摘要

隨著新能源技術的快速發展，尤其是光伏發電系統的廣泛應用，儲能技術在電力系統中的地位日益重要。儲能柜作為一種儲能設備，其能量管理系統（EMS,）在光伏電站中的應用具有重要的意義。本論文將探討儲能柜能量管理系統在企業光伏運維電站中的應用，分析其如何優化光伏發電系統的性能，提高電站的經濟效益和運行效率，同時應對電力需求波動和光照不穩定等挑戰。

1. 引言

隨著全球能源結構的轉型和低碳環保的要求，光伏發電已成為有潛力的可再生能源之一。光伏電站能夠有效地利用太陽能資源，但其發電量受天氣、季節和時間的影響較大，這也導致光伏電站的發電存在間歇性和波動性。為了解決這一問題，儲能技術作為一種有效的解決方案，已經在光伏電站中得到了廣泛應用。儲能柜是實現電能儲存與管理的關鍵設備，其能量管理系統能夠對電池充放電進行智能調度，以確保電站的穩定運行。

2022年已并網的儲能項目中,用戶側并網占比為8.36%,其中工商業儲能規模為占比為98.6%。隨著各省市的峰谷價差拉大,部分省市可實現兩充兩放,工商業儲能會更加具有經濟性,加上限電政策的影響,工商業儲能將在2023-2025年逐漸發展成主要的增長點。工商業儲能是用戶側儲能最主要的應用場景之一,當前主要應用場景包括峰谷套利、需(容)量管理、應急備電、動態增容及需求側響應。如何通過工商業儲能設備實現上述功能及安全、可、靠經濟運行，顯然已成為大多儲能集成廠家關注的重點，而作為儲能設備的“大腦”EMS也成為其中關鍵的一環，市場需求逐年增加。

2. 儲能柜能量管理系統概述

儲能柜能量管理系統（EMS）是集成了電池儲能技術、智能控制技術與數據通信技術的綜合管理平臺。其主要功能包括電池充放電管理、功率調度、能量優化、故障診斷與預警、數據監控與分析等。EMS能夠實時監控電池的狀態和儲能系統的運行狀況，并根據電網負荷需求、光伏電站發電情況以及電池儲能的充放電狀態，智能調度電能，達到優化電力資源利用的目的。

儲能能量管理系統Acrel-2000ES，專門針對工商業儲能柜、儲能集裝箱研發的一款儲能EMS，具有完善的儲能監控與管理功能,涵蓋了儲能系統設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息,實現了數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢與分析、可視化監控、報警管理、統計報表等功能。在應用上支持能量調度,具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

