摘要：在全球積極推進(jìn) “雙碳” 目標(biāo)的大背景下，儲(chǔ)能行業(yè)作為實(shí)現(xiàn)能源高效利用與可再生能源穩(wěn)定消納的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，正面臨著向智能化轉(zhuǎn)型的迫切需求。本文深入剖析雙碳視域下儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及智能化轉(zhuǎn)型的必要性，詳細(xì)闡述安科瑞管理系統(tǒng)在這一轉(zhuǎn)型進(jìn)程中所扮演的角色與發(fā)揮的價(jià)值，旨在為儲(chǔ)能行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有益參考。
關(guān)鍵詞：雙碳目標(biāo)；儲(chǔ)能行業(yè)；智能化轉(zhuǎn)型；安科瑞管理系統(tǒng)
一、引言
隨著全球氣候變化問(wèn)題日益嚴(yán)峻，“雙碳” 目標(biāo)已成為世界各國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)綠色轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略舉措。儲(chǔ)能作為能源領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，在平抑可再生能源波動(dòng)、提升能源利用效率、增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性等方面發(fā)揮著不可替代的作用。然而，傳統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)在面對(duì)復(fù)雜多變的能源供需場(chǎng)景時(shí)，暴露出管理效率低下、決策缺乏精準(zhǔn)性等問(wèn)題，難以滿足雙碳目標(biāo)下對(duì)能源系統(tǒng)的高要求。智能化轉(zhuǎn)型成為儲(chǔ)能行業(yè)突破發(fā)展瓶頸、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。安科瑞憑借其在智能配電、能效管理等領(lǐng)域的深厚技術(shù)積累，推出了一系列適用于儲(chǔ)能場(chǎng)景的管理系統(tǒng)，為儲(chǔ)能行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型注入了強(qiáng)大動(dòng)力。
二、雙碳視域下儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 政策驅(qū)動(dòng)下儲(chǔ)能行業(yè)快速發(fā)展
為了實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，各國(guó)政府紛紛出臺(tái)一系列鼓勵(lì)政策，大力推動(dòng)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展。我國(guó)制定了《“十四五” 新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》等政策，明確提出到 2025 年，新型儲(chǔ)能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件。在政策的強(qiáng)力推動(dòng)下，我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。截至 2024 年底，全國(guó)已投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模達(dá) 870 萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng) 113%。政策的引導(dǎo)不僅促進(jìn)了儲(chǔ)能項(xiàng)目的建設(shè)，還吸引了大量資本進(jìn)入儲(chǔ)能領(lǐng)域，推動(dòng)了技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
2.2 儲(chǔ)能技術(shù)多元化發(fā)展
目前，儲(chǔ)能技術(shù)呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展態(tài)勢(shì)。鋰離子電池憑借其能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，在儲(chǔ)能市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位，其中磷酸鐵鋰電池以其安全性高、成本較低的特點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛。此外，液流電池、鉛炭電池等其他新型電池技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善，各自在不同應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。例如，液流電池適用于大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能場(chǎng)景，具有安全性高、充放電深度大等優(yōu)點(diǎn)；鉛炭電池則在部分對(duì)成本較為敏感的應(yīng)用場(chǎng)景中具有一定競(jìng)爭(zhēng)力。除了電池儲(chǔ)能技術(shù)，壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等物理儲(chǔ)能技術(shù)也取得了重要進(jìn)展，為儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展提供了更多選擇。
2.3 應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展
儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景日益豐富，涵蓋了發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。在發(fā)電側(cè)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可與光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電設(shè)施配套建設(shè)，平抑發(fā)電功率波動(dòng)，提高可再生能源的發(fā)電穩(wěn)定性和可調(diào)度性，促進(jìn)其并網(wǎng)消納。在電網(wǎng)側(cè)，儲(chǔ)能可用于緩解電網(wǎng)阻塞、提升電網(wǎng)供電可靠性、參與電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰等輔助服務(wù)，增強(qiáng)電網(wǎng)應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。在用戶側(cè)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可幫助工商業(yè)用戶利用峰谷電價(jià)差進(jìn)行套利，降低用電成本，同時(shí)還可為用戶提供應(yīng)急備用電源，保障重要負(fù)荷的持續(xù)供電。此外，隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電動(dòng)汽車充電設(shè)施與儲(chǔ)能的結(jié)合也成為一種新興的應(yīng)用模式，即 “光儲(chǔ)充一體化”，為城市能源供應(yīng)和交通出行帶來(lái)了新的變革。
三、儲(chǔ)能行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的必要性
3.1 提升儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行效率
