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淺談風(fēng)儲電池能量管理系統的功能設計及測試分析

更新時(shí)間:2024-09-29      瀏覽次數:458

安科瑞 陳聰

摘要:主要對10kW/20kWh風(fēng)儲鋰電池的能量管理系統進(jìn)行設計,所設計的系統共包括2部分:儲能管理單元和電池管理單元。其中的儲能管理單元不僅可控制電池儲能系統充電和放電、還可監測其狀態(tài)并對所收集的數據進(jìn)行分析;電池管理單元可通過(guò)監測電池的溫度和電壓等對電池進(jìn)行實(shí)時(shí)保護和均壓控制,通過(guò)這2個(gè)系統的相互協(xié)調可對儲能系統的充放電過(guò)程進(jìn)行安全動(dòng)態(tài)管理。通過(guò)實(shí)驗對所設計系統的有效性進(jìn)行驗證,從而為鋰電池儲能系統在工程中的應用奠定一定的基礎。

關(guān)鍵詞:儲能管理;電池管理;均壓控制

0引言

由于風(fēng)能的間歇性、隨機性及不可預測性,使得風(fēng)電的并網(wǎng)對電力系統的穩定及安全有一定的威脅,這在一定程度上限制了對風(fēng)能的有效利用。由于電池儲能技術(shù)可使風(fēng)電功率實(shí)現時(shí)空的轉移,所以該技術(shù)是提高風(fēng)電并網(wǎng)能力的有效手段,而一套可靠又安全的能量管理系統對電池儲能技術(shù)是至關(guān)重要的,通過(guò)該系統可對儲能系統的狀態(tài)進(jìn)行監測等,同時(shí)還可實(shí)現對蓄電池的實(shí)時(shí)保護等。目前,大規模的電池儲能技術(shù)在我國還處于發(fā)展階段,相關(guān)能量管理系統的設計仍需進(jìn)一步的探索。

1系統結構

風(fēng)-儲聯(lián)網(wǎng)系統的組成主要包括發(fā)電機組、電網(wǎng)及BESS(電池儲能系統)等,風(fēng)-儲聯(lián)網(wǎng)系統的運行圖如圖1所示。電網(wǎng)根據自身需求和調度周期內風(fēng)電的出力大小向ESMU(儲能管理單元)發(fā)送指令,在每個(gè)控制周期內ESMU會(huì )根據所得信息向變流器的控制系統發(fā)送充放電指令,即通過(guò)調節儲能電池充電功率的值對BESS(電池儲能系統)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測,根據充放電的功率和鋰電池的荷電狀態(tài)(簡(jiǎn)稱(chēng)SOC)對儲能系統的充放電功率進(jìn)行調整,從而提高系統的安全性。

圖一風(fēng)-儲聯(lián)網(wǎng)系統的運行圖

2能量管理系統設計

2.1 ESMU設計

該系統的ESMU主要包括控制、通信、監測和數據管理四個(gè)模塊,如圖2所示。通信模塊的設計主要基于Modbus協(xié)議,通信介質(zhì)為串口線(xiàn),與變流器之間的數據通信的建立通過(guò)RS-485接口,通信介質(zhì)為基于Modbus_TCP協(xié)議的網(wǎng)線(xiàn),與電池之間的數據通信主要通過(guò)RJ-45接口建立。

通過(guò)通信模塊可以與BESS中的某些部分實(shí)現數據通信,但所使用的數據均為符合Modbus應用協(xié)議的報文,這不利于實(shí)現人機之間的交互。通過(guò)控制與監測模塊可很好地實(shí)現人機之間的交互,完成對交互指令的翻譯和通信的報文,同時(shí)通過(guò)與通信模塊之間的配合可對BESS的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監測和控制??刂颇K還可對變流器的工作時(shí)間、工作模式等進(jìn)行設定,監測模塊可對電池的電流、電壓及溫度等狀態(tài)進(jìn)行監視,同時(shí)還可動(dòng)態(tài)監視變流器的交直流側的電流、電壓、功率等。

