摘要

本文圍繞工商業(yè)儲能系統(tǒng)展開研究，闡述了其在用戶側(cè)儲能領(lǐng)域的重要地位與發(fā)展趨勢。隨著峰谷價差拉大與限電政策影響，工商業(yè)儲能在 2023-2025 年成為儲能行業(yè)主要增長點。文中詳細分析了工商業(yè)儲能的峰谷套利、需（容）量管理等核心應(yīng)用場景，深入探討如何借助儲能設(shè)備實現(xiàn)功能的安全、可靠與經(jīng)濟運行。重點介紹安科瑞儲能能量管理系統(tǒng) Acrel-2000ES，剖析其功能特性以及對推動工商業(yè)儲能發(fā)展的關(guān)鍵價值，旨在為相關(guān)企業(yè)和研究人員提供有益參考。

關(guān)鍵詞

工商業(yè)儲能；用戶側(cè)儲能；安科瑞 Acrel-2000ES；能量管理系統(tǒng)

一、引言

在全球能源結(jié)構(gòu)加速轉(zhuǎn)型的大背景下，儲能技術(shù)作為實現(xiàn)可再生能源高效利用、提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵支撐，正迎來快速發(fā)展的黃金時期。在各類儲能應(yīng)用場景中，用戶側(cè)儲能憑借其靠近用戶端、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢，逐漸成為行業(yè)發(fā)展的新焦點。而工商業(yè)儲能作為用戶側(cè)儲能的主要應(yīng)用形式，在 2022 年已并網(wǎng)的儲能項目中，用戶側(cè)并網(wǎng)占比 8.36%，其中工商業(yè)儲能規(guī)模占比高達 98.6% 。隨著各省市峰谷價差不斷拉大，部分地區(qū)實現(xiàn)兩充兩放，工商業(yè)儲能的經(jīng)濟性愈發(fā)凸顯。加之限電政策的推動，工商業(yè)儲能在 2023-2025 年有望成為儲能行業(yè)的主要增長點。如何通過儲能設(shè)備實現(xiàn)工商業(yè)儲能的各項功能，并確保其安全、可靠、經(jīng)濟運行，已成為儲能集成廠家關(guān)注的核心問題。能量管理系統(tǒng)（EMS）作為儲能設(shè)備的 “大腦”，在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用 ，本文將對工商業(yè)儲能系統(tǒng)展開深入探討，并介紹安科瑞儲能能量管理系統(tǒng) Acrel-2000ES 的功能及應(yīng)用價值。

系統(tǒng)架構(gòu)圖

二、工商業(yè)儲能的發(fā)展背景與趨勢

2.1 市場規(guī)模持續(xù)擴張

據(jù)中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會發(fā)布的《2023 中國工商業(yè)儲能發(fā)展白皮書》顯示，2023 年全球工商業(yè)儲能新增裝機量預(yù)計達到 1.5GW，2025 年有望增長到 11.5GW，屆時全球工商業(yè)儲能的累計市場規(guī)模將達到 190 - 240 億元。在中國，2023 年 1-6 月，用戶側(cè)儲能項目新增裝機規(guī)模約 138MW，主要類型為工商業(yè)儲能。預(yù)計 2023 年中國工商業(yè)儲能新增裝機規(guī)模有望達到 300 - 400MW，到 2025 年，按新型儲能裝機總量約 70GW 估計，中國工商業(yè)儲能裝機總量約為 3.2GW，約占新型儲能裝機總量的 4.5%。

2.2 政策與市場雙重驅(qū)動

政策導(dǎo)向、用電單位的自我調(diào)節(jié)能力、電價補貼政策的出臺以及國內(nèi)電力市場化改革的持續(xù)推進，共同推動工商業(yè)儲能的發(fā)展。峰谷價差的拉大與限電政策的實施，促使工商業(yè)用戶為降低用電成本、保障生產(chǎn)穩(wěn)定，積極采用儲能系統(tǒng)。在未來 3 - 5 年，工商業(yè)儲能在我國將成為主流儲能應(yīng)用模式。

2.3 商業(yè)模式日益豐富

目前，國內(nèi)工商業(yè)儲能市場形成了合同能源管理、融資租賃 + 合同能源管理、業(yè)主自投資和純租賃四大商業(yè)模式。早期，由于投資成本高和用戶安全擔(dān)憂，合同能源管理和融資租賃模式更受青睞；隨著市場成熟，業(yè)主自投資和純租賃模式將逐漸占據(jù)主導(dǎo)。

三、工商業(yè)儲能的主要應(yīng)用場景

3.1 峰谷套利

峰谷套利是工商業(yè)儲能最常見的應(yīng)用場景。在電價低谷時段，儲能系統(tǒng)進行充電操作，儲存電能；在電價高峰時段，儲能系統(tǒng)放電，滿足工商業(yè)用戶的電力需求，從而降低企業(yè)的用電成本。以工廠園區(qū)為例，這類場所通常是能源消耗大戶，用電需求具有明顯的波動性和季節(jié)性。通過智能調(diào)度和管理，儲能系統(tǒng)能夠根據(jù)工廠園區(qū)的實際用電需求，靈活調(diào)整充放電策略，實現(xiàn)能源的最大化利用。

