安科瑞劉鴻鵬

摘要

隨著能源轉型的加速和電力需求的波動，儲能系統在企業儲能電站中的應用日益廣泛。儲能能量管理系統（EMS）作為儲能設備的核心控制單元，能夠優化儲能設備的運行，提高能效并降低企業的用電成本。本文基于儲能柜能量管理系統，探討其在企業儲能電站中的應用，包括系統架構、功能特點及實際應用場景，并展望其未來發展方向。

1. 引言

在“雙碳”目標的推動下，儲能技術在電力系統中的作用愈發重要。企業儲能電站可以利用儲能系統實現削峰填谷、需量管理、備用電源等功能，提高用電效率，降低電費成本。然而，要實現智能化的儲能管理，僅依靠硬件設備是不夠的，儲能能量管理系統（EMS）作為“大腦”，在儲能系統的調度與優化中起著關鍵作用。

2. 社會背景

在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。

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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。

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3. 儲能柜運行數據監測難點

在企業儲能電站中，儲能柜的運行數據監測面臨諸多挑戰，主要難點包括以下幾個方面：

3.1 數據采集的多樣性與復雜性

儲能柜涉及多個子系統，如PCS（功率變流器）、BMS（電池管理系統）、電力計量表、溫控系統、消防系統等，每個子系統的監測參數不同。例如：

PCS：充放電功率、電壓、電流、運行模式、故障狀態等。

BMS：電池SOC（荷電狀態）、SOH（健康狀態）、單體電壓、溫度、均衡狀態等。

電表：電壓、電流、功率因數、頻率、電能計量等。

溫控系統：環境溫度、濕度、散熱風扇、空調運行狀態等。

消防系統：煙霧探測、氣體滅火系統狀態等。

要實現監測，需要對各類設備的數據進行采集，并確保數據格式統一、通訊協議兼容。

3.2 通信協議與數據標準不統一

儲能柜內的設備來自不同廠家，采用的通信協議各不相同，如ModbusRTU、ModbusTCP、IEC104、CAN、DL/T645等。這導致數據采集系統需要兼容多種協議，并能進行數據轉換和標準化，增加了系統的開發和運維難度。

3.3 數據傳輸的實時性與穩定性

儲能柜運行過程中，數據需要實時采集、傳輸和分析。例如，在進行需量控制或防逆流管理時，若數據傳輸延遲，可能導致系統無法及時調整充放電策略，進而影響電網穩定性或增加企業電費成本。同時，網絡抖動、通信中斷等問題也可能導致數據丟失或誤報。

3.4 海量數據的存儲與處理

儲能系統產生的數據量龐大，包括秒級、分鐘級的功率、電壓、電流等實時數據，以及長時存儲的歷史數據。如何存儲、索引、分析和調用這些數據，是監測系統的核心挑戰之一。例如，SOC曲線、PCS功率曲線等數據需要長時存儲，以便進行趨勢分析和異常檢測。

3.5 異常檢測與故障預警的準確性

儲能系統運行過程中可能出現多種異常，如：

PCS故障：過壓、過流、過溫、頻率異常等。

電池異常：單體電池過充、過放、電壓不均衡、溫度異常等。

通信故障：設備數據丟失、延遲或錯誤等。

要實現故障檢測和預警，需要結合多維度的數據分析，同時避免誤報和漏報。例如，SOC異常下降可能是電池老化導致的，但也可能是BMS通信異常造成的，如何區分這些情況是一個技術難點。

