ST-835储能EMS设计研究

作者：熊力   15102785928

1、概述

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、推动能源战略转型的具有重要意义。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。

储能EMS是储能系统的大脑，主要实现能量的安全优化调度。武汉舜通智能有限公司研发的ST-835储能EMS在多个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和不同运行方式下的能量管理。

2、总体原则

(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设计方案。

(2)安全性：采用完整的安全架构，避免出现安全真空。

(3)系统在系统容量、通信能力、处理能力等方面应具有扩充性，可以方便地进行产品升级、换代及功能扩充。系统采用先进的技术、方法和设备，为第三方应用提供开放的标准接口。在以后的升级中，能有效保护已有的投资，而且具有较高的综合性能价格比。

(4)系统能每天正常工作24小时，每年运转365天，所有设备具有高度的可靠性和优良的性能。

(5)系统具有高度的安全性和保密性，通过对系统分级保护、数据存储权限的控制，以及网络安全隔离等手段，来防止各种形式的对系统的非法侵入。

(6)系统管理员能够对系统进行维护管理，并且在进行维护维修的时候，不影响系统的整体业务运行。同时记录系统的各种文档必须完整、准确，前后一致，将物理连接的准确性真实的记录在相应的各种文档中。各种文档除本身记录准确外，还必须保证相互之间逻辑上一致。方便移交后用户维护的工作。

3.系统网络架构

 ST-835储能监控系统包含信息采集、监测以及控制，并实现对多个PCS及蓄电池组的系统级管理，协调PCS间、PCS与电池组间的工作。本系统也可通过与EMS或配电网调度系统接口，接受调度指令，完成削峰填谷、新能源输出平滑、蓄电池充放电PQ控制、独立离网支撑源V/F控制等智能电网应用。

 

4. ST-835储能EMS主要特点

（1）储能EMS对储能电池的实时运行信息、报警信息进行全面的监视、并对储能进行多方面的统计和分析，通过可配置的接口，能够对储能系统按照设定的曲线自动控制，以及按照配置的参数自动保护，实现对储能的全方面掌控；

（2）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；

（3）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，系统稳定性强。

（4）系统具备跨平台运行特性，可运行在windows、linux、国产操作系统平台；

5. ST-835储能EMS的功能

储能EMS系统包含运行监测、故障告警、参数设置、数据报表、曲线显示以及能量管理等功能，主要监测信息包含：储能电池信息、电量信息、功率曲线、PCS 总充电量、PCS总放电量和负载有功功率。

5.1、主页

该功能主要显示系统的主要核心参数，主要包括五个模块分别是储能EMS的整体信息（系统安全运行天数、总充电量、总放电量、电池总SOC）、系统基本情况、功率曲线（PCS 功率以及负载功率）、重要数据实时显示区，如下图所示：

5.2、运行监视

该部分包含系统监控图、系统 PCS 信息（包含运行信息、状态信息以及告警信息三部分）、系统 BMS 信息（包含运行信息、状态信息以及告警信息三部分），如下图所示：

5.3、故障告警

该部分主要实现对系统告警信息进行实时的监控以及历史信息的查询，并可对数据筛选清除冗余信息。如下图所示：

5.4、参数设置

该功能主要包含的遥控功能包括：

1）启动控制:包含启动、停机操作；

2）优先方式：包含电网优先和微网优先；

3）主被动模式：包含主动模式、被动模式；

4）无功调节方式：包含无功调节关闭、无功功率调节方式和功率因数调节方式三种；

5）本地远程：包含远程本地、远程和本地三种；

6）电压控制：包含使能和禁止；

7）SOC 控制：包含使能和禁止；

8）并离网模式：包含并网模式、离网模式和并离网切换模式三种；

9）时段选择：包含禁止、按小时和按星期三种选择；

10）均衡控制：包含使能和禁止；

11）两充两放：包含充电放电时段选择

5.5、数据报表

该部分实现数据报表查询功能。显示区域主要包含四个部分分别为已选择数据、数据类型、时间选择以及报表数据显示区域。

1）数据类型：分为历史数据和实时数据查询两种方式；

2）时间选择：起始、结束时间精确到秒，时间跨度以小时（h）为单位；

3）数据选择：以报表形式显示，至少可以包含 10 个参数的数据；

4）报表编辑：报表的生成、导出（保存文件名包含时间、对象）；

5.6、曲线显示

该部分实现 EMS和 BMS 数据曲线查询功能。显示区域主要包含四个部分分别为已选择数据、数据类型、时间选择以及数据显示区域。

1）数据类型：分为历史数据和实时数据查询两种方式；

2）时间选择：起始、结束时间精确到秒，时间跨度以小时（h）为单位；

3）数据选择：以曲线形式显示，至少可以显示 5 条曲线；

5.7能量管理

储能策略是能源管理系统的核心功能，通过有计划充放电、负荷跟踪、平滑输出、防逆流，实现用户侧削峰填谷，达到最优经济运行管理。

ST-835储能EMS是以QTouch组态为核心，可为用户提供可自行维护的策略管理工具：

（1）可增加、删除、更改储能侧、负荷侧的数据模型参数；

（2）可对PCS的安全SOC等参数进行修改；

（3）可实现策略的启用、停止操作；

（4）可调整两充两放时间段；

（5）可根据用户提供的运行要求制定策略流程，并实现流程的逻辑转化；

6. 案例介绍

该项目是ST-835储能EMS系统在柴发储能项目的应用。EMS系统包含监控及能量优化管理主机，装载综合监控软件平台，可实现与储能变流器、BMS等进行通讯，监测系统运行数据，并根据需求实行储能系统的运行策略，实现能源的高效利用。

使用工况：目前生产的柴发在试机时发出的电全部浪费了，现在计划使用储能系统，将弃电全部储存到储能里，发出的电是交流400V。储能系统接入400V交流母线，然后通过生产车间内的2000kVA变压器送到10KV厂区大网内消纳使用。

储能系统通过一台双路切换柜，分别接至内部配电网和发电机组调试台，两路输出通过机械和电气控制方式实现互锁，只能一路输出。

（1）当无发电机组测试任务时，将切换柜切至配电网一侧，通过辅助触点向EMS系统反馈干接点信号，EMS系统控制储能系统进入并网运行模式，根据设定的运行工况，实现削峰填谷自动运行，赚取电力差价。

（2）当有发电机组测试任务时，在并网运行模式下提前将储能系统电量放出，以满足测试需要。测试时，将切换柜切至发电机组调试台一侧，通过辅助触点向EMS系统反馈干接点信号，EMS系统控制储能系统进入测试模式。测试模式下，储能系统相当于一台功率0~0.5MW可调的负载，用户通过上位机可以根据发电机组测试要求设置测试工步（充电功率曲线），实现手动/自动测试运行，同时将发电机组测试运行过程中发出的电力存储起来，避免浪费；测试结束后，储能系统重新切回至并网运行模式，将存储的电力释放出来，实现电费节约。

7. 总结

ST-835储能EMS系统主要针对储能项目监控数据量大、运行方式多样等特点设计开发，基于一体化平台实现对储能一体化采集、一体化存储、一体化监控、一体化控制。具备可靠、易用、经济的特色；通过在多个工程项目的应用，充分验证其高可靠性、高稳定性功能特点。

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