安科瑞 陳聰

摘要：隨著(zhù)可再生能源的快速發(fā)展，儲能技術(shù)成為解決能源間歇性和波動(dòng)性問(wèn)題的關(guān)鍵。儲能能量管理系統（SEMS）作為儲能系統的核心控制單元，對提升儲能系統的性能、優(yōu)化能源利用效率起著(zhù)至關(guān)重要的作用。本文深入探討了儲能能量管理系統的架構設計、主要功能、關(guān)鍵技術(shù)以及其在不同領(lǐng)域的應用實(shí)例，并對其未來(lái)發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望，旨在為儲能能量管理系統的進(jìn)一步研究與應用提供全面的參考。

關(guān)鍵詞：儲能能量管理系統；架構設計；功能實(shí)現；應用前景

一、引言

在全球能源轉型的大背景下，太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的裝機容量不斷攀升。然而，可再生能源的間歇性和波動(dòng)性特點(diǎn)，給電網(wǎng)的穩定運行帶來(lái)了巨大挑戰。儲能系統作為一種能夠存儲電能并在需要時(shí)釋放的設備，有效地彌補了可再生能源的這一缺陷。而儲能能量管理系統則是儲能系統的“大腦"，負責對儲能系統的充放電過(guò)程進(jìn)行控制和管理，實(shí)現能源的利用和系統的穩定運行。

二、儲能能量管理系統架構設計

（一）硬件架構

1.數據采集單元：主要由各類(lèi)傳感器組成，用于采集儲能系統中電池組的電壓、電流、溫度，以及電網(wǎng)的電壓、頻率、功率等參數。這些傳感器分布在電池管理系統（BMS）、逆變器、配電柜等設備中，實(shí)時(shí)獲取準確的數據，為能量管理系統的決策提供依據。

2.處理單元：通常采用高性能的工業(yè)計算機或嵌入式控制器，具備強大的數據處理和運算能力。它接收來(lái)自數據采集單元的實(shí)時(shí)數據，并根據預設的算法和策略進(jìn)行分析和處理，生成相應的控制指令。

3.通信網(wǎng)絡(luò )：負責實(shí)現各單元之間的數據傳輸，包括有線(xiàn)通信（如以太網(wǎng)、RS485總線(xiàn)等）和無(wú)線(xiàn)通信（如Wi-Fi、藍牙、ZigBee等）?？煽康耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò )確保了數據的快速、準確傳輸，使能量管理系統能夠實(shí)時(shí)掌握儲能系統的運行狀態(tài)，并及時(shí)下達控制指令。

（二）軟件架構

1.數據處理層：對采集到的原始數據進(jìn)行預處理，包括數據濾波、異常值檢測與修正等。通過(guò)數據處理，提高數據的質(zhì)量和可靠性，為后續的分析和決策提供準確的數據支持。

2.能量管理策略層：這是軟件架構的核心部分，根據系統的運行目標（如削峰填谷、可再生能源消納、提高電能質(zhì)量等）制定相應的能量管理策略。常見(jiàn)的策略包括基于規則的控制策略、優(yōu)化算法控制策略（如線(xiàn)性規劃、動(dòng)態(tài)規劃等）和智能控制策略（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、模糊控制等）。

3.用戶(hù)界面層：為用戶(hù)提供直觀(guān)的操作界面，包括系統運行狀態(tài)監測、參數設置、歷史數據查詢(xún)與分析等功能。用戶(hù)可以通過(guò)該界面實(shí)時(shí)了解儲能系統的運行情況，并根據實(shí)際需求調整系統參數和控制策略。

三、儲能能量管理系統主要功能

（一）充放電控制

1.充放電功率調節：根據電網(wǎng)的實(shí)時(shí)需求和儲能系統的狀態(tài)，控制儲能系統的充放電功率。在電網(wǎng)負荷低谷期，以合適的功率對儲能系統進(jìn)行充電，儲存多余的電能；在電網(wǎng)負荷高峰期，控制儲能系統以設定的功率放電，為電網(wǎng)補充電能，實(shí)現削峰填谷的功能。