通過(guò)監控和通信模塊可對BESS的狀態(tài)進(jìn)行監測和控制,但無(wú)法保存其運行時(shí)的數據,同時(shí)無(wú)法對其工作性能進(jìn)行分析。通過(guò)數據管理模塊可將ESMU的狀態(tài)監測數據和控制指令信息實(shí)時(shí)導入,同時(shí)可實(shí)時(shí)地分析BESS的工作性能??煽康臄祿A是實(shí)現對BESS數據管理和分析的前提,本文的ESMU以SQLserver為基礎建立了實(shí)時(shí)的數據庫用于對所監測的數據進(jìn)行存儲。本文所建立的數據庫中共包括電池信息表、變流器信息表、指令信息表、調度功率信息表4個(gè)父表,每個(gè)父表中還包括各子表的屬性信息,父表下屬的4個(gè)子表分別記錄電池的狀態(tài)、變流器狀態(tài)、控制指令的數據和調度功率的數據。

2.2 BMU設計

電池組中的每箱電池配備一套用于采集每節電池電流、溫度、電壓等信息的子能量管理單元,子能量管理單元負責將所采集到的信息發(fā)送到主控管理單元,從而將信息傳至ESMU。圖3所示為BMU工作原理的示意圖。

BMU將所得的電池信息與電壓、溫度的預設值相比較,當總電壓或單體電壓或溫度等高于告警值時(shí),BMU將發(fā)出警告信號,當總電壓或單體電壓或溫度等高于保護值時(shí),BMU內的接觸器將會(huì )被觸發(fā),電池停止工作。

3能量管理系統各功能的實(shí)現

3.1 ESMU功能實(shí)現

ESMU中主要包括監測、控制、數據管理3個(gè)主界面,通過(guò)這3個(gè)主界面可以實(shí)現對儲能系統的狀態(tài)監測、充放電控制及數據管理。

ESMU控制主要由4部分組成??梢詫ESS的控制模式進(jìn)行設置,主要包括恒流、恒功率、恒壓充/放電及自定義充放電7種模式,自定義充放電模式以所導入的調度指令功率為依據控制BESS,同時(shí)通過(guò)調整BESS的充放電功率來(lái)滿(mǎn)足相應的約束條件,避免電池充放電過(guò)度;可以對電流、功率及充放電的時(shí)間進(jìn)行設置;也可以用于顯示系統時(shí)間;以及對電池及變流器運行時(shí)的參數進(jìn)行設置。

ESMU的監測共包括2部分??梢杂糜陲@示變流器的相關(guān)信息,如電壓、交直流側電流及故障信息等;也可以用于顯示電池的單體電壓、荷電狀態(tài)及故障信息等。

ESMU數據管理主要包括4部分。主要用于導入調度功率等,對充放電的電流、電壓等進(jìn)行選擇;對查看的時(shí)間段進(jìn)行設置;用于顯示所查看的結果;用于導出結果。

3.2 BMU功能實(shí)現

系統的壽命受電池電壓的影響很大,本研究中對每箱電池均進(jìn)行均勻控制。均勻控制的過(guò)程為,對箱體內每節電池的電壓進(jìn)行定時(shí)監測,當系統進(jìn)行充電時(shí),如果箱體中單節電池的電壓與箱體中電池電壓的平均值相差20mV以上時(shí),啟動(dòng)均衡電路,此時(shí)單體電池中電壓值較高的會(huì )向整箱電池放電,直至箱體中電壓的平均值與其端電壓的差值小于20mV;若二者之間的差值小于20mV時(shí),則不啟動(dòng)均衡電路。

