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儲(chǔ)能EMS在柴儲(chǔ)項(xiàng)目上的應(yīng)用

來源：武漢舜通智能科技有限公司 2022年09月23日 11:11

1.項(xiàng)目概述

該項(xiàng)目位于濟(jì)南市中油濟(jì)柴，中油濟(jì)柴始建于1920年，是我國最早生產(chǎn)柴油機(jī)的廠家之一。不但是集團(tuán)公司下屬的內(nèi)燃機(jī)研發(fā)制造企業(yè)，也是中國內(nèi)燃機(jī)行業(yè)中進(jìn)入石油鉆探領(lǐng)域的企業(yè)。核心業(yè)務(wù)是中大功率內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)制造，延伸業(yè)務(wù)包括液力傳動(dòng)裝置、電氣控制裝置、燃?xì)鈩?dòng)力集成裝置等。

本次項(xiàng)目為EMS系統(tǒng)在柴發(fā)儲(chǔ)能項(xiàng)目的應(yīng)用。EMS系統(tǒng)包含監(jiān)控及能量?jī)?yōu)化管理主機(jī)，裝載綜合監(jiān)控軟件平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)與儲(chǔ)能變流器、BMS等進(jìn)行通訊，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并根據(jù)需求實(shí)行儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。

2.項(xiàng)目建設(shè)以及內(nèi)容

EMS通訊拓?fù)浞譃閮蓪咏Y(jié)構(gòu)，頂層為總集中監(jiān)控系統(tǒng)，底層設(shè)備：儲(chǔ)能變流器、電池管理系統(tǒng)（BMS）、計(jì)量電表系統(tǒng)等均接入監(jiān)控系統(tǒng)。

監(jiān)控主機(jī)完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)連接、轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)本地處理、協(xié)議轉(zhuǎn)換和命令的交換、本地用戶畫面監(jiān)視操作、控制策略，實(shí)現(xiàn)大容量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的高速匯集傳輸，確保系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地得到所有監(jiān)測(cè)及監(jiān)控信息，并及時(shí)反饋網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)的系統(tǒng)異常與故障，確?？焖俣ㄎ慌c恢復(fù)。

EMS與底層設(shè)備通信說明

監(jiān)控的系統(tǒng)	規(guī)約	說明
PCS	LAN/Modbus	接收EMS系統(tǒng)命令，進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換
BMS	LAN/Modbus	負(fù)責(zé)管理電池系統(tǒng)單元中的全部主控單元。上報(bào)關(guān)鍵電池模擬量采集的信息，并在電池系統(tǒng)異常時(shí)上報(bào)告警。保護(hù)電池使用安全
電表	RS485/Modbus	接收、統(tǒng)計(jì)電表實(shí)時(shí)負(fù)荷信息
電操	干接點(diǎn)/Modbus	控制斷路器電操
其他		視頻、開關(guān)狀態(tài)量等

3.EMS的功能及設(shè)計(jì)

（1）運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)控

系統(tǒng)能對(duì)所有被監(jiān)控的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)和定時(shí)數(shù)據(jù)采集，對(duì)重要?dú)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并存入數(shù)據(jù)庫。包括：

BMS系統(tǒng)的各組電池的總電壓、電流、平均溫度、SOC、SOH、充放電電流限值、單節(jié)最值電池電壓、單節(jié)最值電池溫度、故障及報(bào)警信息、歷史充放電電量、歷史充放電電能等常用信息。

PCS的相關(guān)參數(shù)，包括：直流側(cè)各分支的電壓/電流/功率等、交流側(cè)的各相有功功率、無功功率、電壓、電流、功率因數(shù)、頻率和溫度、機(jī)柜溫度、運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警及故障信息等常用信息，以及日充電量、日放電量、累計(jì)充電量、累計(jì)放電量（需加電表）等。

負(fù)荷的各相電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率等信息。

（2）運(yùn)營數(shù)據(jù)顯示

系統(tǒng)可根據(jù)用戶要求，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的查看，并導(dǎo)出報(bào)表；

（3）電站能量管理

系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前時(shí)段、當(dāng)前負(fù)荷、當(dāng)前上網(wǎng)電價(jià)、儲(chǔ)能電池SOC，自動(dòng)控制潮流方向，確定微網(wǎng)系統(tǒng)充放電時(shí)段。

（4）故障報(bào)警

系統(tǒng)提供故障及狀態(tài)事件的記錄和導(dǎo)出功能。

（5）報(bào)表、實(shí)時(shí)曲線、能量流動(dòng)顯示

系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)曲線記錄、分析和查詢功能，自由選擇所需記錄和分析的數(shù)據(jù)，以曲線展現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)值，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)間隔為1分鐘、15分鐘。

