安科瑞 陳聰

1.概述

大容量電池儲能系統在電力系統中的應用已有20多年的歷史，早期主要用于孤立電網(wǎng)的調頻、熱備用、調壓和備份等。電池儲能系統在新能源并網(wǎng)中的應用，國外也已開(kāi)展了一定的研究。上世紀90年代末德國在Herne1MW的光伏電站和Bocholt2MW的風(fēng)電場(chǎng)分別配置了容量為1.2MWh的電池儲能系統，提供削峰、不中斷供電和改善電能質(zhì)量功能。從2003年開(kāi)始，日本在Hokkaido30.6MW風(fēng)電場(chǎng)安裝了6MW/6MWh的全釩液流電池（VRB）儲能系統，用于平抑輸出功率波動(dòng)。2009年英國EDF電網(wǎng)將600kW/200kWh鋰離子電池儲能系統配置在東部一個(gè)11KV配電網(wǎng)STATCOM中，用于潮流和電壓控制，有功和無(wú)功控制。

總體來(lái)說(shuō)，儲能電站（系統）在電網(wǎng)中的應用目的主要考慮“負荷調節、配合新能源接入、彌補線(xiàn)損、功率補償、提高電能質(zhì)量、孤網(wǎng)運行、削峰填谷”等幾大功能應用。比如：削峰填谷，改善電網(wǎng)運行曲線(xiàn)，通俗一點(diǎn)解釋?zhuān)瑑δ茈娬揪拖褚粋€(gè)儲電銀行，可以把用電低谷期富余的電儲存起來(lái)，在用電高峰的時(shí)候再拿出來(lái)用，這樣就減少了電能的浪費；此外儲能電站還能減少線(xiàn)損，增加線(xiàn)路和設備使用壽命；優(yōu)化系統電源布局，改善電能質(zhì)量。而儲能電站的綠色優(yōu)勢則主要體現在：科學(xué)安全，建設周期短；綠色環(huán)保，促進(jìn)環(huán)境友好；集約用地，減少資源消耗等方面。

2.設計標準

GB21966-2008鋰原電池和蓄電池在運輸中的安全要求

GJB4477-2002鋰離子蓄電池組通用規范

QC/T743-2006電動(dòng)汽車(chē)用鋰離子蓄電池

GB/T12325-2008電能質(zhì)量供電電壓偏差

GB/T12326-2008電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變

GB/T14549-1993電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波

GB/T15543-2008電能質(zhì)量三相電壓不平衡

GB/T2297-1989太陽(yáng)光伏能源系統術(shù)語(yǔ)

DL/T527-2002靜態(tài)繼電保護裝置逆變電源技術(shù)條件

GB/T13384-2008 機電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件

GB/T14537-1993 量度繼電器和保護裝置的沖擊與碰撞試驗

GB/T14598.27-2008 量度繼電器和保護裝置*27部分：產(chǎn)品安全要求

DL/T478-2001靜態(tài)繼電保護及安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件

GB/T191-2008包裝儲運圖示標志

GB/T2423.1-2008 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗*2部分：試驗方法試驗A：低溫

GB/T2423.2-2008 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗*2部分：試驗方法試驗B：高溫

GB/T2423.3-2006電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗*2部分：試驗方法試驗Cab：恒定濕熱試驗

GB/T2423.8-1995 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗*2部分：試驗方法試驗Ed：自由跌落

GB/T2423.10-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗*2部分：試驗方法試驗Fc：振動(dòng)（正弦）

GB4208-2008 外殼防護等級（IP代碼）

GB/T17626-2006 電磁兼容試驗和測量技術(shù)

GB14048.1-2006 低壓開(kāi)關(guān)設備和控制設備*1部分：總則

GB7947-2006 人機界面標志標識的基本和安全規則導體的顏色或數字標識

GB8702-88 電磁輻射防護規定

DL/T5429-2009 電力系統設計技術(shù)規程

DL/T5136-2001 火力發(fā)電廠(chǎng)、變電所二次接線(xiàn)設計技術(shù)規程

DL/T620-1997 交流電氣裝置的過(guò)電壓保護和絕緣配合

DL/T621-1997 交流電氣裝置的接地

GB50217-2007 電力工程電纜設計規范

GB2900.11-1988 蓄電池名詞術(shù)語(yǔ)