當系統放電時(shí),與充電時(shí)所采用策略類(lèi)似,圖4所示為控制的具體方法。較大放電與充電均衡的電流均為10A。

電池組充電時(shí),當電池組的總電壓大于690V或單體電壓值大于3.60V時(shí),BMU會(huì )發(fā)出告警信號;當電池組的總電壓大于700V或單體電壓值大于3.65V時(shí),BMU會(huì )向電池組與變流器間的斷路器發(fā)出相應信號,斷開(kāi)變流器與電池組之間的連接,同時(shí)停止對儲能系統的充電。電池組放電時(shí),當電池組的總電壓大于550V或單體電壓值大于2.90V時(shí),BMU會(huì )發(fā)出告警信號;當電池組的總電壓大于520V或單體電壓值大于2.70V時(shí),BMU會(huì )向電池組與變流器間的斷路器發(fā)出相應信號,斷開(kāi)變流器與電池組之間的連接,同時(shí)停止對儲能系統的放電。當單節電池的溫度小于15℃或大于35℃時(shí),BMU會(huì )發(fā)出告警信號;當單節電池的溫度小于10℃或大于40℃時(shí),BMU內的接觸器會(huì )產(chǎn)生相應動(dòng)作,停止充放電。

4安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統解決方案

4.1概述

安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統具有完善的儲能監控與管理功能,涵蓋了儲能系統設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息,實(shí)現了數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢(xún)與分析、可視化監控、報警管理、統計報表等功能。在應用上支持能量調度,具備計劃曲線(xiàn)、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統對電池組性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監測及歷史數據分析、根據分析結果采用智能化的分配策略對電池組進(jìn)行充放電控制,優(yōu)化了電池性能,提高電池壽命。系統支持Windows操作系統,數據庫采用SQLServer。本系統既可以用于儲能一體柜,也可以用于儲能集裝箱,是專(zhuān)門(mén)用于儲能設備管理的一套軟件系統平臺。

4.2適用場(chǎng)合

系統可應用于城市、高速公路、工業(yè)園區、工商業(yè)區、居民區、智能建筑、海島、無(wú)電地區可再生能源系統監控和能量管理需求。

工商業(yè)儲能四大應用場(chǎng)景

1)工廠(chǎng)與商場(chǎng):工廠(chǎng)與商場(chǎng)用電習慣明顯,安裝儲能以進(jìn)行削峰填谷、需量管理,能夠降低用電成本,并充當后備電源應急;

2)光儲充電站:光伏自發(fā)自用、供給電動(dòng)車(chē)充電站能源,儲能平抑大功率充電站對于電網(wǎng)的沖擊;

3)微電網(wǎng):微電網(wǎng)具備可并網(wǎng)或離網(wǎng)運行的靈活性,以工業(yè)園區微網(wǎng)、海島微網(wǎng)、偏遠地區微網(wǎng)為主,儲能起到平衡發(fā)電供應與用電負荷的作用;

4)新型應用場(chǎng)景:工商業(yè)儲能探索融合發(fā)展新場(chǎng)景,已出現在5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應用場(chǎng)景。

4.3系統結構

4.4系統功能

4.4.1實(shí)時(shí)監測

微電網(wǎng)能量管理系統人機界面友好,應能夠以系統一次電氣圖的形式直觀(guān)顯示各電氣回路的運行狀態(tài),實(shí)時(shí)監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息,動(dòng)態(tài)監視各回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號。其中,各子系統回路電參量主要有:三相電流、三相電壓、總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值;狀態(tài)參數主要有:開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統應可以對分布式電源、儲能系統進(jìn)行發(fā)電管理,使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設置等。

系統應可以對儲能系統進(jìn)行狀態(tài)管理,能夠根據儲能系統的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警,并支持定期的電池維護。

微電網(wǎng)能量管理系統的監控系統界面包括系統主界面,包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及總體負荷組成情況,包括收益信息、天氣信息、節能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求,也可將充電,儲能及光伏系統信息進(jìn)行顯示。

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圖2系統主界面

子界面主要包括系統主接線(xiàn)圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統計列表等。

光伏界面

圖3光伏系統界面

本界面用來(lái)展示對光伏系統信息,主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統計及分析、并網(wǎng)柜電力監測及發(fā)電量統計、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數統計、發(fā)電收益統計、碳減排統計、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時(shí)對系統的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運行數據進(jìn)行展示。

儲能界面

圖4儲能系統界面

本界面主要用來(lái)展示本系統的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線(xiàn)以及電量變化曲線(xiàn)。

圖5儲能系統PCS參數設置界面

本界面主要用來(lái)展示對PCS的參數進(jìn)行設置,包括開(kāi)關(guān)機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

