浅谈用户侧储能能量管理解决方案研究
浅谈用户侧储能能量管理解决方案研究
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
一、引言
随着能源结构的转型和新能源的快速发展，储能技术在我国能源体系中的应用日益广泛。用户侧储能作为储能技术的一种，具有削峰填谷、需求响应、提高新能源消纳能力等功能，对于促进能源消费方式的变革和提升能源利用效率具有重要意义。本文针对用户侧储能能量管理解决方案进行研究，旨在构建智慧能源新生态。
二、用户侧储能能量管理解决方案概述
1. 用户侧储能的定义
用户侧储能是指安装在用户侧的储能系统，通过削峰填谷、需求响应等方式，降低用户电费支出，提高能源利用效率。用户侧储能主要包括电化学储能、电磁储能和机械储能等技术。
2. 用户侧储能能量管理解决方案的构成
用户侧储能能量管理解决方案主要包括以下几个方面：
（1）储能系统：包括储能设备、能量管理系统、储能变流器等。
（2）能量管理策略：包括削峰填谷、需求响应、新能源消纳等策略。
（3）信息通信系统：实现储能系统与电网、用户之间的信息交互。
（4）商业模式：通过合理制定商业模式，实现储能系统的经济运行。
三、用户侧储能能量管理解决方案的关键技术
1. 储能系统优化配置
针对用户侧储能系统的优化配置，需要考虑以下几个方面：
（1）储能设备选型：根据用户需求、电网特性等因素，选择合适的储能设备。
（2）储能系统容量配置：根据用户负荷特性、储能设备性能等因素，合理配置储能系统容量。
（3）能量管理系统设计：实现对储能系统的实时监控、调度和控制。
2. 能量管理策略研究
针对用户侧储能能量管理，本文提出以下策略：
（1）削峰填谷策略：通过调整储能系统的充放电功率，实现电力负荷的平衡。
（2）需求响应策略：根据用户负荷特性，制定合理的储能系统调度策略，降低用户电费支出。
（3）新能源消纳策略：通过储能系统与新能源发电系统的协同运行，提高新能源消纳能力。
3. 信息通信系统构建
为实现储能系统与电网、用户之间的信息交互，需构建以下信息通信系统：
（1）储能系统与电网之间的信息通信：实现储能系统与电网的实时数据传输，确保储能系统安全、稳定运行。
（2）储能系统与用户之间的信息通信：实时反馈储能系统运行状态，提高用户对储能系统的认知和信任。
4. 商业模式探索
为推动用户侧储能能量管理解决方案的广泛应用，需探索以下商业模式：
（1）电费优惠模式：通过降低用户电费支出，激发用户安装储能系统的积极性。
（2）增值服务模式：为用户提供能源咨询、节能诊断等增值服务，提高储能系统的经济价值。
（3）合作共赢模式：与电网企业、新能源企业等合作，实现多方共赢。
Acrel-2000ES储能柜能量管理系统
1系统概述
安科瑞储能能量管理系统Acrel-2000ES，专门针对工商业储能柜、储能集装箱研发的一款储能EMS，具有完善的储能监控与管理功能,涵盖了储能系统设备(PCS、BMS、电表、消防、空调等)的详细信息,实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表等功能。在应用上支持能量调度,具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。
2系统结构
Acrel-2000ES，可通过直采或者通过通讯管理或串口服务器将储能柜或者储能集装箱内部的设备接入系统。系统结构如下：
3.1实时监测
系统人机界面友好，能够显示储能柜的运行状态，实时监测PCS、BMS以及环境参数信息，如电参量、温度、湿度等。实时显示有关故障、告警、收益等信息。
3.2设备监控
系统能够实时监测PCS、BMS、电表、空调、消防、除湿机等设备的运行状态及运行模式。
PCS监控：满足储能变流器的参数与限值设置；运行模式设置；实现储能变流器交直流侧电压、电流、功率及充放电量参数的采集与展示；实现PCS通讯状态、启停状态、开关状态、异常告警等状态监测。