IEC61427-2005 光伏系統（PVES）用二次電池和蓄電池組一般要求和試驗方法

Q/GDW564-2010儲能系統接入配電網(wǎng)技術(shù)規定

QC/T743-2006《電動(dòng)汽車(chē)用鋰離子蓄電池》

GB/T18479-2001地面用光伏（PV）發(fā)電系統概述和導則

GB/T19939-2005光伏系統并網(wǎng)技術(shù)要求

GB/T20046-2006光伏（PV）系統電網(wǎng)接口特性

GB2894安全標志（neqISO3864：1984）

GB16179安全標志使用導則

GB/T178830.2S和0.5S級靜止式交流有功電度表

DL/T448能計量裝置技術(shù)管理規定

DL/T614多功能電能表

DL/T645多功能電能表通信協(xié)議

DL/T5202電能量計量系統設計技術(shù)規程

SJ/T11127光伏（PV）發(fā)電系統過(guò)電壓保護——導則

IEC61000-4-30電磁兼容*4-30部分試驗和測量技術(shù)——電能質(zhì)量

IEC60364-7-712建筑物電氣裝置*7-712部分：

特殊裝置或場(chǎng)所的要求太陽(yáng)光伏（PV）發(fā)電系統

3.儲能電站（配合光伏并網(wǎng)發(fā)電）方案

3.1系統架構

在本方案中，儲能電站（系統）主要配合光伏并網(wǎng)發(fā)電應用，因此，整個(gè)系統是包括光伏組件陣列、光伏控制器、電池組、電池管理系統（BMS）、逆變器以及相應的儲能電站聯(lián)合控制調度系統等在內的發(fā)電系統。

1、光伏組件陣列利用太陽(yáng)能電池板的光伏效應將光能轉換為電能，然后對鋰電池組充電，通過(guò)逆變器將直流電轉換為交流電對負載進(jìn)行供電；

2、智能控制器根據日照強度及負載的變化，不斷對蓄電池組的工作狀態(tài)進(jìn)行切換和調節：一方面把調整后的電能直接送往直流或交流負載。另一方面把多余的電能送往蓄電池組存儲。發(fā)電量不能滿(mǎn)足負載需要時(shí)，控制器把蓄電池的電能送往負載，保證了整個(gè)系統工作的連續性和穩定性；

3、并網(wǎng)逆變系統由幾臺逆變器組成，把蓄電池中的直流電變成標準的380V市電接入用戶(hù)側低壓電網(wǎng)或經(jīng)升壓變壓器送入高壓電網(wǎng)。

4、鋰電池組在系統中同時(shí)起到能量調節和平衡負載兩大作用。它將光伏發(fā)電系統輸出的電能轉化為化學(xué)能儲存起來(lái)，以備供電不足時(shí)使用。

3.2儲能子系統

3.2.1儲能電池組

(1)電池選型原則

作為配合光伏發(fā)電接入，實(shí)現削峰填谷、負荷補償，提高電能質(zhì)量應用的儲能電站，儲能電池是非常重要的一個(gè)部件，須滿(mǎn)足以下要求：

?容易實(shí)現多方式組合，滿(mǎn)足較高的工作電壓和較大工作電流；

?電池容量和性能的可檢測和可診斷，使控制系統可在預知電池容量和性能的情況下實(shí)現對電站負荷的調度控制；

?高安全性、可靠性：在正常使用情況下，電池正常使用壽命不低于15年；在*限情況下，即使發(fā)生故障也在受控范圍，不應該發(fā)生爆炸、燃燒等危及電站安全運行的故障；