2.充放電模式選擇：支持多種充放電模式，如恒流充電、恒壓充電、恒功率放電等。根據電池的類(lèi)型、狀態(tài)和實(shí)際應用場(chǎng)景，選擇*優(yōu)的充放電模式，以延長(cháng)電池的使用壽命，提高儲能系統的性能。

（二）電池狀態(tài)監測與管理

1.電池狀態(tài)估計：通過(guò)對電池的電壓、電流、溫度等參數的監測和分析，實(shí)時(shí)估計電池的荷電狀態(tài)（SOC）、健康狀態(tài)（SOH）和剩余使用壽命（RUL）。準確的電池狀態(tài)估計對于優(yōu)化儲能系統的運行策略、保障系統的安全穩定運行至關(guān)重要。

2.電池均衡管理：由于電池組中各單體電池在制造工藝、使用環(huán)境等方面存在差異，長(cháng)時(shí)間使用后會(huì )出現不一致性問(wèn)題，影響電池組的整體性能和壽命。能量管理系統通過(guò)電池均衡管理功能，對電池組中的單體電池進(jìn)行充放電均衡，減小單體電池之間的差異，提高電池組的一致性和可靠性。

（三）能量?jì)?yōu)化調度

1.可再生能源消納優(yōu)化：在含有可再生能源發(fā)電的系統中，儲能能量管理系統根據可再生能源的發(fā)電預測和實(shí)時(shí)功率輸出，合理安排儲能系統的充放電計劃，*大限度地消納可再生能源，減少棄風(fēng)、棄光現象的發(fā)生。

2.多能源協(xié)同優(yōu)化：對于包含多種能源形式（如電力、熱力、天然氣等）的綜合能源系統，能量管理系統通過(guò)對不同能源之間的耦合關(guān)系進(jìn)行分析，實(shí)現多能源的協(xié)同優(yōu)化調度，提高整個(gè)能源系統的綜合利用效率和經(jīng)濟效益。

（四）系統安全保護

1.過(guò)充過(guò)放保護：實(shí)時(shí)監測電池的電壓和SOC，當電池電壓或SOC達到設定的上限或下*時(shí)，及時(shí)采取措施停止充電或放電，防止電池過(guò)充過(guò)放，避免電池損壞甚至引發(fā)安全事故。

2.過(guò)溫保護：對電池的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，當電池溫度過(guò)高時(shí)，啟動(dòng)散熱系統或調整充放電功率，降低電池溫度，確保電池在安全的溫度范圍內運行。

3.故障診斷與報警：對儲能系統的各個(gè)設備和部件進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，一旦發(fā)現故障，能夠迅速進(jìn)行診斷和定位，并及時(shí)發(fā)出報警信號，通知運維人員進(jìn)行處理，保障系統的安全可靠運行。

四、儲能能量管理系統關(guān)鍵技術(shù)

（一）電池模型與算法

1.電池等效電路模型：建立準確的電池等效電路模型，能夠更準確地描述電池的電氣特性和動(dòng)態(tài)響應。通過(guò)對模型參數的辨識和優(yōu)化，提高電池狀態(tài)估計的準確性。常見(jiàn)的電池等效電路模型有Rint模型、Thevenin模型、PNGV模型等。

2.智能算法在電池管理中的應用：利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、支持向量機等智能算法對電池的SOC、SOH等狀態(tài)進(jìn)行預測和估計。這些算法具有強大的非線(xiàn)性映射能力和自學(xué)習能力，能夠有效提高電池狀態(tài)估計的精度和可靠性。

（二）實(shí)時(shí)數據采集與處理技術(shù)

1.高速數據采集設備：采用高速、高精度的數據采集卡和傳感器，實(shí)現對儲能系統中各種參數的快速、準確采集。確保數據采集的頻率和精度滿(mǎn)足能量管理系統實(shí)時(shí)控制的需求。

2.大數據處理技術(shù)：面對儲能系統運行過(guò)程中產(chǎn)生的海量數據，運用大數據處理技術(shù)進(jìn)行存儲、分析和挖掘。通過(guò)對歷史數據的分析，提取有價(jià)值的信息，為能量管理策略的優(yōu)化和系統的性能評估提供支持。

（三）通信與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)