圖6儲能系統BMS參數設置界面

本界面用來(lái)展示對BMS的參數進(jìn)行設置,主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖7儲能系統PCS電網(wǎng)側數據界面

本界面用來(lái)展示對PCS電網(wǎng)側數據,主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數等。

圖8儲能系統PCS交流側數據界面

本界面用來(lái)展示對PCS交流側數據,主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數、溫度值等。同時(shí)針對交流側的異常信息進(jìn)行告警。

圖9儲能系統PCS直流側數據界面

本界面用來(lái)展示對PCS直流側數據,主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對直流側的異常信息進(jìn)行告警。

圖10儲能系統PCS狀態(tài)界面

本界面用來(lái)展示對PCS狀態(tài)信息,主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖11儲能電池狀態(tài)界面

本界面用來(lái)展示對BMS狀態(tài)信息,主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統信息、數據信息以及告警信息等,同時(shí)展示當前儲能電池的SOC信息。

圖12儲能電池簇運行數據界面

本界面用來(lái)展示對電池簇信息,主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度,并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應的位置。

風(fēng)電界面

圖13風(fēng)電系統界面

本界面用來(lái)展示對風(fēng)電系統信息,主要包括逆變控制一體機直流側、交流側運行狀態(tài)監測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數統計、發(fā)電收益統計、碳減排統計、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監測、發(fā)電功率模擬及效率分析;同時(shí)對系統的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運行數據進(jìn)行展示。

充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來(lái)展示對充電樁系統信息,主要包括充電樁用電總功率、交直流充電樁的功率、電量、電量費用,變化曲線(xiàn)、各個(gè)充電樁的運行數據等。

視頻監控界面

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圖15微電網(wǎng)視頻監控界面

本界面主要展示系統所接入的視頻畫(huà)面,且通過(guò)不同的配置,實(shí)現預覽、回放、管理與控制等。

4.4.2發(fā)電預測

系統應可以通過(guò)歷史發(fā)電數據、實(shí)測數據、未來(lái)天氣預測數據,對分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預測,并展示合格率及誤差分析。根據功率預測可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計劃,便于用戶(hù)對該系統新能源發(fā)電的集中管控。

圖16光伏預測界面

4.4.3策略配置

系統應可以根據發(fā)電數據、儲能系統容量、負荷需求及分時(shí)電價(jià)信息,進(jìn)行系統運行模式的設置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、有序充電、動(dòng)態(tài)擴容等。

基礎參數計劃曲線(xiàn)-一充一放

圖17策略配置界面

4.4.4運行報表

應能查詢(xún)各子系統、回路或設備規定時(shí)間的運行參數,報表中顯示電參量信息應包括:各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無(wú)功功率、正向有功電能等。

圖18運行報表

4.4.5實(shí)時(shí)報警

應具有實(shí)時(shí)報警功能,系統能夠對各子系統中的逆變器、雙向變流器的啟動(dòng)和關(guān)閉等遙信變位,及設備內部的保護動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應能發(fā)出告警,應能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件,包括保護事件名稱(chēng)、保護動(dòng)作時(shí)刻;并應能以彈窗、聲音、短信和電話(huà)等形式通知相關(guān)人員。

圖19實(shí)時(shí)告警

4.4.6歷史事件查詢(xún)

應能夠對遙信變位,保護動(dòng)作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數、電芯溫度(鋰離子電池)、壓力(液流電池)、光照、風(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理,方便用戶(hù)對系統事件和報警進(jìn)行歷史追溯,查詢(xún)統計、事故分析。

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圖20歷史事件查詢(xún)

4.4.7電能質(zhì)量監測

應可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統的電能質(zhì)量包括穩態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續監測,使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統電能質(zhì)量情況,以便及時(shí)發(fā)現和消除供電不穩定因素。

1)在供電系統主界面上應能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監測點(diǎn)的監測裝置通信狀態(tài)、各監測點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度和正序/負序/零序電流值;

2)諧波分析功能:系統應能實(shí)時(shí)顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率;應能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電流含有率;