?具有良好的快速響應和大倍率充放電能力，一般要求5-10倍的充放電能力；

?較高的充放電轉換效率；

?易于安裝和維護；

?具有較好的環(huán)境適應性，較寬的工作溫度范圍；

?符合環(huán)境保護的要求，在電池生產(chǎn)、使用、回收過(guò)程中不產(chǎn)生對環(huán)境的破壞和污染；

(2)主要電池類(lèi)型比較

表1幾種電池性能比較

(3)建議方案

從初始投資成本來(lái)看，鋰離子電池有較強的競爭力，鈉硫電池和全釩液流電池未形成產(chǎn)業(yè)化，供應渠道受限，較昂貴。從運營(yíng)和維護成本來(lái)看，鈉硫需要持續供熱，全釩液流電池需要泵進(jìn)行流體控制，增加了運營(yíng)成本，而鋰電池幾乎不需要維護。根據國內外儲能電站應用現狀和電池特點(diǎn)，建議儲能電站電池選型主要為磷酸鐵鋰電池。

3.2.2電池管理系統(BMS)

（1）電池管理系統的要求

在儲能電站中，儲能電池往往由幾十串甚至幾百串以上的電池組構成。由于電池在生產(chǎn)過(guò)程和使用過(guò)程中，會(huì )造成電池內阻、電壓、容量等參數的不一致。這種差異表現為電池組充滿(mǎn)或放完時(shí)串聯(lián)電芯之間的電壓不相同，或能量的不相同。這種情況會(huì )導致部分過(guò)充，而在放電過(guò)程中電壓過(guò)低的電芯有可能被過(guò)放，從而使電池組的離散性明顯增加，使用時(shí)更容易發(fā)生過(guò)充和過(guò)放現象，整體容量急劇下降，整個(gè)電池組表現出來(lái)的容量為電池組中性能*差的電池芯的容量，*終導致電池組提前失效。

因此，對于磷酸鐵鋰電池電池組而言，均衡保護電路是須的。當然，鋰電池的電池管理系統不僅僅是電池的均衡保護，還有更多的要求以保證鋰電池儲能系統穩定可靠的運行。

（2）電池管理系統BMS的具體功能

1）基本保護功能

單體電池電壓均衡功能

此功能是為了修正串聯(lián)電池組中由于電池單體自身工藝差異引起的電壓、或能量的離散性，避免個(gè)別單體電池因過(guò)充或過(guò)放而導致電池性能變差甚至損壞情況的發(fā)生，使得所有個(gè)體電池電壓差異都在一定的合理范圍內。要求各節電池之間誤差小于±30mv。

電池組保護功能

單體電池過(guò)壓、欠壓、過(guò)溫報警，電池組過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流報警保護，切斷等。

2）數據采集功能

采集的數據主要有：?jiǎn)误w電池電壓、單體電池溫度（實(shí)際為每個(gè)電池模組的溫度）、組端電壓、充放電電流，計算得到蓄電池內阻。

通訊接口：采用數字化通訊協(xié)議IEC61850。在儲能電站系統中，需要和調度監控系統進(jìn)行通訊，上送數據和執行指令。

3）診斷功能

BMS應具有電池性能的分析診斷功能，能根據實(shí)時(shí)測量蓄電池模塊電壓、充放電電流、溫度和單體電池端電壓、計算得到的電池內阻等參數，通過(guò)分析診斷模型，得出單體電池當前容量或剩余容量（SOC）的診斷，單體電池健康狀態(tài)（SOH）的診斷、電池組狀態(tài)評估，以及在放電時(shí)當前狀態(tài)下可持續放電時(shí)間的估算。根據電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)標準的要求《鋰離子蓄電池總成通用要求》（目前儲能電站無(wú)相關(guān)標準），對剩余容量（SOC）的診斷精度為5%，對健康狀態(tài)（SOH）的診斷精度為8%。

4）熱管理

鋰電池模塊在充電過(guò)程中，將產(chǎn)生大量的熱能，使整個(gè)電池模塊的溫度上升，因而，BMS應具有熱管理的功能。

5）故障診斷和容錯

若遇異常，BMS應給出故障診斷告警信號，通過(guò)監控網(wǎng)絡(luò )發(fā)送給上層控制系統。

對儲能電池組每串電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，通過(guò)電壓、電流等參數的監測分析，計算內阻及電壓的變化率，以及參考相對溫升等綜合辦法，即時(shí)檢查電池組中是否有某些已壞不能再用的或可能很快會(huì )壞的電池，判斷故障電池及定位，給出告警信號，并對這些電池采取適當處理措施。當故障積累到一定程度，而可能出現或開(kāi)始出現惡性事故時(shí)，給出重要告警信號輸出、并切斷充放電回路母線(xiàn)或者支路電池堆，從而避免惡性事故發(fā)生。

