储能EMS能量管理系统

1、市场趋势

随着我国新能源产业的迅速发展，能源革命持续深入，储能作为未来能源系统发展的关键支撑，日渐成为各方关注的重点。储能将是影响未来能源格局的关键技术，对其接入能量系统的安全稳定高效运行、提高能源综合利用效率、促进新能源产业发展、推动能源战略转型有重要意义。储能在电力系统中有着广泛应用，涵盖发电、输电、配电和终端用户的所有方面。

能量管理系统(EMS)是储能系统的大脑，主要实现能量的安全优化调度。烟台德联软件公司是国内***早开发储能EMS的企业，德联储能EMS已经在国内外几十个各种规格的储能项目上得到应用，有着丰富的实践经验和独特的算法；对当前弃风弃光、负荷不稳和峰谷价差等问题，通过优化储能控制、分布式电源出力和负荷投退等，安全、经济、高效地实现了不同应用场景（电源侧、电网侧、用户侧和辅助服务）和不同运行方式下的能量管控。

2、客户痛点

（1）监测内容不充分

监测方法较为单一，没有充分挖掘不同类型电池特性进行针对性的数据采集与状态监测，导致监测内容不充分。

（2）电站响应时间慢

监控架构不合理，无法满足毫秒至分钟级不同时间尺度的控制需求，致使电站响应时间慢，无法达到考核标准。

（3）管控手段不科学

控制方法较为简单，没有形成包含储能设备全寿命周期管理的功率调节与能量管理的优化算法，造成管控手段不科学。

（4）分析结果不全面

监控数据缺乏统筹管理，没有形成运行数据的全过程、系统性规划与管控，使得分析结果不全面，运维检修缺乏大数据支撑。

3、解决方案

（1）建设目标

1）建立电站监控系统，实时监控电站运行状态

2）建立可靠稳定的数据保存机制，保证电站数据安全完整

3）建立实时、可靠、完整的数据采集体系

4）建立可靠的安全监控机制，确保电站遥控、遥调操作的正确性

5）建立能量调度管理系统，实现储能全生命周期管理、能量优化调度

（2）设计原则

1）先进性与前瞻性

系统建设采用符合未来发展趋势的先进的设计方案

2）开放性

可支持同不同系统之间的互访，提供第三方数据接口服务

3）安全性

采用完整的安全架构，避免出现安全真空

4）可扩展性

系统建设完成后具备良好的扩展功能

5）规范性

遵从各个相关行业的标准与规范

6）可靠性和稳定性

充分考虑软件、硬件的可靠性和稳定性

（3）功能价值

1）工程实施，简单高效

高效的图形组态、模板管理、数据库管理、算法配置等工具。简单易用，能大大缩短工程实施的周期。

2）全景监控

全数据采集处理、全数据存储、实时告警，支持四遥、支持对外接口，支持百万点以上实时大数据。

3）智能调度、提高收益

独特的功率调节与能量管理的优化算法，延长系统使用寿命，给客户减少成本,提高收益。

4）大数据分析、智能运检

基于AI及大数据分析，结合人工专业诊断，实现储能电站智能运检，延长储能系统使用寿命。

4、系统架构

5、系统功能

（1）系统总界面

总体信息监视，如系统频率、储能SOC、储能工作状态、负荷信息、其他用能总量信息、电能质量等数据及参数。

（2）实时监视

1）一次接线图

在一次接线图上监视发电、储能、配变、母线、开关刀闸工作状态和重要运行信息。支持动态拓扑分析和着色，可根据断路器、开关的实时状态确定系统中各种电气设备的带电、停电、接地等状态，并将结果在人机界面上用不同的颜色表示出来。为运行人员提供直观的设备运行状态信息。

2）储能室监视

实时监测储能的运行状态、工作状态、功率、SOC、SOH、告警信息。

3）PCS监视

包括工作状态、交流断路器状态、直流断路器状态、直流电压、直流电流、逆变三相交流电压、逆变三相交流电流、充放电信息、温度、频率、直流功率、逆变三相交流功率、报警故障信息。

4）BMS监视

包括电池数目、电池标称容量、总电压、电流、单体***高电压、单体***低电压、SOC、 SOH、电池温度、每组电池电压平均值、电压报警信息、电流报警信息、温度报警信息、工作状态。