1.工業(yè)以太網(wǎng)通信技術(shù)：在儲能系統內部，廣泛采用工業(yè)以太網(wǎng)作為主要的通信方式，實(shí)現各設備之間的高速、可靠數據傳輸。工業(yè)以太網(wǎng)具有通信速率高、實(shí)時(shí)性好、抗干擾能力強等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足儲能能量管理系統對數據傳輸的嚴格要求。

2.無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的應用：在一些分布式儲能系統或對靈活性要求較高的場(chǎng)景中，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)（如4G、5G、LoRa等）發(fā)揮著(zhù)重要作用。無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)能夠實(shí)現設備的遠程監控和數據傳輸，降低布線(xiàn)成本，提高系統的部署靈活性。

五、儲能能量管理系統應用實(shí)例

（一）電網(wǎng)側儲能應用

在某地區電網(wǎng)的一座變電站中，安裝了一套大規模的儲能系統，并配備了先進(jìn)的儲能能量管理系統。該系統通過(guò)實(shí)時(shí)監測電網(wǎng)的負荷變化和運行狀態(tài)，在負荷低谷期利用廉價(jià)的電能對儲能系統進(jìn)行充電，在負荷高峰期將儲存的電能釋放到電網(wǎng)中，有效緩解了電網(wǎng)的供電壓力，降低了峰谷電價(jià)差帶來(lái)的成本。同時(shí)，當電網(wǎng)出現故障或電能質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，儲能系統能夠快速響應，提供緊急功率支持，保障電網(wǎng)的穩定運行。

（二）可再生能源發(fā)電配套儲能應用

在一個(gè)大型風(fēng)電場(chǎng)中，為了解決風(fēng)電的間歇性和波動(dòng)性問(wèn)題，提高風(fēng)電的并網(wǎng)穩定性和消納能力，配套建設了儲能系統及能量管理系統。能量管理系統根據風(fēng)速預測和風(fēng)機的實(shí)時(shí)發(fā)電功率，動(dòng)態(tài)調整儲能系統的充放電策略。當風(fēng)速較大、風(fēng)電出力過(guò)剩時(shí)，將多余的電能儲存起來(lái)；當風(fēng)速較低或電網(wǎng)需求較大時(shí)，控制儲能系統放電，補充風(fēng)電出力的不足。通過(guò)這種方式，有效提高了風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電效率和可靠性，減少了棄風(fēng)現象的發(fā)生。

（三）用戶(hù)側儲能應用

某商業(yè)綜合體為了降低用電成本，提高能源利用效率，在其配電系統中安裝了用戶(hù)側儲能系統，并采用了儲能能量管理系統。該系統通過(guò)對商業(yè)綜合體的用電負荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和分析，利用峰谷電價(jià)差，在夜間低谷電價(jià)時(shí)段對儲能系統充電，在白天高峰電價(jià)時(shí)段利用儲能系統放電，為商業(yè)綜合體內部的設備供電。同時(shí)，能量管理系統還具備應急電源功能，在電網(wǎng)停電時(shí)，能夠迅速切換至儲能供電模式，保障商業(yè)綜合體的正常運營(yíng)。

六、儲能能量管理系統發(fā)展趨勢

（一）智能化與自適應控制

隨著(zhù)人工智能、機器學(xué)習等技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)的儲能能量管理系統將更加智能化和自適應。系統能夠根據實(shí)時(shí)的運行數據和環(huán)境變化，自動(dòng)調整能量管理策略，實(shí)現更加準確的控制。例如，通過(guò)深度學(xué)習算法對大量的歷史數據進(jìn)行學(xué)習，預測電網(wǎng)負荷和可再生能源發(fā)電的變化趨勢，提前優(yōu)化儲能系統的充放電計劃。

（二）與分布式能源系統的深度融合

分布式能源系統（如分布式光伏、小型風(fēng)力發(fā)電、微電網(wǎng)等）的快速發(fā)展，對儲能能量管理系統提出了更高的要求。未來(lái)的儲能能量管理系統將不僅僅局限于對儲能系統本身的控制，還將與分布式能源系統中的各種能源設備進(jìn)行深度融合，實(shí)現多能源的協(xié)同優(yōu)化和智能調控，構建更加可靠的分布式能源網(wǎng)絡(luò )。