采用儲能電池的容錯技術(shù)，如電池旁路或能量轉移等技術(shù)，當某一單體電池發(fā)生故障時(shí)，以避免對整組電池運行產(chǎn)生影響。

管理系統對系統自身軟硬件具有自檢功能，即使器件損壞，也不會(huì )影響電池安全。確保不會(huì )因管理系統故障導致儲能系統發(fā)生故障，甚至導致電池損壞或發(fā)生惡性事故。

6）建議方案

?均衡保護技術(shù)

建議能量轉移法（儲能均衡）。

?其它保護技術(shù)

對于電池的過(guò)壓、欠壓、過(guò)流等故障情況，采取了切斷回路的方式進(jìn)行保護。

對瞬間的短路的過(guò)流狀態(tài)，過(guò)流保護的延時(shí)時(shí)間一般至少要幾百微秒至毫秒，而短路保護的延時(shí)時(shí)間是微秒級的，幾乎是短路的瞬間就切斷了回路，可以避免短路對電池帶來(lái)的巨大損傷。

在母線(xiàn)回路中一般采用快速熔斷器，在各個(gè)電池模塊中，采用高速功率電子器件實(shí)現快速切斷。

?蓄電池在線(xiàn)容量評估SOC

在測量動(dòng)態(tài)內阻和真值電壓等基礎上，利用充電特性與放電特性的對應關(guān)系，采用多種模式分段處理辦法，建立數學(xué)分析診斷模型，來(lái)測量剩余電量SOC。

分析鋰電池的放電特性,基于積分法采用動(dòng)態(tài)更新電池電量的方法,考慮電池自放電現象,對電池的在線(xiàn)電流、電壓、放電時(shí)間進(jìn)行測量；預測和計算電池在不同放電情況下的剩余電量，并根據電池的使用時(shí)間和環(huán)境溫度對電量預測進(jìn)行校正，給出剩余電量SOC的預測值。

為了解決電池電量變化對測量的影響，可采用動(dòng)態(tài)更新電池電量的方法，即使用上一次所放出的電量作為本次放電的基準電量，這樣隨著(zhù)電池的使用，電池電量減小體現為基準電量的減??；同時(shí)基準電量還需要根據外界環(huán)境溫度變化進(jìn)行相應修正。

?蓄電池健康狀態(tài)評估SOH

對鋰電池整個(gè)壽命運行曲線(xiàn)充放電特性的對應關(guān)系分析，進(jìn)行曲線(xiàn)擬合和比對，得出蓄電池健康狀態(tài)評估值SOH，同時(shí)根據運行環(huán)境對評估值進(jìn)行修正。

?蓄電池組的熱管理

在電池選型和結構設計中應充分考慮熱管理的設計。圓柱形電芯在排布中的透氣孔設計及鋁殼封裝能幫助電芯更好的散熱，可有效防鼓，保證穩定。

BMS含有溫度檢測，對電池的溫度進(jìn)行監控，如果溫度高于保護值將開(kāi)啟風(fēng)機強制冷卻，若溫度達到危險值，該電池堆能自動(dòng)退出運行。

3.3并網(wǎng)控制子系統

本子系統包括儲能電站內將直流電變換成交流電的設備。用于將電能變換成適合于電網(wǎng)使用的一種或多種形式的電能的電氣設備。*大功率跟蹤控制器、逆變器和控制器均可屬于本子系統的一部分。

(1)大功率PCS拓撲

?設計原則

?符合大容量電池組電壓等級和功率等級；

?結構簡(jiǎn)單、可靠穩定，功率損耗低；

?能夠靈活進(jìn)行整流逆變雙向切換運行；

?采用常規功率開(kāi)關(guān)器件，設計模塊化、標準化；

?并網(wǎng)諧波含量低，濾波簡(jiǎn)單；

?發(fā)展現狀

低壓等級（2kV以下）電池組的PCS系統早期一般是采用基于多重化技術(shù)的多脈波變換器，功率管采用晶閘管或GTO。隨著(zhù)新型電池技術(shù)的出現、功率器件和拓撲技術(shù)的發(fā)展，較高電壓等級（5kV~6kV）的電池組的PCS系統一般采用多電平技術(shù)，功率管采用IGCT或IGBT串聯(lián)。

