面向多場景的用戶側儲能能量管理技術路徑與應用研究

安科瑞 宣依依

一、引言

　　隨著能源結構的轉型和新能源的快速發展，儲能技術在我國能源體系中的應用日益廣泛。用戶側儲能作為儲能技術的一種，具有削峰填谷、需求響應、提高新能源消納能力等功能，對于促進能源消費方式的變革和提升能源利用效率具有重要意義。本文針對用戶側儲能能量管理解決方案進行研究，旨在構建智慧能源新生態。

　　二、用戶側儲能能量管理解決方案概述

　　1. 用戶側儲能的定義

　　用戶側儲能是指安裝在用戶側的儲能系統，通過削峰填谷、需求響應等方式，降低用戶電費支出，提高能源利用效率。用戶側儲能主要包括電化學儲能、電磁儲能和機械儲能等技術。

　　2. 用戶側儲能能量管理解決方案的構成

　　用戶側儲能能量管理解決方案主要包括以下幾個方面：

　　（1）儲能系統：包括儲能設備、能量管理系統、儲能變流器等。

　　（2）能量管理策略：包括削峰填谷、需求響應、新能源消納等策略。

　　（3）信息通信系統：實現儲能系統與電網、用戶之間的信息交互。

　　（4）商業模式：通過合理制定商業模式，實現儲能系統的經濟運行。

　　三、用戶側儲能能量管理解決方案的關鍵技術

　　1. 儲能系統優化配置

　　針對用戶側儲能系統的優化配置，需要考慮以下幾個方面：

　　（1）儲能設備選型：根據用戶需求、電網特性等因素，選擇合適的儲能設備。

　　（2）儲能系統容量配置：根據用戶負荷特性、儲能設備性能等因素，合理配置儲能系統容量。

　　（3）能量管理系統設計：實現對儲能系統的實時監控、調度和控制。

　　2. 能量管理策略研究

　　針對用戶側儲能能量管理，本文提出以下策略：

　　（1）削峰填谷策略：通過調整儲能系統的充放電功率，實現電力負荷的平衡。

　　（2）需求響應策略：根據用戶負荷特性，制定合理的儲能系統調度策略，降低用戶電費支出。

　　（3）新能源消納策略：通過儲能系統與新能源發電系統的協同運行，提高新能源消納能力。

　　3. 信息通信系統構建

　　為實現儲能系統與電網、用戶之間的信息交互，需構建以下信息通信系統：

　　（1）儲能系統與電網之間的信息通信：實現儲能系統與電網的實時數據傳輸，確保儲能系統安全、穩定運行。

　　（2）儲能系統與用戶之間的信息通信：實時反饋儲能系統運行狀態，提高用戶對儲能系統的認知和信任。

　　4. 商業模式探索

　　為推動用戶側儲能能量管理解決方案的廣泛應用，需探索以下商業模式：

　　（1）電費優惠模式：通過降低用戶電費支出，激發用戶安裝儲能系統的積極性。

　　（2）增值服務模式：為用戶提供能源咨詢、節能診斷等增值服務，提高儲能系統的經濟價值。

　　（3）合作共贏模式：與電網企業、新能源企業等合作，實現多方共贏。

　　Acrel-2000ES儲能柜能量管理系統

　　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。

　　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：

3系統功能

　　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。

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。

　　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。

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。

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。

　　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。

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。

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。

3.9安科瑞配套產品

　　五、結束語

　　本文針對用戶側儲能能量管理解決方案進行了研究，提出了儲能系統優化配置、能量管理策略、信息通信系統構建和商業模式探索等方面的關鍵技術。用戶側儲能能量管理解決方案有助于構建智慧能源新生態，推動我國能源消費方式的變革和能源利用效率的提升。未來，隨著儲能技術的進一步發展和政策支持，用戶側儲能能量管理解決方案將在我國能源領域發揮更加重要的作用。