3)電壓波動(dòng)與閃變:系統應能顯示A/B/C三相電壓波動(dòng)值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長(cháng)閃變值;應能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線(xiàn)、短閃變曲線(xiàn)和長(cháng)閃變曲線(xiàn);應能顯示電壓偏差與頻率偏差;

4)功率與電能計量:系統應能顯示A/B/C三相有功功率、無(wú)功功率和視在功率;應能顯示三相總有功功率、總無(wú)功功率、總視在功率和總功率因素;應能提供有功負荷曲線(xiàn),包括日有功負荷曲線(xiàn)(折線(xiàn)型)和年有功負荷曲線(xiàn)(折線(xiàn)型);

5)電壓暫態(tài)監測:在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時(shí)中斷發(fā)生時(shí),系統應能產(chǎn)生告警,事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話(huà)等形式通知相關(guān)人員;系統應能查看相應暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。

6)電能質(zhì)量數據統計:系統應能顯示1min統計整2h存儲的統計數據,包括均值、95%概率值、方均根值。

7)事件記錄查看功能:事件記錄應包含事件名稱(chēng)、狀態(tài)(動(dòng)作或返回)、波形號、越限值、故障持續時(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)間。

圖21微電網(wǎng)系統電能質(zhì)量界面

4.4.8遙控功能

應可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。系統維護人員可以通過(guò)管理系統的主界面完成遙控操作,并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執行的操作順序,可以及時(shí)執行調度系統或站內相應的操作命令。

圖22遙控功能

4.4.9曲線(xiàn)查詢(xún)

應可在曲線(xiàn)查詢(xún)界面,可以直接查看各電參量曲線(xiàn),包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、SOC、SOH、充放電量變化等曲線(xiàn)。

圖23曲線(xiàn)查詢(xún)

4.4.10統計報表

具備定時(shí)抄表匯總統計功能,用戶(hù)可以自由查詢(xún)自系統正常運行以來(lái)任意時(shí)間段內各配電節點(diǎn)的用電情況,即該節點(diǎn)進(jìn)線(xiàn)用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統間電能量交換進(jìn)行統計分析;對系統運行的節能、收益等分析;具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析,包括年停電時(shí)間、年停電次數等分析;具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。

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圖24統計報表

4.4.11網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

系統支持實(shí)時(shí)監視接入系統的各設備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構;可在線(xiàn)診斷設備通信狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡(luò )異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

圖25微電網(wǎng)系統拓撲界面

本界面主要展示微電網(wǎng)系統拓撲,包括系統的組成內容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。

4.4.12通信管理

可以對整個(gè)微電網(wǎng)系統范圍內的設備通信情況進(jìn)行管理、控制、數據的實(shí)時(shí)監測。系統維護人員可以通過(guò)管理系統的主程序右鍵打開(kāi)通信管理程序,然后選擇通信控制啟動(dòng)所有端口或某個(gè)端口,快速查看某設備的通信和數據情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

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圖26通信管理

4.4.13用戶(hù)權限管理

應具備設置用戶(hù)權限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作(如遙控操作,運行參數修改等)??梢远x不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限,為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

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圖27用戶(hù)權限

4.4.14故障錄波

應可以在系統發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)準確地記錄故障前、后過(guò)程的各相關(guān)電氣量的變化情況,通過(guò)對這些電氣量的分析、比較,對分析處理事故、判斷保護是否正確動(dòng)作、提高電力系統安全運行水平有著(zhù)重要作用。其中故障錄波共可記錄16條,每條錄波可觸發(fā)6段錄波,每次錄波可記錄故障前8個(gè)周波、故障后4個(gè)周波波形,總錄波時(shí)間共計46s。每個(gè)采樣點(diǎn)錄波至少包含12個(gè)模擬量、10個(gè)開(kāi)關(guān)量波形。

圖28故障錄波

4.4.15事故追憶

可以自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)掃描數據,包括開(kāi)關(guān)位置、保護動(dòng)作狀態(tài)、遙測量等,形成事故分析的數據基礎。

用戶(hù)可自定義事故追憶的啟動(dòng)事件,當每個(gè)事件發(fā)生時(shí),存儲事故前*個(gè)掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數據。啟動(dòng)事件和監視的數據點(diǎn)可由用戶(hù)規定和隨意修改。

