基于QTouch的儲能EMS介紹

作者：舜通智能 來源：www.std-e-cards.com 發布時間：2022-09-28 熱度：0

1、概述

        隨著我國新能源產業的迅速發展，能源革命持續深入，儲能作為未來能源系統發展的關鍵支撐，日漸成為各方關注的重點。儲能將是影響未來能源格局的關鍵技術，對其接入能量系統的安全穩定高效運行、提高能源綜合利用效率、促進新能源產業發展、推動能源戰略轉型的具有重要意義。儲能在電力系統中有著廣泛應用，涵蓋發電、輸電、配電和終端用戶的所有方面。
        儲能EMS是儲能系統的大腦，主要實現能量的安全優化調度。武漢舜通智能有限公司研發的ST-835儲能EMS在多個儲能項目上得到應用。有著豐富的實踐經驗和獨特的算法；對當前棄風棄光、負荷不穩和峰谷價差等問題，通過優化儲能控制、分布式電源出力和負荷投退等，安全、經濟、高效地實現了不同應用場景和不同運行方式下的能量管理。

2、總體原則

        （1）先進性與前瞻性：系統建設采用符合未來發展趨勢的先進設計方案。
        （2）安全性：采用完整的安全架構，避免出現安全真空。
        （3）系統在系統容量、通信能力、處理能力等方面應具有擴充性，可以方便地進行產品升級、換代及功能擴充。系統采用先進的技術、方法和設備，為第三方應用提供開放的標準接口。在以后的升級中，能有效保護已有的投資，而且具有較高的綜合性能價格比。
        （4）系統能每天正常工作24小時，每年運轉365天，所有設備具有高度的可靠性和優良的性能。
        （5）系統具有高度的安全性和保密性，通過對系統分級保護、數據存儲權限的控制，以及網絡安全隔離等手段，來防止各種形式的對系統的非法侵入。
        （6）系統管理員能夠對系統進行維護管理，并且在進行維護維修的時候，不影響系統的整體業務運行。同時記錄系統的各種文檔必須完整、準確，前后一致，將物理連接的準確性真實的記錄在相應的各種文檔中。各種文檔除本身記錄準確外，還必須保證相互之間邏輯上一致。方便移交后用戶維護的工作。

3.系統網絡架構

        ST-835儲能監控系統包含信息采集、監測以及控制，并實現對多個PCS及蓄電池組的系統級管理，協調PCS間、PCS與電池組間的工作。本系統也可通過與EMS或配電網調度系統接口，接受調度指令，完成削峰填谷、新能源輸出平滑、蓄電池充放電PQ控制、獨立離網支撐源V/F控制等智能電網應用。

4. ST-835儲能EMS主要特點

        （1）儲能EMS對儲能電池的實時運行信息、報警信息進行全面的監視、并對儲能進行多方面的統計和分析，通過可配置的接口，能夠對儲能系統按照設定的曲線自動控制，以及按照配置的參數自動保護，實現對儲能的全方面掌控；
        （2）高效的圖形組態、模板管理、數據庫管理、算法配置等工具。簡單易用，能大大縮短工程實施的周期；
        （3）獨特的儲能優化算法，在電池狀態不好的情況也能夠保持系統的優化運行，系統穩定性強。
        （4）系統具備跨平臺運行特性，可運行在windows、linux、國產操作系統平臺；

5. ST-835儲能EMS的功能

        儲能EMS系統包含運行監測、故障告警、參數設置、數據報表、曲線顯示以及能量管理等功能，主要監測信息包含：儲能電池信息、電量信息、功率曲線、PCS 總充電量、PCS總放電量和負載有功功率。

    5.1、主頁

        該功能主要顯示系統的主要核心參數，主要包括五個模塊分別是儲能EMS的整體信息（系統安全運行天數、總充電量、總放電量、電池總SOC）、系統基本情況、功率曲線（PCS 功率以及負載功率）、重要數據實時顯示區，如下圖所示：

    5.2、運行監視

        該部分包含系統監控圖、系統 PCS 信息（包含運行信息、狀態信息以及告警信息三部分）、系統 BMS 信息（包含運行信息、狀態信息以及告警信息三部分），如下圖所示：

