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儲能EMS在柴儲項目上的應(yīng)用
發(fā)布時間： 2022-09-23 點擊次數(shù)： 2773次1.項目概述
該項目位于濟南市中油濟柴，中油濟柴始建于1920年，是我國最早生產(chǎn)柴油機的廠家之一。不但是集團公司下屬的內(nèi)燃機研發(fā)制造企業(yè)，也是中國內(nèi)燃機行業(yè)中進入石油鉆探領(lǐng)域的企業(yè)。核心業(yè)務(wù)是中大功率內(nèi)燃機的研發(fā)制造，延伸業(yè)務(wù)包括液力傳動裝置、電氣控制裝置、燃氣動力集成裝置等。 本次項目為EMS系統(tǒng)在柴發(fā)儲能項目的應(yīng)用。EMS系統(tǒng)包含監(jiān)控及能量優(yōu)化管理主機，裝載綜合監(jiān)控軟件平臺，可實現(xiàn)與儲能變流器、BMS等進行通訊，監(jiān)測系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，并根據(jù)需求實行儲能系統(tǒng)的運行策略，實現(xiàn)能源的高效利用。 
2.項目建設(shè)以及內(nèi)容
EMS通訊拓撲分為兩層結(jié)構(gòu)，頂層為總集中監(jiān)控系統(tǒng)，底層設(shè)備：儲能變流器、電池管理系統(tǒng)（BMS）、計量電表系統(tǒng)等均接入監(jiān)控系統(tǒng)。 監(jiān)控主機完成現(xiàn)場測控系統(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，實現(xiàn)大容量實時數(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)測及監(jiān)控信息，并及時反饋網(wǎng)絡(luò)檢測的系統(tǒng)異常與故障，確保快速定位與恢復(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，進行交直流轉(zhuǎn)換
BMS
LAN/Modbus
負責(zé)管理電池系統(tǒng)單元中的全部主控單元。上報關(guān)鍵電池模擬量采集的信息，并在電池系統(tǒng)異常時上報告警。保護電池使用安全
電表
RS485/Modbus
接收、統(tǒng)計電表實時負荷信息
電操
干接點/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
（1）運行情況實時監(jiān)控
系統(tǒng)能對所有被監(jiān)控的運行參數(shù)和狀態(tài)進行實時和定時數(shù)據(jù)采集，對重要歷史數(shù)據(jù)進行處理并存入數(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、機柜溫度、運行狀態(tài)、報警及故障信息等常用信息，以及日充電量、日放電量、累計充電量、累計放電量（需加電表）等。 負荷的各相電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率等信息。 （2）運營數(shù)據(jù)顯示
系統(tǒng)可根據(jù)用戶要求，進行實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的查看，并導(dǎo)出報表； （3）電站能量管理
系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前時段、當(dāng)前負荷、當(dāng)前上網(wǎng)電價、儲能電池SOC，自動控制潮流方向，確定微網(wǎng)系統(tǒng)充放電時段。 （4）故障報警
系統(tǒng)提供故障及狀態(tài)事件的記錄和導(dǎo)出功能。 （5）報表、實時曲線、能量流動顯示
系統(tǒng)提供實時曲線記錄、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)實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，統(tǒng)計數(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)備運行狀態(tài)，告警、故障狀態(tài)；
6.設(shè)備運行參數(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)；顯示計量電表主要數(shù)據(jù)；
2
系統(tǒng)電氣接線圖
1.顯示儲能系統(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.充放電時顯示潮流方向；
4.充放電時顯示PCS工作狀態(tài)（充電、或者放電）；3
運行曲線
按每日24小時記錄運行曲線，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.儲能集裝箱的箱內(nèi)溫度和箱外溫度；4
自動控制
支持全自動運行。運行策略采用削峰填谷（谷時段時充電，峰時段時放電），具體的策略需要設(shè)置如下參數(shù)：
1.當(dāng)?shù)胤骞葧r段（系統(tǒng)維護--信息管理器--電力負荷）；
2.PCS處于遠程控制模式；
3.EMS的自動控制手柄處于“遙控”模式；
4.電池的“充電低閾值”（電池低于此值時系統(tǒng)自動開始充電）；
5.電池的“充電高閾值”（電池高于此值時系統(tǒng)自動停止充電）;
6.電池的“放電高閾值”（電池高于此值時系統(tǒng)自動開始放電）；
7.電池的“放電低閾值”（電池低于此值時系統(tǒng)自動停止放電）；
8.設(shè)置充電、放電最大限值；5
手動控制
1.遙控開關(guān)機PCS；
2.遙控開關(guān)機空調(diào)；3.遙控開關(guān)柜內(nèi)斷路器電操（4個）；
3.2實時數(shù)據(jù)顯示
4.運行策略
使用工況：目前濟柴生產(chǎn)的柴發(fā)在試機時發(fā)出的電全部浪費了，現(xiàn)在計劃使用儲能系統(tǒng)，將棄電全部儲存到儲能里，發(fā)出的電是交流400V。儲能系統(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。 儲能系統(tǒng)通過一臺雙路切換柜，分別接至內(nèi)部配電網(wǎng)和發(fā)電機組調(diào)試臺，兩路輸出通過機械和電氣控制方式實現(xiàn)互鎖，只能一路輸出。 （1）當(dāng)無發(fā)電機組測試任務(wù)時，將切換柜切至配電網(wǎng)一側(cè)，通過輔助觸點向EMS系統(tǒng)反饋干接點信號，EMS系統(tǒng)控制儲能系統(tǒng)進入并網(wǎng)運行模式，根據(jù)設(shè)定的運行工況，實現(xiàn)削峰填谷自動運行，賺取電力差價。 （2）當(dāng)有發(fā)電機組測試任務(wù)時，在并網(wǎng)運行模式下提前將儲能系統(tǒng)電量放出，以滿足測試需要。測試時，將切換柜切至發(fā)電機組調(diào)試臺一側(cè)，通過輔助觸點向EMS系統(tǒng)反饋干接點信號，EMS系統(tǒng)控制儲能系統(tǒng)進入測試模式。測試模式下，儲能系統(tǒng)相當(dāng)于一臺功率0~0.5MW可調(diào)的負載，用戶通過上位機可以根據(jù)發(fā)電機組測試要求設(shè)置測試工步（充電功率曲線），實現(xiàn)手動/自動測試運行，同時將發(fā)電機組測試運行過程中發(fā)出的電力存儲起來，避免浪費；測試結(jié)束后，儲能系統(tǒng)重新切回至并網(wǎng)運行模式，將存儲的電力釋放出來，實現(xiàn)電費節(jié)約。 4.1充放電界面
5.總結(jié)
儲能將是影響未來能源格局的關(guān)鍵技術(shù)，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(zhuǎn)型有重要意義。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(yīng)用場景（電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)和輔助服務(wù)）和不同運行方式下的能量管控。基于QTouch的EMS能量管理系統(tǒng)為這一系列不同應(yīng)用場景提供解決方案，促進新能源消納，協(xié)助電網(wǎng)削峰填谷，提升電網(wǎng)安全高效、低碳經(jīng)濟運行水平。
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