BMS监控：满足电池管理系统的参数与限值设置；实现储能电池的电芯、电池簇的温度、电压、电流的监测；实现电池充放电状态、电压、电流及温度异常状态的告警。
空调监控：满足环境温度的监测，可根据设置的阈值进行空调温度的联动调节，并实时监测空调的运行状态及温湿度数据，以曲线形式进行展示。
3.3曲线报表
系统能够对PCS充放电功率曲线、SOC变换曲线、及电压、电流、温度等历史曲线的查询与展示。
3.4策略配置
满足储能系统设备参数的配置、电价参数与时段的设置、控制策略的选择。目前支持的控制策略包含计划曲线、削峰填谷、需量控制等。
储能能量管理系统具有实时告警功能，系统能够对储能充放电越限、温度越限、设备故障或通信故障等事件发出告警。
储能能量管理系统能够对遥信变位，温湿度、电压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。
可以通过每个设备下面的红色按钮对PCS、风机、除湿机、空调控制器、照明等设备进行相应的控制，但是当设备未通信上时，控制按钮会显示无效状态。
3.8用户权限管理
储能能量管理系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。
3.9安科瑞配套产品
序号 | 设备 | 型号 | 图片 | 说明 |
1 | 储能能量管理系统 | Acrel-2000ES |
| 实现储能设备的数据采集与监控，统计分析、异常告警、优化控制、数据转发等； 策略控制:计划曲线、需量控制、削峰填谷、备用电源等。 |
2 | 触摸屏电脑 | PPX-133L |
| 1)承接系统软件 2)可视化展示:显示系统运行信息 |
3 | 交流计量表计 | DTSD1352 |
| 集成电力参量及电能计量及考核管理，提供各类电能数据统计。具有谐波与谐波含量检测，带有开关量输入和开关量输出可实现“遥信”和“遥控”功能，并具备报警输出。带有RS485通信接口，可选用MODBUS-RTU或DL/T645协议。 |
4 | 直流计量表计 | DJSF1352 |
| 表可测量直流系统中的电压、电流、功率以及正反向电能等;具有红外通讯接口和RS-485通讯接口，同时支持Modbus-RTU协议和DLT645协议;可带继电器报警输出和开关量输入功能。 |
5 | 温度在线监测装置 | ARTM-8 |
| 适用于多路温度的测量和控制，支持测量8通道温度;每一通道温度测量对应2段报警，继电器输出可以任意设置报警方向及报警值。 |
6 | 通讯管理机 | ANet-2E8S1 |
| 能够根据不同的采集规约进行水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据采集汇；提供规约转换、透明转发、数据加密压缩、数据转换、边缘计算等多项功能；实时多任务并行处理数据采集和数据转发，可多链路上送平台据。 |
7 | 串口服务器 | Aport |
| 功能:转换“辅助系统”的状态数据，反馈到能量管理系统中。1)空调的开关，调温，及完全断电(二次开关实现)；2)上传配电柜各个空开信号；3)上传UPS内部电量信息等；4)接入电表、BSMU等设备 |
8 | 遥信模块 | ARTU-KJ8 |
| 1)反馈各个设备状态，将相关数据到串口服务器；2)读消防1/0信号，并转发给到上层(关机、事件上报等)；3)采集水浸传感器信息，并转发给到上层(水浸信号事件上报)；4)读取门禁程传感器信息，并转发给到上层(门禁事件上报)。 |
五、结束语
本文针对用户侧储能能量管理解决方案进行了研究，提出了储能系统优化配置、能量管理策略、信息通信系统构建和商业模式探索等方面的关键技术。用户侧储能能量管理解决方案有助于构建智慧能源新生态，推动我国能源消费方式的变革和能源利用效率的提升。未来，随着储能技术的进一步发展和政策支持，用户侧储能能量管理解决方案将在我国能源领域发挥更加重要的作用。
