宋兵兵
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
前言
隨著全球能源轉(zhuǎn)型和碳中和目標(biāo)的影響，新能源儲(chǔ)能的發(fā)展前景和趨勢(shì)非常樂觀，儲(chǔ)能行業(yè)作為新型電力系統(tǒng)的重要支撐，儲(chǔ)能技術(shù)不僅可以解決可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性和間歇性問題，還能提升電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。近年來，全球儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，中國儲(chǔ)能行業(yè)也呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。
隨著儲(chǔ)能的迅猛發(fā)展，我國工商業(yè)儲(chǔ)能市場(chǎng)也迎來利好，工商業(yè)儲(chǔ)能產(chǎn)品正朝著儲(chǔ)充一體、儲(chǔ)柴一體、光儲(chǔ)柴一體、光儲(chǔ)一體等幾大方向發(fā)展，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景下的能源存儲(chǔ)與管理需求。工商業(yè)儲(chǔ)能產(chǎn)品從最初的單一儲(chǔ)能柜系統(tǒng)的應(yīng)用轉(zhuǎn)向滿足各個(gè)特殊應(yīng)用場(chǎng)景的需要，尤其是在國外的離網(wǎng)場(chǎng)景和光伏建設(shè)的背景下，發(fā)展工商業(yè)儲(chǔ)能更好的滿足用戶對(duì)能源不間斷和經(jīng)濟(jì)性的需求。
一、工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)必要性的詳細(xì)闡述
1.1應(yīng)對(duì)電力供需不平衡
當(dāng)前，電力需求波動(dòng)頻繁，且新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性加劇了電力供需的不平衡。這種不平衡狀態(tài)嚴(yán)重影響了企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠有效解決這一問題，它可以在用電高峰期儲(chǔ)存電能，用電低谷期釋放電能，從而平滑電力供需曲線，維持企業(yè)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。
例如，某制造業(yè)企業(yè)在夏季用電高峰期經(jīng)常面臨電力短缺問題，導(dǎo)致生產(chǎn)線停產(chǎn)。安裝工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)后，該企業(yè)在夜間用電低谷期將電能儲(chǔ)存起來，白天高峰時(shí)段釋放使用，成功保障了生產(chǎn)線的持續(xù)運(yùn)行，避免了因停電造成的生產(chǎn)損失。
1.2提高電力可靠性
在現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)過程中，電力的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)至關(guān)重要。工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)作為備用電源，能夠在電網(wǎng)故障或停電等突發(fā)情況下迅速投入使用，為企業(yè)提供緊急電力支持，確保生產(chǎn)過程的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
以某高科技企業(yè)為例，該企業(yè)對(duì)電力可靠性要求極高。一旦停電，不僅會(huì)導(dǎo)致正在進(jìn)行的生產(chǎn)任務(wù)中斷，還可能造成產(chǎn)品報(bào)廢和設(shè)備損壞。安裝了工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)后，即使遇到電網(wǎng)停電，儲(chǔ)能系統(tǒng)也能在瞬間啟動(dòng)，為關(guān)鍵設(shè)備提供至少 2 小時(shí)的電力供應(yīng)，為企業(yè)爭(zhēng)取了寶貴的應(yīng)急處理時(shí)間，降低了因停電帶來的損失。
1.3實(shí)現(xiàn)能源削峰填谷
通過合理調(diào)度和運(yùn)用儲(chǔ)能系統(tǒng)，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)能源的削峰填谷，提高能源利用效率。在用電低谷期，電網(wǎng)負(fù)荷較低，電價(jià)相對(duì)便宜，此時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)存電能；在用電高峰期，電網(wǎng)負(fù)荷增大，電價(jià)較高，儲(chǔ)能系統(tǒng)釋放電能，不僅可以降低企業(yè)用電成本，還可以減輕電網(wǎng)的壓力，提高整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
某商業(yè)綜合體安裝了工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)后，根據(jù)峰谷電價(jià)差進(jìn)行電能的儲(chǔ)存和釋放。在低谷時(shí)段以 0.3 元/度的價(jià)格儲(chǔ)存電能，在高峰時(shí)段以 1.2 元/度的價(jià)格釋放電能，不僅降低了自身的用電成本，還為電網(wǎng)的削峰填谷做出了貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)與電網(wǎng)的雙贏。
1.4、降低企業(yè)用電成本
在當(dāng)前電力市場(chǎng)環(huán)境下，企業(yè)用電成本不斷攀升。工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)可以幫助企業(yè)充分利用峰谷電價(jià)差，在用電低谷期儲(chǔ)存電能，在用電高峰期釋放使用，從而降低企業(yè)的整體用電成本。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，某大型工業(yè)企業(yè)安裝工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)后，每年可節(jié)省用電成本約 30%，極大地提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
二、工商業(yè)儲(chǔ)能柜集裝箱能量管理系統(tǒng)方案
安科瑞儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)Acrel-2000ES，專門針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能柜、儲(chǔ)能集裝箱研發(fā)的一款儲(chǔ)能EMS，具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。在高級(jí)應(yīng)用上支持能量調(diào)度,具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。
2.1系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景
2.2系統(tǒng)功能
2.3系統(tǒng)方案
方案一：就地系統(tǒng)方案
Acrel-2000ES，可通過直采或者通過通訊管理或串口服務(wù)器將儲(chǔ)能柜或者儲(chǔ)能集裝箱內(nèi)部的設(shè)備接入系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：