另外一種方案是采用DC/DC+DC/AC兩級變換結構，通過(guò)DC/DC先將電池組輸出升壓，再通過(guò)DC/AC逆變。適合大功率電池應用的DC/DC變換器拓撲主要采用非隔離型雙向Buck/Boost電路，多模塊交錯并聯(lián)實(shí)現擴容；DC/AC部分主要包括多重化、多電平、交錯并聯(lián)等大功率變流技術(shù)，以降低并網(wǎng)諧波，簡(jiǎn)化并網(wǎng)接口。

?建議方案

大容量電池儲能系統可采用電壓源型PCS，并聯(lián)接入電網(wǎng)，PCS設計成四象限運行，能獨立的進(jìn)行有功、無(wú)功控制。目前電池組電壓等級一般低于2kV，大容量電池儲能系統具有低壓大電流特點(diǎn)?？紤]兩級變換結構損耗大，建議采用單級DC/AC變換結構，通過(guò)升壓變接入電網(wǎng)。利用多變流器單元并聯(lián)技術(shù)進(jìn)行擴容，采用移相載波調制和環(huán)流抑*實(shí)現單元間的功率均分。結構簡(jiǎn)單、易控制、模塊化、容錯性好和效率高。

(2)PCS控制策略

?控制要求

?高*安全電池充放電；

?滿(mǎn)足電網(wǎng)相關(guān)并網(wǎng)導則；

?進(jìn)行有功、無(wú)功獨立調節；

?能夠適應電網(wǎng)故障運行。

?研究現狀

國內外對分布式發(fā)電中并網(wǎng)變流器控制策略已經(jīng)展開(kāi)了廣泛研究，常采用雙閉環(huán)控制，外環(huán)根據控制目標的不同，提出了PQ控制、下垂控制、虛擬同步機控制等，內環(huán)一般采用電流環(huán)，提出了自然坐標系、靜止坐標系和同步坐標系下的控制策略。電池儲能系統PCS控制除了滿(mǎn)足常規的并網(wǎng)變流器要求，更重要的要滿(mǎn)足電池充放電要求，尤其是電網(wǎng)故障情況下的控制。

?建議方案

?采用多目標的變流器控制策略，一方面精*控制充放電過(guò)程中的電壓、電流，確保電池組高*、安全充放電；另一方面根據調度指令，進(jìn)行有功、無(wú)功控制。

?低電壓穿越能力強，逆變器對電網(wǎng)電壓應始終工作在恒流工作模式，輸出端壓跟隨市電，可以在很低電壓下運行，甚至在輸出端短路時(shí)仍可輸出，此時(shí)逆變器保持額定的輸出電流不變。

?實(shí)現電網(wǎng)故障狀態(tài)下電池儲能系統緊急控制，以及電網(wǎng)恢復后電池儲能系統的重新同步控制。

3.4儲能電站聯(lián)合控制調度子系統

常規的儲能電站控制系統使用的產(chǎn)品來(lái)自于不同的供應商。幾乎每個(gè)產(chǎn)品供應商都具有一套自己的標準,整個(gè)儲能電站里運行的規約就可能達到好幾種。于是當一個(gè)儲能電站需要將不同廠(chǎng)商的產(chǎn)品集成到一個(gè)系統時(shí)，就不得不花很大的代價(jià)做通信協(xié)議轉換裝置，這樣做一方面增加了系統的復雜性降低了可靠性，另一方面增加了系統成本和維護的復雜性。因此本方案建議采用基于IEC61850的系統方案。

