)儲能作為儲能技術(shù)的一種，具有削峰填谷、需求響應(yīng)、提高新能源消納能力等功能，對于促進能源消費方式的變革和提升能源利用效率具有重要意義。本文針對用戶側(cè)儲能能量管理解決方案進行研究，旨在構(gòu)建智慧能源新生態(tài)。

二、用戶側(cè)儲能能量管理解決方案概述

1. 用戶側(cè)儲能的定義

用戶側(cè)儲能是指安裝在用戶側(cè)的儲能系統(tǒng)，通過削峰填谷、需求響應(yīng)等方式，降低用戶電費支出，提高能源利用效率。用戶側(cè)儲能主要包括電化學(xué)儲能、電磁儲能和機械儲能等技術(shù)。

2. 用戶側(cè)儲能能量管理解決方案的構(gòu)成

用戶側(cè)儲能能量管理解決方案主要包括以下幾個方面：

（1）儲能系統(tǒng)：包括儲能設(shè)備、能量管理系統(tǒng)、儲能變流器等。

（2）能量管理策略：包括削峰填谷、需求響應(yīng)、新能源消納等策略。

（3）信息通信系統(tǒng)：實現(xiàn)儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)、用戶之間的信息交互。

（4）商業(yè)模式：通過合理制定商業(yè)模式，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。

三、用戶側(cè)儲能能量管理解決方案的關(guān)鍵技術(shù)

1. 儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置

針對用戶側(cè)儲能系統(tǒng)的優(yōu)化配置，需要考慮以下幾個方面：

（1）儲能設(shè)備選型：根據(jù)用戶需求、電網(wǎng)特性等因素，選擇合適的儲能設(shè)備。

（2）儲能系統(tǒng)容量配置：根據(jù)用戶負荷特性、儲能設(shè)備性能等因素，合理配置儲能系統(tǒng)容量。

（3）能量管理系統(tǒng)設(shè)計：實現(xiàn)對儲能系統(tǒng)的實時監(jiān)控、調(diào)度和控制。

2. 能量管理策略研究

針對用戶側(cè)儲能能量管理，本文提出以下策略：

（1）削峰填谷策略：通過調(diào)整儲能系統(tǒng)的充放電功率，實現(xiàn)電力負荷的平衡。

（2）需求響應(yīng)策略：根據(jù)用戶負荷特性，制定合理的儲能系統(tǒng)調(diào)度策略，降低用戶電費支出。

（3）新能源消納策略：通過儲能系統(tǒng)與新能源發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)同運行，提高新能源消納能力。

3. 信息通信系統(tǒng)構(gòu)建

為實現(xiàn)儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)、用戶之間的信息交互，需構(gòu)建以下信息通信系統(tǒng)：

（1）儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的信息通信：實現(xiàn)儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)傳輸，確保儲能系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。

（2）儲能系統(tǒng)與用戶之間的信息通信：實時反饋儲能系統(tǒng)運行狀態(tài)，提高用戶對儲能系統(tǒng)的認知和信任。

4. 商業(yè)模式探索

為推動用戶側(cè)儲能能量管理解決方案的廣泛應(yīng)用，需探索以下商業(yè)模式：

（1）電費優(yōu)惠模式：通過降低用戶電費支出，激發(fā)用戶安裝儲能系統(tǒng)的積極性。

（2）增值服務(wù)模式：為用戶提供能源咨詢、節(jié)能診斷等增值服務(wù)，提高儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟價值。

（3）合作共贏模式：與電網(wǎng)企業(yè)、新能源企業(yè)等合作，實現(xiàn)多方共贏。

1. 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。在應(yīng)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(wù)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?、設(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(fēng)機、除濕機、空調(diào)控制器、照明等設(shè)備進行相應(yīng)的控制，但是當(dāng)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）?？梢远x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

本文針對用戶側(cè)儲能能量管理解決方案進行了研究，提出了儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置、能量管理策略、信息通信系統(tǒng)構(gòu)建和商業(yè)模式探索等方面的關(guān)鍵技術(shù)。用戶側(cè)儲能能量管理解決方案有助于構(gòu)建智慧能源新生態(tài)，推動我國能源消費方式的變革和能源利用效率的提升。未來，隨著儲能技術(shù)的進一步發(fā)展和政策支持，用戶側(cè)儲能能量管理解決方案將在我國能源領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。