方案二：邊緣網(wǎng)關(guān)方案
通過ANet網(wǎng)關(guān)，將儲(chǔ)能柜或者儲(chǔ)能集裝箱內(nèi)部的設(shè)備接入云平臺(tái)。邊緣網(wǎng)關(guān)支持儲(chǔ)能的控制功能，同時(shí)可以接收平臺(tái)指令實(shí)現(xiàn)策略的下發(fā)與更改。
2.4系統(tǒng)配套產(chǎn)品選型
三、新型電力系統(tǒng)下的企業(yè)微電網(wǎng)智慧能源管理平臺(tái)
AcrelEMS 3.0智慧能源管理平臺(tái)對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)分布式電源、市政電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電設(shè)施以及各類交直流負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視、智能預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)配，優(yōu)化策略，診斷告警，可調(diào)度源荷有序互動(dòng)、能源全景分析，滿足企業(yè)微電網(wǎng)能效管理數(shù)字化、安全分析智能化、調(diào)整控制動(dòng)態(tài)化、全景分析可視化的需求，完成不同策略下光儲(chǔ)充資源之間的靈活互動(dòng)與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為用戶降低能源成本，提高微電網(wǎng)運(yùn)行效率。
3.1平臺(tái)組織架構(gòu)
平臺(tái)采用開放的分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要由設(shè)備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層組成。
設(shè)備層主要由各種監(jiān)控、計(jì)量、保護(hù)、治理以及能量轉(zhuǎn)換設(shè)備和就地子系統(tǒng)組成，包括多功能電力儀表、暖通儀表、綜合保護(hù)裝置、馬達(dá)保護(hù)控制器、無功補(bǔ)償/有源濾波裝置、逆變器、智能照明控制裝置、充電樁、測(cè)溫傳感器、電氣消防監(jiān)控設(shè)備、浪涌監(jiān)測(cè)設(shè)備等，以及光伏/風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)等子系統(tǒng)，為各類設(shè)備或子系統(tǒng)提供多種通信及組網(wǎng)方式，滿足國家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。
傳輸層的數(shù)據(jù)融合終端采用嵌入式系統(tǒng)，具有串口、網(wǎng)口、LoRa、光纖等多種數(shù)據(jù)通信接口，同時(shí)支持ModBus-RTU、IEC60870-5-103、DLT645-1997/2007、OPC、UA、BACNet、TCP/IP等多種通信協(xié)議，可兼容業(yè)內(nèi)絕大部分智能設(shè)備。數(shù)據(jù)融合終端支持本地存儲(chǔ)，斷點(diǎn)續(xù)傳、失電報(bào)警功能，采集數(shù)據(jù)后經(jīng)過壓縮、加密后上傳平臺(tái)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定、安全、可靠。
平臺(tái)數(shù)據(jù)層顯示和存儲(chǔ)實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警、業(yè)務(wù)、操作日志等數(shù)據(jù)，并對(duì)外提供數(shù)據(jù)訪問接口供第三方系統(tǒng)使用，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)接收、處理、展示、存儲(chǔ)和訪問能力。具有權(quán)限的用戶可通過PC、PAD、手機(jī)等各類終端設(shè)備訪問數(shù)據(jù)、接收?qǐng)?bào)警信息，并根據(jù)要求對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行巡檢，平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)如圖所示。
3.2平臺(tái)功能
3.2.1數(shù)字化展示
通過展示大屏實(shí)時(shí)顯示市電、光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁以及其它負(fù)荷數(shù)據(jù)，快速了解能源運(yùn)行情況。
3.2.2優(yōu)化控制
直觀顯示能源生產(chǎn)及流向，包括各種能源的生產(chǎn)及消耗過程，通過優(yōu)化控制提升新能源消納，削峰填谷，平滑系統(tǒng)出力，并顯示優(yōu)化前和優(yōu)化后能源曲線對(duì)比等。
3.2.3智能預(yù)測(cè)
結(jié)合氣象數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)對(duì)光伏、風(fēng)力發(fā)電功率和負(fù)荷功率進(jìn)行預(yù)測(cè)，并與實(shí)際功率進(jìn)行對(duì)比分析，通過儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)荷控制實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度，降低需量和用電成本。
3.2.4能耗分析
采集企業(yè)電、水、天然氣、冷/熱量等各種能源介質(zhì)消耗量，進(jìn)行同環(huán)比比較，顯示能源流向，能耗對(duì)標(biāo)，并折算標(biāo)煤或碳排放等。
3.2.5有序充電
系統(tǒng)支持接入交直流充電樁，并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷和變壓器容量，并和變壓器負(fù)荷率進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，引導(dǎo)用戶有序充電，保障企業(yè)微電網(wǎng)運(yùn)行安全。
3.2.6運(yùn)維巡檢
系統(tǒng)支持任務(wù)管理、巡檢/缺陷/消警/搶修記錄以及通知工單管理，并通過北斗定位跟蹤運(yùn)維人員軌跡，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維流程閉環(huán)管理。
3.3配套產(chǎn)品
四、結(jié)束語
解鎖工商業(yè)智慧儲(chǔ)能系統(tǒng)，就是開啟了能源管理的新時(shí)代，它為工商業(yè)帶來了更高的能源效率、更低的成本、更可靠的供電保障和更環(huán)保的發(fā)展模式，在這個(gè)充滿機(jī)遇和挑戰(zhàn)的時(shí)代，讓我們攜手共進(jìn)，積極擁抱智慧儲(chǔ)能系統(tǒng)，共同邁向能源管理的嶄新未來。
五、參考文獻(xiàn)
1. 安科瑞光儲(chǔ)充微電網(wǎng)系統(tǒng)解決方案2024.04.
2. 企業(yè)微電網(wǎng)智慧能源解決方案2024.08.
3. 儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)宣傳彩頁
六、作者簡(jiǎn)介
作者簡(jiǎn)介：宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究中低壓綜合保護(hù)及絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)， QQ：3007723194