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 儲能EMS能量管理系統(tǒng)

1、市場趨勢

隨著我國新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，能源革命持續(xù)深入，儲能作為未來能源系統(tǒng)發(fā)展的關鍵支撐，日漸成為各方關注的重點。儲能將是影響未來能源格局的關鍵技術，對其接入能量系統(tǒng)的安全穩(wěn)定高效運行、提高能源綜合利用效率、促進新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推動能源戰(zhàn)略轉型有重要意義。儲能在電力系統(tǒng)中有著廣泛應用，涵蓋發(fā)電、輸電、配電和終端用戶的所有方面。

能量管理系統(tǒng)(EMS)是儲能系統(tǒng)的大腦，主要實現(xiàn)能量的安全優(yōu)化調(diào)度。煙臺德聯(lián)軟件公司是國內(nèi)早開發(fā)儲能EMS的企業(yè)，德聯(lián)儲能EMS已經(jīng)在國內(nèi)外幾十個各種規(guī)格的儲能項目上得到應用，有著豐富的實踐經(jīng)驗和*的算法；對當前棄風棄光、負荷不穩(wěn)和峰谷價差等問題，通過優(yōu)化儲能控制、分布式電源出力和負荷投退等，安全、經(jīng)濟、高效地實現(xiàn)了不同應用場景（電源側、電網(wǎng)側、用戶側和輔助服務）和不同運行方式下的能量管控。

2、客戶痛點

（1）監(jiān)測內(nèi)容不充分

監(jiān)測方法較為單一，沒有充分挖掘不同類型電池特性進行針對性的數(shù)據(jù)采集與狀態(tài)監(jiān)測，導致監(jiān)測內(nèi)容不充分。

（2）電站響應時間慢

監(jiān)控架構不合理，無法滿足毫秒至分鐘級不同時間尺度的控制需求，致使電站響應時間慢，無法達到考核標準。

（3）管控手段不科學

控制方法較為簡單，沒有形成包含儲能設備全壽命周期管理的功率調(diào)節(jié)與能量管理的優(yōu)化算法，造成管控手段不科學。

（4）分析結果不全面

監(jiān)控數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)籌管理，沒有形成運行數(shù)據(jù)的全過程、系統(tǒng)性規(guī)劃與管控，使得分析結果不全面，運維檢修缺乏大數(shù)據(jù)支撐。

3、解決方案

（1）建設目標

1）建立電站監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控電站運行狀態(tài)

2）建立可靠穩(wěn)定的數(shù)據(jù)保存機制，保證電站數(shù)據(jù)安全完整

3）建立實時、可靠、完整的數(shù)據(jù)采集體系

4）建立可靠的安全監(jiān)控機制，確保電站遙控、遙調(diào)操作的正確性

5）建立能量調(diào)度管理系統(tǒng)，實現(xiàn)儲能全生命周期管理、能量優(yōu)化調(diào)度

（2）設計原則

1）*性與前瞻性

系統(tǒng)建設采用符合未來發(fā)展趨勢的*的設計方案

2）開放性

可支持同不同系統(tǒng)之間的互訪，提供第三方數(shù)據(jù)接口服務

3）安全性

采用完整的安全架構，避免出現(xiàn)安全真空

4）可擴展性

系統(tǒng)建設完成后具備良好的擴展功能

5）規(guī)范性

遵從各個相關行業(yè)的標準與規(guī)范

6）可靠性和穩(wěn)定性

充分考慮軟件、硬件的可靠性和穩(wěn)定性

（3）功能價值

1）工程實施，簡單高效

高效的圖形組態(tài)、模板管理、數(shù)據(jù)庫管理、算法配置等工具。簡單易用，能大大縮短工程實施的周期。

2）全景監(jiān)控

全數(shù)據(jù)采集處理、全數(shù)據(jù)存儲、實時告警，支持四遙、支持對外接口，支持百萬點以上實時大數(shù)據(jù)。

3）智能調(diào)度、提高收益

*的功率調(diào)節(jié)與能量管理的優(yōu)化算法，延長系統(tǒng)使用壽命，給客戶減少成本,提高收益。

4）大數(shù)據(jù)分析、智能運檢

基于AI及大數(shù)據(jù)分析，結合人工專業(yè)診斷，實現(xiàn)儲能電站智能運檢，延長儲能系統(tǒng)使用壽命。

4、系統(tǒng)架構

5、系統(tǒng)功能

（1）系統(tǒng)總界面

總體信息監(jiān)視，如系統(tǒng)頻率、儲能SOC、儲能工作狀態(tài)、負荷信息、其他用能總量信息、電能質(zhì)量等數(shù)據(jù)及參數(shù)。