    5.3、故障告警

        該部分主要實現對系統告警信息進行實時的監控以及歷史信息的查詢，并可對數據篩選清除冗余信息。如下圖所示：

    5.4、參數設置

該功能主要包含的遙控功能包括：
        1）啟動控制：包含啟動、停機操作；
        2）優先方式：包含電網優先和微網優先；
        3）主被動模式：包含主動模式、被動模式；
        4）無功調節方式：包含無功調節關閉、無功功率調節方式和功率因數調節方式三種；
        5）本地遠程：包含遠程本地、遠程和本地三種；
        6）電壓控制：包含使能和禁止；
        7）SOC 控制：包含使能和禁止；
        8）并離網模式：包含并網模式、離網模式和并離網切換模式三種；
        9）時段選擇：包含禁止、按小時和按星期三種選擇；
        10）均衡控制：包含使能和禁止；
        11）兩充兩放：包含充電放電時段選擇；

    5.5、數據報表

該部分實現數據報表查詢功能。顯示區域主要包含四個部分分別為已選擇數據、數據類型、時間選擇以及報表數據顯示區域。
        1）數據類型：分為歷史數據和實時數據查詢兩種方式；
        2）時間選擇：起始、結束時間精確到秒，時間跨度以小時（h）為單位；
        3）數據選擇：以報表形式顯示，至少可以包含 10 個參數的數據；
        4）報表編輯：報表的生成、導出（保存文件名包含時間、對象）；

    5.6、曲線顯示

該部分實現 EMS和 BMS 數據曲線查詢功能。顯示區域主要包含四個部分分別為已選擇數據、數據類型、時間選擇以及數據顯示區域。
        1）數據類型：分為歷史數據和實時數據查詢兩種方式；
        2）時間選擇：起始、結束時間精確到秒，時間跨度以小時（h）為單位；
        3）數據選擇：以曲線形式顯示，至少可以顯示 5 條曲線；

    5.7能量管理

        儲能策略是能源管理系統的核心功能，通過有計劃充放電、負荷跟蹤、平滑輸出、防逆流，實現用戶側削峰填谷，達到最優經濟運行管理。
ST-835儲能EMS是以QTouch組態為核心，可為用戶提供可自行維護的策略管理工具：
        1）可增加、刪除、更改儲能側、負荷側的數據模型參數；
        2）可對PCS的安全SOC等參數進行修改；
        3）可實現策略的啟用、停止操作；
        4）可調整兩充兩放時間段；
        5）可根據用戶提供的運行要求制定策略流程，并實現流程的邏輯轉化；

6. 案例介紹

        該項目是ST-835儲能EMS系統在柴發儲能項目的應用。EMS系統包含監控及能量優化管理主機，裝載綜合監控軟件平臺，可實現與儲能變流器、BMS等進行通訊，監測系統運行數據，并根據需求實行儲能系統的運行策略，實現能源的高效利用。

        使用工況：目前生產的柴發在試機時發出的電全部浪費了，現在計劃使用儲能系統，將棄電全部儲存到儲能里，發出的電是交流400V。儲能系統接入400V交流母線，然后通過生產車間內的2000kVA變壓器送到10KV廠區大網內消納使用。
        儲能系統通過一臺雙路切換柜，分別接至內部配電網和發電機組調試臺，兩路輸出通過機械和電氣控制方式實現互鎖，只能一路輸出。
        （1）當無發電機組測試任務時，將切換柜切至配電網一側，通過輔助觸點向EMS系統反饋干接點信號，EMS系統控制儲能系統進入并網運行模式，根據設定的運行工況，實現削峰填谷自動運行，賺取電力差價。

        （2）當有發電機組測試任務時，在并網運行模式下提前將儲能系統電量放出，以滿足測試需要。測試時，將切換柜切至發電機組調試臺一側，通過輔助觸點向EMS系統反饋干接點信號，EMS系統控制儲能系統進入測試模式。測試模式下，儲能系統相當于一臺功率0~0.5MW可調的負載，用戶通過上位機可以根據發電機組測試要求設置測試工步（充電功率曲線），實現手動/自動測試運行，同時將發電機組測試運行過程中發出的電力存儲起來，避免浪費；測試結束后，儲能系統重新切回至并網運行模式，將存儲的電力釋放出來，實現電費節約。

7. 總結

        ST-835儲能EMS系統主要針對儲能項目監控數據量大、運行方式多樣等特點設計開發，基于一體化平臺實現對儲能一體化采集、一體化存儲、一體化監控、一體化控制。具備可靠、易用、經濟的特色；通過在多個工程項目的應用，充分驗證其高可靠性、高穩定性功能特點。