3.6 遠程監控與運維難度

企業儲能電站通常分布在多個地點，運維人員無法隨時到現場檢查，因此需要具備遠程監測和管理能力。然而，遠程監測面臨以下挑戰：

網絡安全：遠程監測系統容易成為網絡攻擊的目標，需要確保數據傳輸的安全性。

帶寬限制：大規模儲能系統可能涉及數千個數據點，如何在帶寬有限的情況下傳輸數據是一個難題。

實時控制：遠程下發控制命令（如調整充放電策略）需要確保執行的及時性和可靠性，避免因網絡延遲導致策略失效。

3.7 環境因素對監測設備的影響

儲能柜通常安裝在戶外或工業環境中，可能面臨極端天氣、粉塵、高濕度等挑戰。例如：

高溫環境可能影響溫度傳感器的準確性。

電磁干擾可能導致通信數據異常。

設備老化可能引起傳感器失效或數據漂移。

這些環境因素都會影響監測數據的準確性和可靠性，增加了運維難度。

3.8 數據可視化與分析能力

儲能柜的運行數據復雜，如何通過可視化方式呈現關鍵指標，并提供智能化分析，是另一個挑戰。例如，如何讓運維人員直觀地看到：

當前儲能柜的運行狀態（充放電情況、SOC變化）。

是否存在異?；蚬收希囟冗^高、電池不均衡等）。

歷史數據趨勢（過去一周的SOC變化、電池健康度下降趨勢等）。

如果監測系統缺乏數據分析和可視化能力，運維人員可能難以快速定位問題并做出相應決策。

儲能柜運行數據監測面臨數據采集復雜、通信協議不統一、數據存儲與處理挑戰、故障預警準確性難題、遠程監控限制等多方面難點。針對這些問題，企業可以采用能量管理系統，結合大數據分析、AI故障預測、邊緣計算等技術，提高儲能柜的運行監測精度和運維效率。

4. 儲能能量管理系統

安科瑞儲能能量管理系統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。

4.1功能介紹

Acrel2000ES儲能能量管理系統是專門針對工商業儲能柜和儲能集裝箱開發的一款儲能EMS，能夠實現對儲能系統的監測、控制和優化調度。其核心功能包括：

設備接入與數據采集：支持PCS（功率變流器）、BMS（電池管理系統）、電表、消防、空調等設備的數據采集和管理。

實時監測與告警：支持設備運行狀態監測，并提供異常報警和聯動控制。

能量調度與優化：支持削峰填谷、需量控制、防逆流控制等策略，優化儲能系統的充放電調度。

遠程監控與運維：支持本地與遠程模式切換，可通過4G、RS485、TCP/IP等方式進行遠程監控與數據交互。

172.，，有任何問題。，6972

都可以隨時問的。，5322

4.2 系統架構

Acrel2000ES系統采用模塊化設計，主要由以下部分組成：

數據采集單元：負責采集儲能系統中的電壓、電流、功率、電量、溫濕度等關鍵參數。

通信管理單元：支持多種通信協議，如ModbusRTU、ModbusTCP、IEC104等，確保與不同廠商設備的兼容性。

能量管理與控制單元：根據設定的策略，對PCS和BMS進行控制，實現充放電優化。

人機交互單元：提供13.3英寸觸摸屏界面，支持實時監控、參數設置、告警查詢、數據分析等功能。

4.3 主要功能

4.4 設備特點

4.5 系統功能

圖形組態

繪制：實時監測（ PCS、 BMS、 電表、溫濕度等），設備控制（溫控、 照明等）

關聯：曲線報表，視頻監控

人機界面

設備監控：PCS、BMS、電表、除濕機、消防主機、液冷主機。

曲線報表：PCS功率曲線、SOC曲線、統計報表、歷史曲線。

控制策略：削峰填谷、需 量控制、防逆 流控制等。

設備監控

4.6 Acrel-2000ES系統載體

4.7 設備規格

注：該結構為13.3寸，如需其他定制尺寸，單獨溝通。

總體尺寸：339×216×66mm

面板視口：339×216×5mm

機柜開孔：327×204mm

5. 應用場景

5.1工業園區

通過削峰填谷降低用電成本，同時利用備用電源功能保障關鍵設備在電網異常時的供電穩定性。

5.2商業綜合體

結合光伏發電系統，實現本地能源消納，提高新能源利用率，降低對電網的依賴。

5.3數據中心

通過需量控制和備用電源功能，確保數據中心在電網波動或斷電時的穩定運行。

5.4充電站

結合電動汽車充電需求，優化充放電策略，減少對電網的沖擊，降低峰值負荷。

結論

儲能柜能量管理系統在企業儲能電站中的應用，能夠有效提升儲能系統的智能化水平，提高用電效率并降低運營成本。通過削峰填谷、需量管理、防逆流控制等功能，該系統為企業提供了靈活的儲能管理解決方案。隨著智能電網和分布式能源的發展，儲能能量管理系統將在未來發揮更加重要的作用，為企業的能源管理帶來更多可能性。

審核編輯 黃宇