（三）云平臺與大數據應用

借助云計算和大數據技術(shù)，儲能能量管理系統將實(shí)現數據的云端存儲和分析。通過(guò)建立儲能云平臺，將分散在各地的儲能系統連接起來(lái)，實(shí)現數據的集中管理和共享。利用大數據分析技術(shù)，對海量的儲能運行數據進(jìn)行挖掘和分析，為儲能系統的優(yōu)化設計、性能評估、故障預測等提供有力支持，同時(shí)也為電力市場(chǎng)的交易決策提供數據依據。

七、Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統

1平臺概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統，是我司根據新型電力系統下微電網(wǎng)監控系統與微電網(wǎng)能量管理系統的要求，總結國內外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗，專(zhuān)門(mén)研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統。本系統滿(mǎn)足光伏系統、風(fēng)力發(fā)電、儲能系統以及充電站的接入，*進(jìn)行數據采集分析，直接監視光伏、風(fēng)能、儲能系統、充電站運行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該系統在安全穩定的基礎上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標，促進(jìn)可再生能源應用，提高電網(wǎng)運行穩定性、補償負荷波動(dòng)；有效實(shí)現用戶(hù)側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟運行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能量管理系統應采用分層分布式結構，整個(gè)能量管理系統在物理上分為三個(gè)層：設備層、網(wǎng)絡(luò )通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡(luò )采用標準以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線(xiàn)、屏蔽雙絞線(xiàn)等。系統支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。

2平臺適用場(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。

3系統架構

本平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計，即站控層、網(wǎng)絡(luò )層和設備層，詳細拓撲結構如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統組網(wǎng)方式

八、充電站微電網(wǎng)能量管理系統解決方案

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)監測光伏、風(fēng)電、儲能、充電站等各回路電壓、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：相電壓、線(xiàn)電壓、三相電流、有功/無(wú)功功率、視在功率、功率因數、頻率、有功/無(wú)功電度、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、充電站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。

圖1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、充電站信息、通訊狀況及一些統計列表等。

1.1光伏界面

圖2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。

1.2儲能界面

圖3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4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5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6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7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8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9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10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11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。

1.3風(fēng)電界面

圖12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。

1.4充電站界面

圖13充電站界面

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

1.5視頻監控界面

圖14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。

1.6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15光伏預測界面

1.7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、防逆流、有序充電、動(dòng)態(tài)擴容等。

具體策略根據項目實(shí)際情況（如儲能柜數量、負載功率、光伏系統能力等）進(jìn)行接口適配和策略調整，同時(shí)支持定制化需求。

圖16策略配置界面

1.8運行報表

應能查詢(xún)各子系統、回路或設備*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、尖峰平谷時(shí)段電量等。

圖17運行報表

1.9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18實(shí)時(shí)告警

1.10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。

圖19歷史事件查詢(xún)

1.11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、*值、*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20微電網(wǎng)系統電能質(zhì)量界面

1.12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21遙控功能

1.13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22曲線(xiàn)查詢(xún)

1.14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)的發(fā)電、用電、充放電情況，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。

圖23統計報表

1.15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24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。

1.16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。

圖25通信管理

1.17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。

圖26用戶(hù)權限

1.18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27故障錄波

1.19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*10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)隨意修改。

九、硬件及其配套產(chǎn)品

十、結束語(yǔ)

儲能能量管理系統作為儲能系統的核心組成部分，在提高能源利用效率、保障電網(wǎng)穩定運行、促進(jìn)可再生能源發(fā)展等方面發(fā)揮著(zhù)不可替代的作用。通過(guò)不斷優(yōu)化系統架構、完善功能設計、創(chuàng )新關(guān)鍵技術(shù)，儲能能量管理系統在各個(gè)領(lǐng)域的應用取得了顯著(zhù)成效。然而，隨著(zhù)能源行業(yè)的快速發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，儲能能量管理系統仍面臨著(zhù)諸多挑戰和機遇。未來(lái)，需要進(jìn)一步加強技術(shù)研發(fā)和創(chuàng )新，推動(dòng)儲能能量管理系統向智能化、集成化、云平臺化方向發(fā)展，為實(shí)現全球能源的可持續發(fā)展做出更大貢獻。

【參考文獻】

【1】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版

【2】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版