（2）實時監(jiān)視

1）一次接線圖

在一次接線圖上監(jiān)視發(fā)電、儲能、配變、母線、開關刀閘工作狀態(tài)和重要運行信息。支持動態(tài)拓撲分析和著色，可根據(jù)斷路器、開關的實時狀態(tài)確定系統(tǒng)中各種電氣設備的帶電、停電、接地等狀態(tài)，并將結果在人機界面上用不同的顏色表示出來。為運行人員提供直觀的設備運行狀態(tài)信息。

2）儲能室監(jiān)視

實時監(jiān)測儲能的運行狀態(tài)、工作狀態(tài)、功率、SOC、SOH、告警信息。

3）PCS監(jiān)視

包括工作狀態(tài)、交流斷路器狀態(tài)、直流斷路器狀態(tài)、直流電壓、直流電流、逆變?nèi)嘟涣麟妷?、逆變?nèi)嘟涣麟娏?、充放電信息、溫度、頻率、直流功率、逆變?nèi)嘟涣鞴β?、報警故障信息?/span>

4）、BMS監(jiān)視

包括電池數(shù)目、電池標稱容量、總電壓、電流、單體電壓、單體低電壓、SOC、 SOH、電池溫度、每組電池電壓平均值、電壓報警信息、電流報警信息、溫度報警信息、工作狀態(tài)。

5）、電池單體監(jiān)視

對電池簇單體電壓和溫度進行監(jiān)視。

6）空調(diào)與消防監(jiān)視

主要監(jiān)視本機溫度、本機濕度、開關機狀態(tài)、加濕器運行狀態(tài)、風機運行狀態(tài)、壓縮機運行狀態(tài)、能效控制運行狀態(tài)。

7）SVG監(jiān)視

主要包含監(jiān)控運行、數(shù)據(jù)顯示、壓板狀態(tài)、開入顯示。

8）協(xié)調(diào)控制

監(jiān)視電網(wǎng)的運行方式，如并網(wǎng)、離網(wǎng)狀態(tài)，儲能電站的主要運行狀態(tài)，如發(fā)電功率、日發(fā)電量、儲能SOC、儲能狀態(tài)、總負荷、總儲冷、總儲熱等。根據(jù)不同的控制需求，能源管理系統(tǒng)應具有多種運行方式。例如，并離網(wǎng)運行控制、平滑光伏發(fā)電出力波動、跟蹤計劃出力、削峰填谷、緊急應用等。

（3）實時告警

顯示當前系統(tǒng)運行的告警信息。

（4）歷史告警

可按照發(fā)生時間、故障類型、設備類型等組合條件，查詢歷*所有發(fā)生的事件，包括故障及預警信息。

（5）曲線報表列表

可隨時查看充放電效率曲線、日充日放曲線、總充總放曲線等。

（6）報表列表

采用類EXCEL的方式生成各種統(tǒng)計報表，包括日報、月報、年報等。使用方便、格式靈活、支持定制報表。

（7）用戶管理

用戶賬號管理分級別，可監(jiān)視賬號，可控制賬號等。為了保證信息安全、操作安全和數(shù)據(jù)安全，只有*的用戶才能訪問服務器的服務和數(shù)據(jù)。

