電化學儲能電站普遍采用少人值守的模式,部分小型儲能電站也可實現無人值守,EMS是儲能電站的“大腦"和運維人員的“眼睛",是實現儲能電站高效運行和調控使用的關鍵。

監控系統一般采用分層分區的架構,EMS系統作為監控系統站控層的主要設備,一般由監控服務器、數據服務器、應用服務器、交易服務器、操作員站等組成。

12月1日,國標《電化學儲能電站監控系統技術規范》(GB/T42726-2023)正式實施,國標規定了電化學儲能電站監控系統數據采集、存儲處理、控制與調節、報警、事件順序記錄與事故追憶、通信等要求,結合行業發展趨勢,EMS的主要功能如下。

首先,電化學儲能電站數據信息量龐大,百兆瓦級電化學儲能電站數據量超過60萬,特別是儲能系統的電壓、溫度、電流等信號異常龐多,需要將數據信息送至EMS, EMS通過對BMS、PCS等設備海量數據的采集,經數據處理后實現遠程的監視。同時,EMS數據存儲設備需對海量的數據進行存儲,便于后期的統計分析,國標規定數據存儲容量不少于3個月。

其次,隨著電力市場的建設,中大型電化學儲能電站參與輔助服務市場或電力現貨市場,可對電網提供調峰、調頻、緊急功率支撐、平滑功率輸出等多重化的服務,EMS需具備接收調度AGC、AVC等調度控制功能,同時需具備與風電、光伏等新能源的協調互動能力。

最后,EMS需具備與PCS、BMS等現地層設備的快速可靠通信能力,其中大中型的儲能電站一般采用雙機雙網冗余配置,通信規約一般采用104、61850等通信規約。國標規定EMS發出控制指令到現地層設備響應時間不超過1s。

此外,EMS需具備報警、防誤閉鎖、自動/手動切換、對時等功能。

未來隨著數字化、智能化的發展趨勢,人工智能和大數據等新技術的應用,EMS將在主動安全預警、智能交易、故障信息處理等方面得到進一步提升,最終實現儲能電站的“智慧"運行。

2、產品說明

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、備用電源等控制功能。系

統對電池組性能進行實時監測及歷史數據分析、根據分析結果采用智

能化的分配策略對電池組進行充放電控制,優化了電池性能,提高電

池壽命。

系統支持 Linux 或 Windows 操作系統,數據庫采用 SQL Server。

本系統既可以用于儲能一體柜,也可以用于儲能集裝箱,是專門用于

儲能設備管理的一套軟件系統平臺。

3、參考標準

《電網配置儲能系統監控及通訊技術規范(Q/GDW1887-2012)》

《 儲 能 系 統 接 入 配 電 網 能 量 管 理 系 統 功 能 規 范

(Q/GDW697-2011)》

《分布式電源接入配電網技術規范(NB/T32015-2013)》《分布式電化學儲能系統接入配電網設計規范(DL/T 5816-2020)》

《分布式儲能系統接入配電網設計規范(T/CEC 173-2018)》

《分布式儲能系統遠程集中監控技術規范(T/CEC 174-2018)》

《用戶側電化學儲能系統設計技術導則(DB42/T 2001-2023)》

4、系統結構

5、硬件配置

6、應用范圍

適用于工商業儲能儲能一體柜、儲能集裝箱,容量 500kWh 以內。

7、性能參數

1)硬件性能

表 1 硬件性能

2)系統性能

表 2 系統性能

3)性能特征

? 終端采用加強型單元外殼,按抗強震動、強干擾設計,適

應惡劣環境,適用于儲能電站-20℃~60℃的寬溫工作環境;

? 終端集成電路全部采用工業級,使得裝置的具有很高的穩

定性和可靠性,滿足儲能單元封閉運行的技術要求;

