儲能EMS能量管理系統

1、市場趨勢

隨著我國新能源產業的迅速發展，能源革命持續深入，儲能作為未來能源系統發展的關鍵支撐，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，對其接入能量系統的安全穩定高效運行、提高能源綜合利用效率、促進新能源產業發展、推動能源戰略轉型有重要意義。儲能在電力系統中有著廣泛應用，涵蓋發電、輸電、配電和終端用戶的所有方面。

能量管理系統(EMS)是儲能系統的大腦，主要實現能量的安全優化調度。煙臺德聯軟件公司是國內*早開發儲能EMS的企業，德聯儲能EMS已經在國內外幾十個各種規格的儲能項目上得到應用，有著豐富的實踐經驗和獨特的算法；對當前棄風棄光、負荷不穩和峰谷價差等問題，通過優化儲能控制、分布式電源出力和負荷投退等，安全、經濟、高效地實現了不同應用場景（電源側、電網側、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）監測內容不充分

監測方法較為單一，沒有充分挖掘不同類型電池特性進行針對性的數據采集與狀態監測，導致監測內容不充分。

（2）電站響應時間慢

監控架構不合理，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*率調節與能量管理的優化算法，造成管控手段不科學。

（4）分析結果不全面

監控數據缺乏統籌管理，沒有形成運行數據的全過程、系統性規劃與管控，使得分析結果不全面，運維檢修缺乏大數據支撐。

3、解決方案

（1）建設目標

1）建立電站監控系統，實時監控電站運行狀態

2）建立可靠穩定的數據保存機制，保證電站數據安全完整

3）建立實時、可靠、完整的數據采集體系

4）建立可靠的安全監控機制，確保電站遙控、遙調操作的正確性

5）建立能量調度管理系統，實現儲能全生命周期管理、能量優化調度

（2）設計原則

1）先進性與前瞻性

系統建設采用符合未來發展趨勢的先進的設計方案

2）開放性

可支持同不同系統之間的互訪，提供第三方數據接口服務

3）安全性

采用完整的安全架構，避免出現安全真空

4）可擴展性

系統建設完成后具備良好的擴展功能

5）規范性

遵從各個相關行業的標準與規范

6）可靠性和穩定性

充分考慮軟件、硬件的可靠性和穩定性

（3）功能價值

1）工程實施，簡單高效

高效的圖形組態、模板管理、數據庫管理、算法配置等工具。簡單易用，能大大縮短工程實施的周期。

2）全景監控

全數據采集處理、全數據存儲、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據。

3）智能調度、提高收益

獨特的功率調節與能量管理的優化算法，延長系統使用壽命，給客戶減少成本,提高收益。

4）大數據分析、智能運檢

基于AI及大數據分析，結合人工專業診斷，實現儲能電站智能運檢，延長儲能系統使用壽命。

4、系統架構

5、系統功能

（1）系統總界面

總體信息監視，如系統頻率、儲能SOC、儲能工作狀態、負荷信息、其他用能總量信息、電能質量等數據及參數。

（2）實時監視

1）一次接線圖

在一次接線圖上監視發電、儲能、配變、母線、開關刀閘工作狀態和重要運行信息。支持動態拓撲分析和著色，可根據斷路器、開關的實時狀態確定系統中各種電氣設備的帶電、停電、接地等狀態，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信息。

2）儲能室監視

實時監測儲能的運行狀態、工作狀態、功率、SOC、SOH、告警信息。

3）PCS監視

包括工作狀態、交流斷路器狀態、直流斷路器狀態、直流電壓、直流電流、逆變三相交流電壓、逆變三相交流電流、充放電信息、溫度、頻率、直流功率、逆變三相交流功率、報警故障信息。

4）BMS監視

包括電池數目、電池標稱容量、總電壓、電流、單體*高電壓、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。

5）電池單體監視

對電池簇單體電壓和溫度進行監視。

6）空調與消防監視

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

7）SVG監視

主要包含監控運行、數據顯示、壓板狀態、開入顯示。

8）協調控制

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

（3）實時告警

顯示當前系統運行的告警信息。

（4）歷史告警

可按照發生時間、故障類型、設備類型等組合條件，查詢歷史上所有發生的事件，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，可監視賬號，可控制賬號等。為了保證信息安全、操作安全和數據安全，只有授權的用戶才能訪問服務器的服務和數據。

6、系統特點

（1）跨平臺

支持Windows 、Linux 、Unix操作系統，支持國內外主流數據庫、支持多國語言。

（2）分布式

組件化，可復用；支持從單機到網絡的各種架構；分布式的協調運行。

（3）組態化

支持本地監控的組態以及web組態的形式，方便用戶實現自己的想法。

（4）云端支持

提供本地監控、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。

（5）算法獨特

獨特的儲能優化算法，在電池狀態不好的情況也能夠保持系統的優化運行，有各種場合的成熟應用案例，系統穩定性強。

（6）智能運檢

通過AI及大數據分析結合專業診斷，實現檢修輔助決策。

7、應用場景

（1）用戶側

【策略】

a）峰谷電價套利

控制策略：結合日內峰、谷、平電價機制與儲能系統全壽命周期內的度電成本，確定*化的峰谷平充放電策略，實現經濟性*。

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，依據相關政策，提前進行soc管理，實現參與需求側響應獲得經濟補貼*。

c）光儲系統實現的經濟運行

控制策略：考慮分布式發電、用戶用電成本，結合光伏-儲能聯合收益因素的

儲能優化控制。

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：在常規發電出力、電網送出斷面等約束的基礎上，考慮儲能系統運行、容量約束，通過優化儲能充放電實現提高光伏、風電發電消納，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，嚴重影響電力系統安全穩定性，通過儲能系統的合理調節，可平滑功率曲線，平抑功率的波動率，提高電能質量,減少對于電網的沖擊。

（3）電網側

【策略】

a）參與電網頻率響應控制

控制策略：應在電網頻率變化時按照一定要求對電網提供有功支撐。

b）延緩電網改造

控制策略：應根據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電壓過高或過低，控制儲能電站通過調節儲能單元無功輸出功率，改善電網電壓質量，或者作為*C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，實現所需儲能充放電容量*小及功率*小。

（4）輔助服務

1、調度中心發送AGC指令到電廠遠動裝置RTU。

2、RTU轉發AGC指令至儲能主控單元和電廠DCS。

3、儲能主控單元根據AGC指令和機組運行狀態信息,與機組協調出力。

8、系統特點

(1)       實用性：從實際應用角度出發，力求簡單實用。

(2)       安全性：包括企業網絡系統安全、數據資料的完整性安全，系統要具有抗侵入、容錯的能力。

(3)       先進性:軟硬件平臺建設、應用系統的設計開發以及系統的維護管理所采用的產品技術均綜合考慮當今互聯網的發展趨勢，采用相對先進同時市場相對成熟的產品技術，以滿足系統未來的發展需求。

(4)       開放性:選用開放的硬件和軟件平臺，支持多種主機互連，系統互連全部采用國際標準的網絡層通訊協議。

(5)       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。