3.1能量管理系統(tǒng)主界面

監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)表

1	數(shù)據(jù)監(jiān)控	顯示PCS主要數(shù)據(jù)，包括： 1.交流側(cè)三相電壓、電流、有功無功功率、功率因數(shù)，頻率，模塊溫度； 2.電網(wǎng)側(cè)總有功功率、負(fù)載側(cè)總有功功率 3.直流側(cè)電壓、電流、功率； 4.交流充電量、放電量，直流充電量、放電量； 5.設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，告警、故障狀態(tài)； 6.設(shè)備運(yùn)行參數(shù)查看；
		顯示BMS主要數(shù)據(jù)，包括： 1.SOC、總電壓、總電流、剩余容量； 2.設(shè)備總告警、總故障狀態(tài)；
		顯示計(jì)量電表主要數(shù)據(jù)；
2	系統(tǒng)電氣接線圖	1.顯示儲(chǔ)能系統(tǒng)電氣主接線圖； 2.顯示關(guān)鍵數(shù)據(jù)在電氣主接線圖上； 3.充放電時(shí)顯示潮流方向； 4.充放電時(shí)顯示PCS工作狀態(tài)（充電、或者放電）；
3	運(yùn)行曲線	按每日24小時(shí)記錄運(yùn)行曲線，曲線支持歷史數(shù)據(jù)查看，曲線數(shù)據(jù)包括： 1.直流電壓； 2.交流電流、直流電流； 3.充放電有功功率； 4.電池SOC； 5.儲(chǔ)能集裝箱的箱內(nèi)溫度和箱外溫度；
4	自動(dòng)控制	支持全自動(dòng)運(yùn)行。運(yùn)行策略采用削峰填谷（谷時(shí)段時(shí)充電，峰時(shí)段時(shí)放電），具體的策略需要設(shè)置如下參數(shù)： 1.當(dāng)?shù)胤骞葧r(shí)段（系統(tǒng)維護(hù)--信息管理器--電力負(fù)荷）； 2.PCS處于遠(yuǎn)程控制模式； 3.EMS的自動(dòng)控制手柄處于“遙控”模式； 4.電池的“充電低閾值”（電池低于此值時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)開始充電）； 5.電池的“充電高閾值”（電池高于此值時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)停止充電）; 6.電池的“放電高閾值”（電池高于此值時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)開始放電）； 7.電池的“放電低閾值”（電池低于此值時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)停止放電）； 8.設(shè)置充電、放電最大限值；
5	手動(dòng)控制	1.遙控開關(guān)機(jī)PCS； 2.遙控開關(guān)機(jī)空調(diào)； 3.遙控開關(guān)柜內(nèi)斷路器電操（4個(gè)）；

3.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示

4.運(yùn)行策略

使用工況：目前濟(jì)柴生產(chǎn)的柴發(fā)在試機(jī)時(shí)發(fā)出的電全部浪費(fèi)了，現(xiàn)在計(jì)劃使用儲(chǔ)能系統(tǒng)，將棄電全部?jī)?chǔ)存到儲(chǔ)能里，發(fā)出的電是交流400V。儲(chǔ)能系統(tǒng)接入400V交流母線，然后通過生產(chǎn)車間內(nèi)的2000kVA變壓器送到10KV廠區(qū)電網(wǎng)內(nèi)消納使用。

儲(chǔ)能系統(tǒng)通過一臺(tái)雙路切換柜，分別接至內(nèi)部配電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)組調(diào)試臺(tái)，兩路輸出通過機(jī)械和電氣控制方式實(shí)現(xiàn)互鎖，只能一路輸出。

（1）當(dāng)無發(fā)電機(jī)組測(cè)試任務(wù)時(shí)，將切換柜切至配電網(wǎng)一側(cè)，通過輔助觸點(diǎn)向EMS系統(tǒng)反饋干接點(diǎn)信號(hào)，EMS系統(tǒng)控制儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)入并網(wǎng)運(yùn)行模式，根據(jù)設(shè)定的運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)削峰填谷自動(dòng)運(yùn)行，賺取電力差價(jià)。

（2）當(dāng)有發(fā)電機(jī)組測(cè)試任務(wù)時(shí)，在并網(wǎng)運(yùn)行模式下提前將儲(chǔ)能系統(tǒng)電量放出，以滿足測(cè)試需要。測(cè)試時(shí)，將切換柜切至發(fā)電機(jī)組調(diào)試臺(tái)一側(cè)，通過輔助觸點(diǎn)向EMS系統(tǒng)反饋干接點(diǎn)信號(hào)，EMS系統(tǒng)控制儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)入測(cè)試模式。測(cè)試模式下，儲(chǔ)能系統(tǒng)相當(dāng)于一臺(tái)功率0~0.5MW可調(diào)的負(fù)載，用戶通過上位機(jī)可以根據(jù)發(fā)電機(jī)組測(cè)試要求設(shè)置測(cè)試工步（充電功率曲線），實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)測(cè)試運(yùn)行，同時(shí)將發(fā)電機(jī)組測(cè)試運(yùn)行過程中發(fā)出的電力存儲(chǔ)起來，避免浪費(fèi)；測(cè)試結(jié)束后，儲(chǔ)能系統(tǒng)重新切回至并網(wǎng)運(yùn)行模式，將存儲(chǔ)的電力釋放出來，實(shí)現(xiàn)電費(fèi)節(jié)約。

4.1充放電界面

5.總結(jié)

儲(chǔ)能將是影響未來能源格局的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)其接入能量系統(tǒng)的安全穩(wěn)定高效運(yùn)行、提高能源綜合利用效率、促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推動(dòng)能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型有重要意義。通過優(yōu)化儲(chǔ)能控制、分布式電源出力和負(fù)荷投退等，安全、經(jīng)濟(jì)、高效地實(shí)現(xiàn)了不同應(yīng)用場(chǎng)景（電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)和輔助服務(wù)）和不同運(yùn)行方式下的能量管控?；赒Touch的EMS能量管理系統(tǒng)為這一系列不同應(yīng)用場(chǎng)景提供解決方案，促進(jìn)新能源消納，協(xié)助電網(wǎng)削峰填谷，提升電網(wǎng)安全高效、低碳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

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