基于EMS系統的儲能柜充放電管理優化研究

安科瑞 宣依依

　0、引言

　　隨著全球能源結構的轉型，新能源的發展日益受到重視。在我國，新能源產業已成為國民經濟的重要支柱產業之一。其中，集裝箱儲能柜系統作為一種新型的儲能設備，以其優勢在新能源行業中發揮著越來越重要的作用。本文將從集裝箱儲能柜系統的定義、特點、應用等方面進行淺析，以期為新能源行業的發展提供有益的參考。

　　1、儲能柜的發展及EMS系統的作用

　　1.1儲能柜的發展

　　儲能柜是指將儲能設備、電池管理系統（BMS）、監控系統等集成于一體的綜合性儲能裝置。儲能柜的發展可追溯到上世紀90年代，當時主要用于電力系統的調峰、調頻、備用等方面。隨著可再生能源的快速發展，儲能柜在光伏、風電等領域的應用逐漸廣泛，成為促進新能源消納、提高電網運行效率的關鍵設備。

　　1.2EMS系統的作用

　　EMS系統是一種應用于能源生產、傳輸、分配和消費等環節的綜合管理技術。在儲能柜中，EMS系統主要負責儲能設備的運行監控、狀態預測、故障診斷、優化控制等功能，旨在提高儲能柜的安全性、經濟性和可靠性。通過EMS系統，可實現儲能柜與電網、可再生能源等環節的互動，助力綠色能源的發展。

　　2、EMS系統在儲能柜中的應用

　　2.1運行監控

　　EMS系統通過實時采集儲能柜中各個設備的運行數據，如電壓、電流、溫度、充放電狀態等，實現對儲能柜的全面監控。通過對數據的實時分析，EMS系統可實時判斷設備的工作狀態，并在異常情況下發出警報，以便及時采取措施，確保儲能柜的安全運行。

　　2.2狀態預測

　　EMS系統可根據儲能柜的歷史運行數據，運用大數據分析和人工智能技術，對儲能設備的工作狀態進行預測。通過預測儲能設備的剩余壽命、故障概率等信息，為運維人員提供決策依據，有利于提高儲能柜的經濟性和可靠性。

　　2.3故障診斷

　　儲能柜在運行過程中，可能會出現電池老化、溫度異常、線路故障等問題。EMS系統具備故障診斷功能，可通過分析故障現象和運行數據，快速定位故障原因，為故障處理提供有效指導。此外，EMS系統還可根據故障診斷結果，提出相應的預防措施，避免類似故障的再次發生。

　　2.4.優化控制

　　儲能柜在電網運行中承擔著調峰、調頻、備用等重要任務。EMS系統根據電網運行需求和儲能設備的工作狀態，實時調整儲能設備的充放電策略，實現儲能柜與電網的互動。通過優化控制，EMS系統可提高儲能柜的運行效率，降低運行成本。

　　儲能柜中EMS系統的未來發展

　　3.1智能化升級

　　隨著人工智能、大數據等技術的發展，儲能柜中的EMS系統將實現更高程度的智能化。未來，EMS系統將具備更強的數據分析和決策能力，為儲能柜的運行管理提供更加智能的服務。

　　3.2與其他系統的融合

　　儲能柜中的EMS系統將與其他系統（如光伏發電系統、風電系統、電網調度系統等）實現深度融合，形成能源互聯網，實現能源的利用。在此背景下，EMS系統將成為能源互聯網的關鍵技術之一。

　　3.3跨區域應用

　　隨著儲能技術的不斷發展，儲能柜將在電力系統的更大范圍內應用。在此背景下，EMS系統也將實現跨區域應用，為不同地區的儲能柜提供智能的運行管理服務。

　　4、Acrel-2000ES儲能柜能量管理系統

　　4.1系統概述

　　安科瑞儲能能量管理系統Acrel-2000ES，專門針對工商業儲能柜、儲能集裝箱研發的一款儲能EMS，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,實現了數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢與分析、可視化監控、報警管理、統計報表等功能。在高級應用上支持能量調度,具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

　　4.2系統結構

　　Acrel-2000ES，可通過直采或者通過通訊管理或串口服務器將儲能柜或者儲能集裝箱內部的設備接入系統。系統結構如下：

4.3系統功能

　　4.3.1實時監測

　　系統人機界面友好，能夠顯示儲能柜的運行狀態，實時監測PCS、BMS以及環境參數信息，如電參量、溫度、濕度等。實時顯示有關故障、告警、收益等信息。

4.3.2設備監控

　　系統能夠實時監測PCS、BMS、電表、空調、消防、除濕機等設備的運行狀態及運行模式。

　　PCS監控：滿足儲能變流器的參數與限值設置；運行模式設置；實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；實現PCS通訊狀態、啟停狀態、開關狀態、異常告警等狀態監測。

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

　　空調監控：滿足環境溫度的監測，可根據設置的閾值進行空調溫度的聯動調節，并實時監測空調的運行狀態及溫濕度數據，以曲線形式進行展示。

　　UPS監控：滿足UPS的運行狀態及相關電參量監測。

　　4.3.3曲線報表

　　系統能夠對PCS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。

4.3.4策略配置

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

4.3.5實時報警

　　儲能能量管理系統具有實時告警功能，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出告警。

　　4.3.6事件查詢統計

　　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行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。

4.3.7遙控操作

　　可以通過每個設備下面的紅色按鈕對PCS、風機、除濕機、空調控制器、照明等設備進行相應的控制，但是當設備未通信上時，控制按鈕會顯示無效狀態。

4.3.8用戶權限管理

　　儲能能量管理系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、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。

4.3.9安科瑞配套產品

　　5結束語

　　總之，儲能柜中的EMS系統在優化儲能管理、提高電網運行效率方面具有重要意義。隨著技術的發展和應用的推廣，EMS系統將在儲能柜領域發揮更大的作用，助力綠色能源的發展。