IEC61850是關(guān)于變電站自動(dòng)化系統的通訊網(wǎng)絡(luò )和系統的國際標準。制定IEC61850主要目的就是使不同制造廠(chǎng)商的產(chǎn)品具有互操作性,使它們可以方便地集成到一個(gè)系統中去，能夠在各種自動(dòng)化系統內部準確、快速地交換數據，實(shí)現無(wú)縫集成和互操作。由于聯(lián)合發(fā)電智能監控系統采用IEC61850協(xié)議，所以在儲能電站也采用基于IEC61850的控制系統有利于處理并傳送從儲能電站控制系統到聯(lián)合發(fā)電智能監控系統各種實(shí)時(shí)信息。

儲能電站控制系統采用模塊化、功能集成的設計思想，分為系統層和設備層兩層結構，全站監控雙網(wǎng)采用100M光纖以太網(wǎng)作為通信網(wǎng)絡(luò )，采用星型網(wǎng)絡(luò )結構。

?系統層配置：

系統層主要實(shí)現實(shí)時(shí)數據采集、與聯(lián)合發(fā)電智能監控系統通信等功能。

?實(shí)時(shí)數據采集

通過(guò)子系統的智能組件從功率調節系統、電池系統、配電系統獲取數據，這些數據包括電池容量、線(xiàn)路狀態(tài)、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率系數和平均值。

?與聯(lián)合發(fā)電智能監控系統通信：

在儲能電站和變電站之間鋪設光纖，將儲能電站的實(shí)時(shí)數據、故障信息等上傳到聯(lián)合發(fā)電智能監控系統；同時(shí)接受聯(lián)合發(fā)電智能監控系統下發(fā)的控制命令。

?設備層配置：

設備層由電池管理系統（BMS）及其智能組件、能量管理系統（PCS）及其智能組件、配電系統保護測控裝置等。

?電池管理系統（BMS）及其智能組件：

電池管理系統（BMS）對整個(gè)儲能系統的安全運行、儲能系統控制策略的選擇、充電模式的選擇以及運營(yíng)成本都有很大的影響。電池管理系統無(wú)論是在電池的充電過(guò)程還是放電過(guò)程，都要可靠的完成電池狀態(tài)的實(shí)時(shí)監控和故障診斷。并通過(guò)智能組件將相關(guān)信息轉化為IEC61850協(xié)議通過(guò)光以太網(wǎng)上送到監控系統，以便采用更加合理的控制策略，達到有效且高*使用電池的目的。

?能量管理系統（PCS）及其智能組件：

能量管理系統（PCS）實(shí)現對電池充放電的控制，滿(mǎn)足儲能系統并網(wǎng)要求。研究多目標的變流器控制策略，一方面精*控制充放電過(guò)程中的電壓、電流，確保電池組高*充放電；另一方面根據調度指令，進(jìn)行雙向平滑切換運行，實(shí)現有功、無(wú)功獨立控制。另外，在電網(wǎng)故障條件下，研究多儲能PCS單元的協(xié)調控制，實(shí)現對局部電網(wǎng)的安全運行。智能組件將PCS需要上傳的開(kāi)關(guān)量、模擬量、非電量、運行信息等轉換為IEC61850協(xié)議通過(guò)以太網(wǎng)上傳給監控系統，同時(shí)將監控系統下發(fā)的模式切換命令及定值設定轉發(fā)給PCS。

?配電系統保護測控裝置：

采用數字化保護測控一體化裝置，采用直接對常規互感器采樣的方式完成電壓、電流的測量；斷路器、刀閘位置等開(kāi)關(guān)量信息通過(guò)硬接點(diǎn)直接采集；斷路器的跳合閘通過(guò)硬接點(diǎn)直接控制方式完成。具備IEC61850協(xié)議的以太網(wǎng)通信方式與監控系統相連。

4.儲能電站（系統）整體發(fā)展前景

全球能源緊缺，新興能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢在必行，但風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源受環(huán)境影響較大，功率不穩定，致使傳統電網(wǎng)無(wú)法承載，大量能量被浪費。主要原因之一就是：儲能技術(shù)落后，現有儲能電站無(wú)法實(shí)現功率補償，無(wú)法滿(mǎn)足功率平滑的需求?？梢哉f(shuō)，儲能電站的發(fā)展已成為新能源開(kāi)發(fā)的核心之一。