6、系統(tǒng)特點

（1）跨平臺

支持Windows 、Linux 、Unix操作系統(tǒng)，支持國內(nèi)外主流數(shù)據(jù)庫、支持多國語言。

（2）分布式

組件化，可復用；支持從單機到網(wǎng)絡的各種架構；分布式的協(xié)調(diào)運行。

（3）組態(tài)化

支持本地監(jiān)控的組態(tài)以及web組態(tài)的形式，方便用戶實現(xiàn)自己的想法。

（4）云端支持

提供本地監(jiān)控、web展示以及手機APP整套方案；支持百萬采樣點以上的大型實時系統(tǒng)。

（5）算法*

*的儲能優(yōu)化算法，在電池狀態(tài)不好的情況也能夠保持系統(tǒng)的優(yōu)化運行，有各種場合的成熟應用案例，系統(tǒng)穩(wěn)定性強。

（6）智能運檢

通過AI及大數(shù)據(jù)分析結合專業(yè)診斷，實現(xiàn)檢修輔助決策。

7、應用場景

（1）用戶側

【策略】

a）峰谷電價套利

控制策略：結合日內(nèi)峰、谷、平電價機制與儲能系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的度電成本，確定化的峰谷平充放電策略，實現(xiàn)經(jīng)濟高性價比。

b)需求響應控制

控制策略：應按照需求側響應平臺指令進行充放電控制，依據(jù)相關政策，提前進行soc管理，實現(xiàn)參與需求側響應獲得經(jīng)濟補貼。

c）光儲系統(tǒng)實現(xiàn)的經(jīng)濟運行

控制策略：考慮分布式發(fā)電、用戶用電成本，結合光伏-儲能聯(lián)合收益因素的

儲能優(yōu)化控制。

d）其他，應急響應等

（2）電源側

【策略】

a）提高可再生能源消納

控制策略：在常規(guī)發(fā)電出力、電網(wǎng)送出斷面等約束的基礎上，考慮儲能系統(tǒng)運行、容量約束，通過優(yōu)化儲能充放電實現(xiàn)提高光伏、風電發(fā)電消納，減少棄光、棄風。

b）平抑可再生能源功率波動

控制策略：風光等可再生資源具有間歇性，嚴重影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，通過儲能系統(tǒng)的合理調(diào)節(jié)，可平滑功率曲線，平抑功率的波動率，提高電能質(zhì)量,減少對于電網(wǎng)的沖擊。

（3）電網(wǎng)側

【策略】

a）參與電網(wǎng)頻率響應控制

控制策略：應在電網(wǎng)頻率變化時按照一定要求對電網(wǎng)提供有功支撐。

b）延緩電網(wǎng)改造

控制策略：應根據(jù)負荷特性及當前供電能力情況，在解決負荷超限問題的供電需求前提下，優(yōu)化儲能電站充放電方式，儲能電站的soc運行范圍小及功率低。

c）無功電壓支撐

控制策略：應能識別負荷變化或分布式電源輸出功率變化引起輸電網(wǎng)電壓過高或過低，控制儲能電站通過調(diào)節(jié)儲能單元無功輸出功率，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量，或者作為AVC控制子站。

d）提高分布式電源就地消納；

控制策略：應結合就地消納率同分布式電源、負荷特性約關系，通過充放控制將分布式電源出力與負荷進行匹配，實現(xiàn)所需儲能充放電容量小及功率小。

1. 輔助服務

1、調(diào)度中心發(fā)送AGC指令到電廠遠動裝置RTU。

2、RTU轉發(fā)AGC指令至儲能主控單元和電廠DCS。

3、儲能主控單元根據(jù)AGC指令和機組運行狀態(tài)信息,與機組協(xié)調(diào)出力。

8、系統(tǒng)特點

• 實用性：從實際應用角度出發(fā)，力求簡單實用。
• 安全性：包括企業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)資料的完整性安全，系統(tǒng)要具有抗侵入、容錯的能力。
• *性:軟硬件平臺建設、應用系統(tǒng)的設計開發(fā)以及系統(tǒng)的維護管理所采用的產(chǎn)品技術均綜合考慮當今互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢，采用相對*同時市場相對成熟的產(chǎn)品技術，以滿足系統(tǒng)未來的發(fā)展需求。
• 開放性:選用開放的硬件和軟件平臺，支持多種主機互連，系統(tǒng)互連全部采用標準的網(wǎng)絡層通訊協(xié)議。
• 可擴充性:擁有簡單易行的擴充升級能力，滿足未來的應用擴展的需要。