摘要：針新型電力系統(tǒng)是新型能源體系的重要載體，具備清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開(kāi)放互動(dòng)五大特征。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；儲(chǔ)能技術(shù)；新能源

1.開(kāi)發(fā)背景

當(dāng)基于上述背景，《供用電》邀請(qǐng)我們共同策劃了“新型電力系統(tǒng)下的儲(chǔ)能技術(shù)"專(zhuān)題，組織了5篇技術(shù)論文。面向數(shù)智化發(fā)展的電化學(xué)儲(chǔ)能電站創(chuàng)新應(yīng)用新需求與新挑戰(zhàn)，中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司李相俊等在分析我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了儲(chǔ)能電池、儲(chǔ)能變流器、儲(chǔ)能電站的數(shù)智化應(yīng)用新思路與新方法，并展望了電化學(xué)儲(chǔ)能電站數(shù)字化智能化應(yīng)用前景；針對(duì)愈加復(fù)雜的微電網(wǎng)黑啟動(dòng)問(wèn)題，北京信息科技大學(xué)劉佳豪等綜合考慮儲(chǔ)能荷電狀態(tài)及分布式電源出力不確定性的影響，提出了一種基于分布式電源黑啟動(dòng)能力在線評(píng)估的微電網(wǎng)動(dòng)態(tài)黑啟動(dòng)策略，該策略可避免電源實(shí)際出力小于負(fù)荷需求而導(dǎo)致黑啟動(dòng)失敗，也可減少電源實(shí)際出力過(guò)剩而導(dǎo)致的能源浪費(fèi)；針對(duì)電池儲(chǔ)能電站中鋰離子電池的安全風(fēng)險(xiǎn)與優(yōu)化運(yùn)行問(wèn)題，中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司李焓寧等兼顧電池儲(chǔ)能單元的荷電狀態(tài)、健康狀態(tài)和安全狀態(tài)，提出了一種電池儲(chǔ)能電站能量管理策略，該策略保證了儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全運(yùn)行，具有良好的荷電狀態(tài)平衡效果，且電池儲(chǔ)能電站能夠更好地參與電力系統(tǒng)調(diào)度；針對(duì)改善風(fēng)力發(fā)電出力特性的問(wèn)題，國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院陳金玉等提出了一種面向功率平抑的風(fēng)-儲(chǔ)系統(tǒng)魯棒模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)，相比于其他技術(shù)，所提魯棒模型預(yù)測(cè)控制策略對(duì)風(fēng)電波動(dòng)的平抑效果更佳，且對(duì)不同水平的風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差具有更強(qiáng)的適應(yīng)性；針對(duì)電壓暫降防治問(wèn)題，國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學(xué)研究院劉曼佳等提出了一種基于構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能變流器的電壓暫降分級(jí)治理策略，該策略能夠有效支撐并網(wǎng)點(diǎn)電壓，保證了工業(yè)園區(qū)重要敏感負(fù)荷的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)解決方案

2.1概述

安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能，涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。在高級(jí)應(yīng)用上支持能量調(diào)度，具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對(duì)電池組性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及歷史數(shù)據(jù)分析、根據(jù)分析結(jié)果采用智

能化的分配策略對(duì)電池組進(jìn)行充放電控制，優(yōu)化了電池性能，提高電池壽命。系統(tǒng)支持Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQLServer。本系統(tǒng)既可以用于儲(chǔ)能一體柜，也可以用于儲(chǔ)能集裝箱，是專(zhuān)門(mén)用于儲(chǔ)能設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺(tái)。

2.2適用場(chǎng)合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無(wú)電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

2.2.1工商業(yè)儲(chǔ)能四大應(yīng)用場(chǎng)景

1）工廠與商場(chǎng)：工廠與商場(chǎng)用電習(xí)慣明顯，安裝儲(chǔ)能以進(jìn)行削峰填谷、需量管理，能夠降低用電成本，并充當(dāng)后備電源應(yīng)急；

2）光儲(chǔ)充電站：光伏自發(fā)自用、供給電動(dòng)車(chē)充電站能源，儲(chǔ)能平抑大功率充電站對(duì)于電網(wǎng)的沖擊；

3）微電網(wǎng)：微電網(wǎng)具備可并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)行的靈活性，以工業(yè)園區(qū)微網(wǎng)、海島微網(wǎng)、偏遠(yuǎn)地區(qū)微網(wǎng)為主，儲(chǔ)能起到平衡發(fā)電供應(yīng)與用電負(fù)荷的作用；

4）新型應(yīng)用場(chǎng)景：工商業(yè)儲(chǔ)能積極探索融合發(fā)展新場(chǎng)景，已出現(xiàn)在數(shù)據(jù)、5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應(yīng)用場(chǎng)景。

2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.系統(tǒng)功能

3.1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。

系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理，使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲(chǔ)能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警，并支持定期的電池維護(hù)。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁及總體負(fù)荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求，也可將充電，儲(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。

圖2系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

3.2光伏界面

圖3光伏系統(tǒng)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。

3.3儲(chǔ)能界面

圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)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5儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

本界面主要用來(lái)展示對(duì)PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開(kāi)關(guān)機(jī)、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。

圖6儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

本界面用來(lái)展示對(duì)BMS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要包括電芯電壓、溫度保護(hù)限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖7儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。

圖8儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、溫度值等。同時(shí)針對(duì)交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖9儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對(duì)直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。

圖10儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖11儲(chǔ)能電池狀態(tài)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)BMS狀態(tài)信息，主要包括儲(chǔ)能電池的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時(shí)展示當(dāng)前儲(chǔ)能電池的SOC信息。

圖12儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)電池簇信息，主要包括儲(chǔ)能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當(dāng)前電芯大、小電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。

3.4風(fēng)電界面

圖13風(fēng)電系統(tǒng)界面

本界面用來(lái)展示對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機(jī)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、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)、風(fēng)速/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。

3.5充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來(lái)展示對(duì)充電樁系統(tǒng)信息，主要包括充電樁用電總功率、交直流充電樁的功率、電量、電量費(fèi)用，變化曲線、各個(gè)充電樁的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。

3.6視頻監(jiān)控界面

圖15微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面

本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫(huà)面，且通過(guò)不同的配置，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本專(zhuān)題重點(diǎn)圍繞儲(chǔ)能數(shù)字化智能化應(yīng)用、建模仿真、運(yùn)行控制、黑啟動(dòng)等議題，擬通過(guò)理論研究、方法推廣、產(chǎn)業(yè)協(xié)同等方式，把握儲(chǔ)能系統(tǒng)功能定位和發(fā)展趨勢(shì)，為儲(chǔ)能參與支撐新型電力系統(tǒng)“兩保一促"等提供一定應(yīng)用思路。展望未來(lái)，為促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)的健康、有序發(fā)展，不僅可以通過(guò)深刻把握新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建邏輯，開(kāi)展儲(chǔ)能發(fā)展研究；還應(yīng)通過(guò)推動(dòng)儲(chǔ)能的技術(shù)創(chuàng)新，深化新型電力系統(tǒng)落地與實(shí)踐。建議持續(xù)關(guān)注新型電力系統(tǒng)中的儲(chǔ)能規(guī)劃評(píng)估、集成運(yùn)行及新型裝備技術(shù)發(fā)展，并在多能互補(bǔ)系統(tǒng)、超大規(guī)模儲(chǔ)能電站、多類(lèi)型儲(chǔ)能聯(lián)合應(yīng)用、源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同優(yōu)化等領(lǐng)域取得新的突破。