除光伏發(fā)電系統外，儲能電站也廣泛適用于如下場(chǎng)合：

　　(1)、負荷波動(dòng)大的工廠(chǎng)、企業(yè)、商務(wù)中*等；

　　(2)、需要具備“黑啟動(dòng)”功能的發(fā)電站；

　　(3)、發(fā)電質(zhì)量有波動(dòng)的風(fēng)能和潮汐能發(fā)電站；

　　(4)、需要夜間儲存能量以供白天使用的核能、風(fēng)能等發(fā)電設施；

　　(5)、因環(huán)保原因限制小型火力調峰發(fā)電站或其它高污染發(fā)電站發(fā)展的區域；

(6)、戶(hù)外臨時(shí)大型負荷中*。

采用磷酸鐵鋰電池這一儲能技術(shù)為核心的儲能電站，相比于抽水蓄能、壓縮空氣儲能等現有儲能技術(shù)，具有明顯的成本和運行壽命優(yōu)勢，經(jīng)濟效益突出，需求巨大，應用前景廣闊。隨著(zhù)全球電力需求逐年增長(cháng)，用電高峰和低谷的負荷差距越來(lái)越大，磷酸鐵鋰電池儲能電站（系統）作為一項新興技術(shù)，將給電網(wǎng)儲能領(lǐng)域帶來(lái)革命性的技術(shù)更新，具有巨大的社會(huì )效應和經(jīng)濟效應。

5.Acrel-2000ES儲能能量管理系統

5.1平臺概述

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*級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。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)用于設備管理的一套軟件系統平臺。

5.2系統結構圖

5.3系統功能

5.3.1實(shí)時(shí)監測

系統人機界面友好，能夠顯示儲能柜的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測PCS、BMS以及環(huán)境參數信息，如電參量、溫度、濕度等。實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警、收益等信息。

5.3.2設備監控

系統能夠實(shí)時(shí)監測PCS、BMS、電表、空調、消防、除濕機等設備的運行狀態(tài)及運行模式。

PCS監控：滿(mǎn)足儲能變流器的參數與限值設置；運行模式設置；實(shí)現儲能變流器交直流側電壓、電流、功率及充放電量參數的采集與展示；實(shí)現PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、異常告警等狀態(tài)監測。

BMS監控：滿(mǎn)足電池管理系統的參數與限值設置；實(shí)現儲能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監測；實(shí)現電池充放電狀態(tài)、電壓、電流及溫度異常狀態(tài)的告警。

空調監控：滿(mǎn)足環(huán)境溫度的監測，可根據設置的閾值進(jìn)行空調溫度的聯(lián)動(dòng)調節，并實(shí)時(shí)監測空調的運行狀態(tài)及溫濕度數據，以曲線(xiàn)形式進(jìn)行展示。

UPS監控：滿(mǎn)足UPS的運行狀態(tài)及相關(guān)電參量監測。

5.3.3曲線(xiàn)報表

系統能夠對PCS充放電功率曲線(xiàn)、SOC變換曲線(xiàn)、及電壓、電流、溫度等歷史曲線(xiàn)的查詢(xún)與展示。

5.3.4策略配置

滿(mǎn)足儲能系統設備參數的配置、電價(jià)參數與時(shí)段的設置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計劃曲線(xiàn)、削峰填谷、需量控制等。

5.3.5實(shí)時(shí)報警

儲能能量管理系統具有實(shí)時(shí)告警功能，系統能夠對儲能充放電越限、溫度越限、設備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

5.3.6事件查詢(xún)統計

儲能能量管理系統能夠對遙信變位，溫濕度、電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。

5.3.7遙控操作

可以通過(guò)每個(gè)設備下面的紅色按鈕對PCS、風(fēng)機、除濕機、空調控制器、照明等設備進(jìn)行相應的控制，但是當設備未通信上時(shí)，控制按鈕會(huì )顯示無(wú)效狀態(tài)。

5.3.8用戶(hù)權限管理

儲能能量管理系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶(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（如遙控的操作，數據庫修改等）?？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。

6相關(guān)平臺部署硬件選型清單

參考文獻

1. 劉鳳.儲能電站技術(shù)方案設計

2. 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版