5）电池单体监视

对电池簇单体电压和温度进行监视。

6）空调与消防监视

主要监视本机温度、本机湿度、开关机状态、加湿器运行状态、风机运行状态、压缩机运行状态、能效控制运行状态。

7）SVG监视

主要包含监控运行、数据显示、压板状态、开入显示。

8）协调控制

监视电网的运行方式，如并网、离网状态，储能电站的主要运行状态，如发电功率、日发电量、储能SOC、储能状态、总负荷、总储冷、总储热等。根据不同的控制需求，能源管理系统应具有多种运行方式。例如，并离网运行控制、平滑光伏发电出力波动、跟踪计划出力、削峰填谷、紧急应用等。

（3）实时告警

显示当前系统运行的告警信息。

（4）历史告警

可按照发生时间、故障类型、设备类型等组合条件，查询历史上所有发生的事件，包括故障及预警信息。

（5）曲线报表列表

可随时查看充放电效率曲线、日充日放曲线、总充总放曲线等。

（6）报表列表

采用类EXCEL的方式生成各种统计报表，包括日报、月报、年报等。使用方便、格式灵活、支持定制报表。

（7）用户管理

用户账号管理分级别，可监视账号，可控制账号等。为了保证信息安全、操作安全和数据安全，只有授权的用户才能访问服务器的服务和数据。

6、系统特点

（1）跨平台

支持Windows 、Linux 、Unix操作系统，支持国内外主流数据库、支持多国语言。

（2）分布式

组件化，可复用；支持从单机到网络的各种架构；分布式的协调运行。

（3）组态化

支持本地监控的组态以及web组态的形式，方便用户实现自己的想法。

（4）云端支持

提供本地监控、web展示以及手机APP整套方案；支持百万采样点以上的大型实时系统。

（5）算法独特

独特的储能优化算法，在电池状态不好的情况也能够保持系统的优化运行，有各种场合的成熟应用案例，系统稳定性强。

（6）智能运检

通过AI及大数据分析结合专业诊断，实现检修辅助决策。

7、应用场景

（1）用户侧

【策略】

a）峰谷电价套利

控制策略：结合日内峰、谷、平电价机制与储能系统全寿命周期内的度电成本，确定***优化的峰谷平充放电策略，实现经济性***佳。

b)需求响应控制

控制策略：应按照需求侧响应平台指令进行充放电控制，依据相关政策，提前进行soc管理，实现参与需求侧响应获得经济补贴***优。

c）光储系统实现的经济运行

控制策略：考虑分布式发电、用户用电成本，结合光伏-储能联合收益因素的

储能优化控制。

d）其他，应急响应等

（2）电源侧

【策略】

a）提高可再生能源消纳

控制策略：在常规发电出力、电网送出断面等约束的基础上，考虑储能系统运行、容量约束，通过优化储能充放电实现提高光伏、风电发电消纳，减少弃光、弃风。

b）平抑可再生能源功率波动

控制策略：风光等可再生资源具有间歇性，严重影响电力系统安全稳定性，通过储能系统的合理调节，可平滑功率曲线，平抑功率的波动率，提高电能质量,减少对于电网的冲击。

（3）电网侧

【策略】

a）参与电网频率响应控制

控制策略：应在电网频率变化时按照一定要求对电网提供有功支撑。

b）延缓电网改造

控制策略：应根据负荷特性及当前供电能力情况，在解决负荷超限问题的供电需求前提下，优化储能电站充放电方式，储能电站的soc运行范围***小及功率***低。

c）无功电压支撑

控制策略：应能识别负荷变化或分布式电源输出功率变化引起输电网电压过高或过低，控制储能电站通过调节储能单元无功输出功率，改善电网电压质量，或者作为AVC控制子站。

d）提高分布式电源就地消纳；

控制策略：应结合就地消纳率同分布式电源、负荷特性约关系，通过充放控制将分布式电源出力与负荷进行***优匹配，实现所需储能充放电容量***小及功率***小。

（4）辅助服务

1、调度中心发送AGC指令到电厂远动装置RTU。

2、RTU转发AGC指令至储能主控单元和电厂DCS。

3、储能主控单元根据AGC指令和机组运行状态信息,与机组协调出力。

8、系统特点

(1) 实用性：从实际应用角度出发，力求简单实用。

(2) 安全性：包括企业网络系统安全、数据资料的完整性安全，系统要具有抗侵入、容错的能力。

(3) 先进性:软硬件平台建设、应用系统的设计开发以及系统的维护管理所采用的产品技术均综合考虑当今互联网的发展趋势，采用相对先进同时市场相对成熟的产品技术，以满足系统未来的发展需求。

(4) 开放性:选用开放的硬件和软件平台，支持多种主机互连，系统互连全部采用国际标准的网络层通讯协议。

(5) 可扩充性:拥有简单易行的扩充升级能力，满足未来的应用扩展的需要。