2.1能量管理系統組成架構

Acrel-2000ES，可通過直采或者通過通訊管理或串口服務器將儲能柜或者儲能集裝箱內部的設備接入系統。

2.2能量管理系統主要功能

儲能柜能量管理系統的主要功能包括以下幾個方面：

2.2.1電池充放電控制：根據光伏電站發電量和用電需求的變化，控制儲能柜內電池的充電與放電過程，以確保電站電力的穩定供應。

2.2.2功率調度與優化：對儲能系統進行動態調度，確保電力負荷的平衡，避免因電網電力過剩或不足而影響電站的運營。

2.2.3故障診斷與預警：實時監控電池和儲能系統的運行狀態，及時發現潛在的故障并發出預警，降低系統停機時間。

2.2.4 數據分析與決策支持：對光伏發電數據和儲能數據進行分析，為電站運維提供決策支持，優化電站運行策略。

2.3系統技術參數

2.4控制策略

2.5設備特點

2.5.1工業觸摸屏電腦

配置工控機與監控屏一體機支持13.3人機交互界面，實現設備監控、儲能優化調度參數設置、通信管理、實時告警等，實現本地化管理功能。

2.5.2數據采集功能強大

支持儲 能變流器電池管理系統 計量表計溫控系統消防系統等數據采集功能。

2.5.3接入設備可自由組合可擴展

設備接口豐富，根據用戶要求 可靈活配置（可通過通訊管理 機、 串口服務器等做設備擴展 接入） ；

2.5.4數據采集和轉發

支持串口、 TCP/IP， 4G (選 配)等通信模式，可與第三方 平臺數據交換。

支持IEC101、 IEC104、Modbus RTU、 Modbus TCP、 CDT等電力通信規約。

2.5.5功能特點

支持遠程秒級遙調遙控，緊急啟停；

策略運行支持本地模式和遠 程模式；

支持削峰填谷、 需量控制、 逆功率保護、 計劃跟蹤等策略

2.5.6安裝便捷

面板式安裝，PCS、BMS、計量、溫控、消防等，支持基于 RS485、干接點混合組網，方便安裝。

3. 儲能柜能量管理系統在光伏電站中的應用

光伏電站的挑戰之一是如何有效管理間歇性的電力供應。儲能柜能量管理系統能夠根據光伏發電的實時數據，調節電池的充放電過程，以實現以下目標：

3.1 優化光伏電站運行效率

通過儲能柜的能量管理系統，可以實時調度光伏電站的發電與儲能過程。例如，當光伏電站發電量過高時，多余的電能可以儲存在電池中，避免因電力過剩導致浪費；而在光照不足或用電需求高峰時，儲能系統可以提供電力，確保電站的穩定運行。

3.2 提升電力供應的穩定性

儲能柜能夠調節電力的儲存和釋放，減少由于光伏發電不穩定帶來的影響。在電力需求高峰時，儲能系統可以迅速釋放電能，補充電網的不足；而在電力過剩時，儲能系統則能將多余電能儲存，為未來的需求做準備。

3.3 降低運營成本

儲能柜能量管理系統能夠提高光伏電站的自用電比例，減少電力外購和電網的依賴，從而降低電站的運行成本。同時，系統的智能調度功能能夠避免不必要的電池損耗，延長設備的使用壽命，進一步降低運營成本。

3.4 提高電網互動能力

隨著分布式光伏電站的增多，儲能柜能量管理系統可以幫助光伏電站與電網進行互動。例如，通過儲能系統的調度，電站可以在電網負荷高峰時將儲存的電能注入電網，參與電網的平衡調節，提升電站的社會價值。

4.儲能柜能量管理系統功能界面

4.1系統進程

4.2數據庫管理

4.3數據庫管理

4.4通訊管理

4.5通訊管理

4.6圖形組態

4.7人機界面

5. 儲能柜能量管理系統的優勢與挑戰

5.1 優勢

提升系統穩定性與靈活性：儲能柜通過實時控制電池充放電，能夠在光伏發電波動時維持電站的穩定運行。

減少運營成本：智能的能量管理可以優化電力使用，降低能源浪費，提高系統經濟性。

延長設備壽命：通過科學的充放電策略，減少電池的過度充放，延長設備的使用壽命。

5.2 挑戰

技術復雜性：儲能柜能量管理系統涉及多個技術領域，包括電池管理、智能控制、數據分析等，需要較高的技術支持和維護能力。

成本問題：儲能設備和相關的管理系統初期投資較高，企業需要權衡投資成本與收益之間的關系。

政策與市場環境不確定性：隨著政策的不斷調整，光伏電站和儲能設備的市場需求也會發生變化，可能影響儲能技術的投資回報。

6. 結論

儲能柜能量管理系統在企業光伏運維電站中的應用，能夠有效提升光伏發電的穩定性和經濟性。通過智能化的能量管理，儲能系統不僅能優化電力調度，減少電力浪費，還能提高電網互動能力，降低運營成本。盡管面臨技術復雜性和投資成本等挑戰，但隨著技術的更新和政策的支持，儲能技術的廣泛應用將在未來光伏發電領域中發揮重要作用，為能源轉型和可持續發展做出貢獻。

審核編輯 黃宇