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淺析智慧儲能柜的構(gòu)造

發(fā)布時間: 2024-10-14  點擊次數(shù): 34次

安科瑞 陳聰

引言

隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和可再生能源的快速發(fā)展,儲能技術(shù)成為調(diào)節(jié)能源供需、提高能源利用效率的關(guān)鍵。儲能柜作為儲能技術(shù)的核心組成部分,其構(gòu)造和功能顯得尤為重要。本文將為您詳細(xì)解析儲能柜的構(gòu)造,并展示其如何成為高效能源管理的智慧核心。

一、儲能柜構(gòu)造概述

1. 電池模塊:是儲能柜的核心,負(fù)責(zé)儲存和釋放能量。常見的電池類型包括鋰離子電池、鉛酸電池和鈉離子電池等。

2. 電池管理系統(tǒng)(BMS):監(jiān)控電池的充放電狀態(tài),確保電池在安全、高效的范圍內(nèi)工作。

3. 能量管理系統(tǒng)(EMS):負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)電池模塊與外部電網(wǎng)之間的能量交換,實現(xiàn)能源的優(yōu)化配置。

4. 控制系統(tǒng):包括硬件和軟件兩部分,負(fù)責(zé)對儲能柜的整體運行進(jìn)行監(jiān)控和控制。

通訊接口:用于實現(xiàn)儲能柜與外部系統(tǒng)(如電網(wǎng)、監(jiān)控系統(tǒng)等)的互聯(lián)互通。

二、儲能柜構(gòu)造詳細(xì)解析

1. 電池模塊

電池模塊是儲能柜的心臟,其性能直接影響著儲能柜的整體效能。電池模塊通常采用模塊化設(shè)計,可根據(jù)需求靈活配置。以下是電池模塊的幾個關(guān)鍵要素:

- 電池單元:是電池模塊的基本組成單元,通常由多個電池單體串聯(lián)或并聯(lián)而成。

- 電池組:由多個電池單元組合而成,具有一定的電壓和容量。

- 電池包:將電池組封裝在金屬外殼內(nèi),起到保護電池的作用。

2.電池管理系統(tǒng)(BMS)

BMS是儲能柜的智能大腦,負(fù)責(zé)實時監(jiān)控電池的充放電狀態(tài)、電壓、電流、溫度等參數(shù),確保電池在安全、高效的范圍內(nèi)工作。以下是BMS的幾個關(guān)鍵功能:

- 電池狀態(tài)監(jiān)測:通過實時監(jiān)測電池的電壓、電流等參數(shù),判斷電池的充放電狀態(tài)。

- 電池保護:當(dāng)電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)超出安全范圍時及時發(fā)出警報并采取措施保護電池。

- 數(shù)據(jù)采集與傳輸:將電池的運行數(shù)據(jù)傳輸至能量管理系統(tǒng)(EMS),為后續(xù)的能源優(yōu)化配置提供依據(jù)。

3. 能量管理系統(tǒng)(EMS)

EMS是儲能柜與外部電網(wǎng)之間的橋梁,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)電池模塊與外部電網(wǎng)之間的能量交換。以下是EMS的幾個關(guān)鍵功能:

- 能源調(diào)度:根據(jù)電網(wǎng)的供需情況,合理分配儲能柜的充放電能量。

- 峰谷套利:在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期充電,負(fù)荷高峰期放電,實現(xiàn)能源的優(yōu)化利用。

- 需求響應(yīng):根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)度指令,及時調(diào)整儲能柜的充放電策略,參與電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻等需求響應(yīng)服務(wù)。

4. 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是儲能柜的指揮,負(fù)責(zé)對儲能柜的整體運行進(jìn)行監(jiān)控和控制。以下是控制系統(tǒng)的幾個關(guān)鍵組成部分:

- 硬件部分:包括微處理器、傳感器、繼電器等,負(fù)責(zé)實時采集數(shù)據(jù)并執(zhí)行控制指令。

- 軟件部分:包括監(jiān)控軟件、控制算法等,負(fù)責(zé)分析數(shù)據(jù)、生成控制策略并執(zhí)行。

5. 通訊接口

通訊接口是儲能柜與外部系統(tǒng)之間的信息通道,負(fù)責(zé)實現(xiàn)儲能柜與外部系統(tǒng)(如電網(wǎng)、監(jiān)控系統(tǒng)等)的互聯(lián)互通。以下是通訊接口的幾個關(guān)鍵功能:

- 數(shù)據(jù)傳輸:將儲能柜的運行數(shù)據(jù)傳輸至外部系統(tǒng),便于遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

- 控制指令接收:接收外部系統(tǒng)的控制指令,如充放電策略、故障處理等。

三、集裝箱儲能柜系統(tǒng)在新能源行業(yè)的優(yōu)勢

儲能柜在能源管理中的應(yīng)用非常廣泛,以下是幾個典型的應(yīng)用場景:

1. 峰谷套利:在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期充電,負(fù)荷高峰期放電,降低企業(yè)的用電成本。

2. 應(yīng)急備電:在電網(wǎng)故障或停電時,儲能柜可以為企業(yè)提供緊急備電,保障企業(yè)正常生產(chǎn)。

3. 調(diào)峰調(diào)頻:儲能柜可以根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)度指令,參與電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻等需求響應(yīng)服務(wù),提高電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠性。

4. 可再生能源消納:儲能柜可以儲存可再生能源發(fā)出的電能,提高可再生能源的利用效率。

儲能柜作為高效能源管理的智慧核心,其構(gòu)造和功能為我國能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型提供了有力支持。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的不斷擴大,儲能柜將在未來能源管理領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

四、Acrel-2000ES儲能柜能量管理系統(tǒng)

4.1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(xì)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(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。

4.2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)。

4.3系統(tǒng)功能

4.3.1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。

4.3.2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。

PSC數(shù)據(jù)PCS數(shù)據(jù)-電網(wǎng)

PCS數(shù)據(jù)-交流PCS數(shù)據(jù)-直流PCS數(shù)據(jù)-狀態(tài)

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數(shù)據(jù)BMS數(shù)據(jù)-電池

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。

電表數(shù)據(jù)空調(diào)數(shù)據(jù)

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(jìn)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(jìn)行展示。

消防照明UPS數(shù)據(jù)

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

4.3.3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。

曲線報表SOC曲線4.3.4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。

169258418283116925842656014.3.5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?、溫度越限、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

4.3.6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(jìn)行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。

16661422733224.3.7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(jìn)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)。

4.3.8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。

1666145855730

4.3.9安科瑞配套產(chǎn)品

序號

設(shè)備

型號

圖片

說明

1

儲能能量管理系統(tǒng)

Acrel-2000ES

實現(xiàn)儲能設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控,統(tǒng)計分析、異常告警、優(yōu)化控制、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等;

策略控制:計劃曲線、需量控制、削峰填谷、備用電源等。

2

觸摸屏電腦

PPX-133L

1)承接系統(tǒng)軟件

2)可視化展示:顯示系統(tǒng)運行信息

3

交流計量表計

DTSD1352

集成電力參量及電能計量及考核管理,提供各類電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計。具有諧波與總諧波含量檢測,帶有開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出可實現(xiàn)“遙信”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

直流計量表計

DJSF1352

表可測量直流系統(tǒng)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,同時支持Modbus-RTU協(xié)議和DLT645協(xié)議;可帶繼電器報警輸出和開關(guān)量輸入功能。

5

溫度在線監(jiān)測裝置

ARTM-8

適用于多路溫度的測量和控制,支持測量8通道溫度;每一通道溫度測量對應(yīng)2段報警,繼電器輸出可以任意設(shè)置報警方向及報警值。

6

通訊管理機

ANet-2E8S1

能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機保護等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總;提供規(guī)約轉(zhuǎn)換、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣計算等多項功能;實時多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),可多鏈路上送平臺據(jù)。

7

串口服務(wù)器

Aport

功能:轉(zhuǎn)換“輔助系統(tǒng)”的狀態(tài)數(shù)據(jù),反饋到能量管理系統(tǒng)中。1)空調(diào)的開關(guān),調(diào)溫,及完*斷電(二次開關(guān)實現(xiàn));2)上傳配電柜各個空開信號;3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等;4)接入電表、BSMU等設(shè)備

8

遙信模塊

ARTU-KJ8

1)反饋各個設(shè)備狀態(tài),將相關(guān)數(shù)據(jù)到串口服務(wù)器;2)讀消防1/0信號,并轉(zhuǎn)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(zhuǎn)發(fā)給到上層(水浸信號事件上報);4)讀取門禁程傳感器信息,并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(門禁事件上報)。

五、結(jié)束語

儲能柜作為高效能源管理的智慧核心,其構(gòu)造和功能為我國能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型提供了有力支持。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的不斷擴大,儲能柜將在未來能源管理領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

 

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