? 終端硬件設計采用多種隔離,屏蔽措施,軟件設計采用數

字濾波技術和先進的保護算法及其他抗干擾措施,大大提

高了裝置的抗干擾性能;? 采集終端通訊方式多樣,具備多路(可選)RS485 通訊接

口、2 路以太網接口和 1 路調試接口,支持 IEC101、

IEC103、

IEC104、MODBUSRTU/TCP 及私有協議等通訊協議,支持各

類 PCS、BMS、溫控儀、電表、空調、消防等智能設備的通

訊數據采集;可靈活實現與其他系統的接入;

? 系統支持 Windows、Linux 等多種操作系統。

8、產品功能

(1)數據采集

? 采集電池管理系統的各組電池的總電壓、電流、平均溫度、

SOC、SOH、充放電電流和功率限值、單節電池電壓、單節

電池溫度、各節電池的均衡狀態、故障及報警信息、歷史

充放電電量、歷史充放電電能、容量、可充電量、可放電

量、充放電次數等常用信息并進行顯示;

? 采集并顯示 PCS 系統的相關參數,包括:直流側的電壓/

電流/功率等、PCS 的三相有功功率、無功功率、三相電壓、

三相電流、功率因素、頻率、運行狀態、報警及故障信息

等常用信息,及日輸入電量、日輸出電量、累計輸入電量、

累計輸出電量等;

? 采集儲能系統的各個狀態量,包括主回路狀態(開關、事

故跳閘信號、保護動作信號、異常信號)。

(2)數據處理

? 實時數據顯示處理功能;

? 采集智能電表、PCS 系統、測控裝置的電能質量數據,進

行統計分析和顯示;

? 能量管理系統能夠對采集數據進行合理性檢查、限值告警。

(3)數據存儲

? 將采集到的數據存儲于配套數據庫中,數據顆粒度做到分

等級存儲,儲能系統整體信息分鐘級存儲。

(4)系統控制

? 接收并實施上級系統對儲能系統的啟動/停止指令及功率

下發指令。

? 能量管理系統能夠控制系統的運行,包括開/關機,及根據

變流器通信協議定義的功率,電壓,電流指令的下發,并

清楚逐步下指令的步驟與當前狀態,防止誤操作。

(5)曲線報表

? 統計儲能系統的工作情況和用電量情況,統計用戶的月使

用電量,顯示歷史數據并具備數據及報表下載功能。

? 統計儲能系統的工作情況和用電量情況,統計用戶的月使

用電量,顯示歷史數據并具備數據及報表下載功能。

(6)告警功能

? 收集整個系統的事件記錄信息及報警信息(包括歷史信息)

并進行顯示。當系統所采集的模擬量發生越限、數字量變

位及網絡通信狀態自診斷故障時,能量管理系統會自動彈

出告警窗口,通知操作員有情況發生。該窗口保持在畫面

的最上層,直到操作員進行了處理。

(7)權限管理

? 能量管理系統提供權限管理,不同權限可以瀏覽或下載不

同范圍內的頁面(數據、表格、圖形、資料);在多層架構

的儲能系統中,上層能量管理系統顯示整體儲能系統的界

面,內部就地能量管理系統只顯示本內部儲能系統界面,

在單層架構的儲能系統中,只存在就地能量管理系統。

(8)系統管理:

? 能量管理系統能夠監控儲能系統的電氣一次接線,并形成

一次接線圖界面,關鍵位置開關達到可視可控。

? 能量管理系統能夠監控整個儲能系統(各控制單元和服務

器)的網絡運行狀態,顯示整個系統結構架構拓撲圖及基

本信息,在系統出現異常時能夠在系統拓撲圖中做出相應

顯示。

? 能量管理系統能夠監控整個儲能系統的各控制單元的運行

狀態,在出現異常時能夠在系統拓撲圖中顯示出來。

(9)其他功能:

? 具有檢測控制 UPS 的功能。? 具有復位清零的功能。

9、系統界面

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、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,是專門用于設備管理的一套軟件系統平臺。