傳統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行管理主要依賴人工經(jīng)驗(yàn)和固定的控制策略，難以根據(jù)實(shí)時(shí)的能源供需情況和市場(chǎng)價(jià)格變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化。在復(fù)雜的能源環(huán)境下，這種管理方式容易導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電不合理，能源利用效率低下。例如，在光伏大發(fā)時(shí)段，如果不能及時(shí)將多余的電能儲(chǔ)存起來(lái)，就會(huì)造成大量的棄光現(xiàn)象；在用電高峰時(shí)段，如果儲(chǔ)能系統(tǒng)不能快速響應(yīng)并釋放電能，就無(wú)法有效緩解電網(wǎng)壓力。智能化轉(zhuǎn)型通過(guò)引入先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析算法和智能控制策略，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精準(zhǔn)調(diào)控，根據(jù)能源供需預(yù)測(cè)和電價(jià)波動(dòng)情況，動(dòng)態(tài)優(yōu)化充放電策略，從而顯著提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
3.2 增強(qiáng)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性與可靠性
儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電池等設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，如電池?zé)崾Э?、過(guò)充過(guò)放等。一旦發(fā)生安全事故，不僅會(huì)造成設(shè)備損壞和經(jīng)濟(jì)損失，還可能對(duì)人員生命安全構(gòu)成威脅。傳統(tǒng)的安全管理手段主要依靠定期巡檢和簡(jiǎn)單的報(bào)警裝置，難以在事故發(fā)生前及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。智能化轉(zhuǎn)型通過(guò)運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和挖掘，能夠提前預(yù)測(cè)設(shè)備故障和安全隱患，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警和主動(dòng)防護(hù)。例如，通過(guò)監(jiān)測(cè)電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立電池健康狀態(tài)模型，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池的異常情況，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，從而增強(qiáng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性與可靠性。
3.3 滿足能源市場(chǎng)多元化需求
隨著能源市場(chǎng)的不斷發(fā)展和改革，對(duì)儲(chǔ)能的需求呈現(xiàn)出多元化的趨勢(shì)。一方面，電力市場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)的要求越來(lái)越高，需要儲(chǔ)能系統(tǒng)具備快速響應(yīng)、精準(zhǔn)控制的能力，以滿足電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰、備用容量等多種輔助服務(wù)需求。另一方面，用戶對(duì)儲(chǔ)能的需求也不再局限于簡(jiǎn)單的電力存儲(chǔ)，而是更加注重儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能化管理和個(gè)性化服務(wù)，如根據(jù)用戶的用電習(xí)慣和需求，提供定制化的能源管理方案。儲(chǔ)能行業(yè)只有通過(guò)智能化轉(zhuǎn)型，才能更好地適應(yīng)能源市場(chǎng)的多元化需求，提升自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
四、安科瑞管理系統(tǒng)介紹
4.1概述
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，總結(jié)國(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的**經(jīng)驗(yàn)，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電樁的接入，*天候進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，促進(jìn)可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；有效實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運(yùn)行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。
典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式
4.2. 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機(jī)界面友好，應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。其中，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：三相電流、三相電壓、總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數(shù)、頻率和正向有功電能累計(jì)值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。
圖2系統(tǒng)主界面
4.3. 光伏界面
本界面用來(lái)展示對(duì)光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
圖2 光伏系統(tǒng)界面
4.4. 儲(chǔ)能界面
本界面主要用來(lái)展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量、儲(chǔ)能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。
圖3 儲(chǔ)能系統(tǒng)界面
4.5. 發(fā)電預(yù)測(cè)
系統(tǒng)應(yīng)可以通過(guò)歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來(lái)天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè)，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測(cè)可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計(jì)劃，便于用戶對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。
圖4 光伏預(yù)測(cè)界面
五、結(jié)論
在雙碳視域下，儲(chǔ)能行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展和 “雙碳” 目標(biāo)的必然選擇。安科瑞管理系統(tǒng)作為儲(chǔ)能行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的重要工具，在數(shù)據(jù)采集與分析、智能監(jiān)控與預(yù)警、優(yōu)化調(diào)度與運(yùn)營(yíng)等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，具有提高能源利用效率、增強(qiáng)系統(tǒng)安全性和可靠性、降低運(yùn)營(yíng)成本、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展等重要價(jià)值。