圖29事故追憶

4.5系統硬件配置清單

序號

設備

型號

圖片

說(shuō)明

1

能量管理系統

Acre1-2000ES

內部設備的數據采集與監控,由通信管理機、工業(yè)平板電腦、串口服務(wù)器、遙信模塊及相關(guān)通信輔件組成。

數據采集、上傳及轉發(fā)至服

務(wù)器及協(xié)同控制裝置。

策略控制:計劃曲線(xiàn)、需量控制、削峰填谷、備用電源等。

2

工業(yè)平板電腦

PPX133L

  1. 承接系統軟件

2)可視化展示:顯示系統運行信息

3

交流計量電表

DTSD1352

集成電力參數測量及電能計量及考核管理,提供上48月的各類(lèi)電能數據統計:具有2~31次分次諧波與總諧波含量檢測,帶有開(kāi)關(guān)量輸入和開(kāi)關(guān)量輸出可實(shí)現“遜信”和“遙控”功能,并具備報警輸出。帶有RS485通信接口,可選用MODBUS-RTU或DL/T645協(xié)議。

4

直流計量電表

DJSF1352

表可測量直流系統中的電壓、電流、功率以及正反向電能等;

具有紅外通訊接口和RS-485通訊接口,同時(shí)支持Modbus-RTU協(xié)議和DLT645協(xié)議:可帶維電器報警輸出和開(kāi)關(guān)量輸入功能;

5

通信管理機

ANet-2E8S1

能夠根據不同的采集規約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據采集匯總;

提供規約轉換、透明轉發(fā)、數據加密壓縮、數據轉換、邊緣計算等多項功能;

實(shí)時(shí)多任務(wù)并行處理數據采集和數據轉發(fā),可多鏈路上送平臺據;

6

串口服務(wù)器

Aport

功能:轉換“輔助系統”的狀態(tài)數據,反饋到能量管理系統中

1)空調的開(kāi)關(guān),調溫,及完*斷電(二次開(kāi)關(guān)實(shí)現)

2)上傳配電柜各個(gè)空開(kāi)信號

3)上傳UPS內部電量信息等

4)接入電表、BSMU等設備

7

遙信模塊

ARTU-K16

  1. 反饋各個(gè)設備狀態(tài),將相關(guān)數據到串口服務(wù)器;

  2. 讀消防I/0信號,并轉發(fā)給到上層(關(guān)機、事件上報等)

  3. 采集水浸傳感器信息,并轉發(fā)給到上層(水浸信號事件上報)

4)讀取門(mén)禁程傳感器信息,并轉發(fā)給到上層(門(mén)禁事件上報)

5結 論

在設計和實(shí)現風(fēng)儲電池能量管理系統的過(guò)程中,除了著(zhù)眼于基本的控制策略功能實(shí)現以外,還需對其他影響系統可用性的因素加以關(guān)注。為避免電池、PCS、BMS、EMS、溫控系統和消防系統的能量損耗導致儲能系統的能量持續降低,在風(fēng)儲能量管理系統的設計中需要對上述損耗加以補償,選擇性功率偏置可以起到良好的效果。通過(guò)該系統可控制對電池的充放電、狀態(tài)監測和運行狀態(tài)、性能的分析,同時(shí)可對電池的溫度、電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)保護及告警,從而保證系統運行的穩定及安全。

參考文獻:

[1]余福斌,魏濤,滕國棟,等.基于FPGA的鋰電池組能量管理系統設計[J].電源技術(shù),2015,39(9):1879-1881.

[2]劉建偉,尹虎臣,韓民曉,等.靜止伏安發(fā)生裝置中的鋰電池充放電控制[J].大功率變流技術(shù),2011(4):75-80.

[3]吉小鵬,金強,喬峰,等.海島微網(wǎng)能量管理系統的設計與實(shí)現[J].中南大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2013,S1:420-424.

[4]馬榮華,趙嵩,魏鑫.風(fēng)儲電池能量管理系統的功能設計及實(shí)驗分析.

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022年05版.

 

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