3.2 需（容）量管理

需（容）量管理是指通過對工商業(yè)用戶用電需量或容量的監(jiān)測與控制，降低用戶的需量電費或容量電費。儲能系統(tǒng)可以在用戶需量或容量接近限額時，釋放儲存的電能，避免用戶因超出限額而支付高額費用。在數(shù)據(jù)中心等高能耗場所，通過合理配置儲能系統(tǒng)，可有效降低需量或容量電費支出。

3.3 應(yīng)急備電

應(yīng)急備電對于保障工商業(yè)用戶的生產(chǎn)連續(xù)性至關(guān)重要。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障或停電時，儲能系統(tǒng)能夠迅速切換為備用電源，為關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備提供電力支持，避免因停電造成的生產(chǎn)中斷和經(jīng)濟損失。如通信基站、醫(yī)院等對供電可靠性要求極高的場所，儲能系統(tǒng)作為應(yīng)急備電設(shè)備，可確保通信暢通和醫(yī)療服務(wù)的正常進行。

3.4 動態(tài)增容

在一些工商業(yè)場所，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，電力需求可能會超出原有供電容量的限制。儲能系統(tǒng)可以在用電高峰時提供額外的電力支持，實現(xiàn)動態(tài)增容，幫助企業(yè)避免因擴容帶來的高額投資。對于商業(yè)綜合體等用電需求復(fù)雜多樣的場所，儲能系統(tǒng)的動態(tài)增容功能能夠有效滿足其用電需求。

3.5 需求側(cè)響應(yīng)

需求側(cè)響應(yīng)是指通過激勵措施，引導(dǎo)工商業(yè)用戶在電力供需緊張時調(diào)整用電行為，減少電力需求。儲能系統(tǒng)可以作為需求側(cè)響應(yīng)的重要手段，在電力供應(yīng)緊張時，釋放電能，減輕電網(wǎng)負擔(dān)；在電力供應(yīng)充裕時，進行充電，實現(xiàn)電力的削峰填谷。在工業(yè)園區(qū)中，儲能系統(tǒng)可參與電網(wǎng)的需求側(cè)響應(yīng)，優(yōu)化能源配置，提升電網(wǎng)運行效率。

四、工商業(yè)儲能設(shè)備的安全、可靠與經(jīng)濟運行

4.1 安全運行

4.1.1 熱管理系統(tǒng)

熱失控是影響儲能系統(tǒng)安全的關(guān)鍵因素。溫度過高會導(dǎo)致電芯內(nèi)部材料分解，引發(fā)短路和燃燒爆炸。為避免熱失控，工商業(yè)儲能系統(tǒng)通常配備溫控系統(tǒng)，目前主要技術(shù)路線包括風(fēng)冷和液冷。風(fēng)冷技術(shù)成熟，設(shè)計與安裝維護相對簡單，還具備一定除濕能力，但冷卻效果相對較弱，占用空間較多。液冷冷卻效率高，調(diào)溫響應(yīng)快、精度高，散熱器體積小，對空間需求小，但設(shè)計復(fù)雜，維護難度較大。隨著電芯單體能量密度不斷增加，對散熱效率要求越來越高，液冷將成為市場主流技術(shù)路線。

4.1.2 消防系統(tǒng)

盡管溫控系統(tǒng)能降低熱失控風(fēng)險，但不能完全杜絕。因此，工商業(yè)儲能系統(tǒng)還需配備消防系統(tǒng)。消防系統(tǒng)一般由探測器和自動滅火系統(tǒng)組成，探測器可實時監(jiān)測儲能系統(tǒng)的運行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，自動滅火系統(tǒng)將迅速啟動。滅火劑的選擇包括氣體滅火劑、水基滅火劑和氣溶膠滅火劑等，業(yè)內(nèi)常用 “多次氣體噴射” 的加強型配置或 “氣體 + 細水霧” 的復(fù)合型配置，以防止復(fù)燃。

4.1.3 熱仿真技術(shù)

熱仿真技術(shù)可在不制作實際產(chǎn)品的前提下，模擬儲能系統(tǒng)在不同運行場景下的溫度與散熱情況，提前發(fā)現(xiàn)和解決熱管理方面的問題，優(yōu)化散熱設(shè)計，確保儲能系統(tǒng)在真實工作環(huán)境下性能穩(wěn)定。

4.2 可靠運行

4.2.1 設(shè)備選型與配置

選擇質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定的儲能設(shè)備，是保障儲能系統(tǒng)可靠運行的基礎(chǔ)。同時，要確保各設(shè)備之間的兼容性，避免因設(shè)備不兼容導(dǎo)致系統(tǒng)故障。

4.2.2 智能監(jiān)控與預(yù)警

通過實時監(jiān)測儲能系統(tǒng)的運行參數(shù)，如電壓、電流、溫度等，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和異常情況，并發(fā)出預(yù)警信號。智能監(jiān)控系統(tǒng)還可對設(shè)備的運行狀態(tài)進行分析和預(yù)測，提前采取措施，預(yù)防故障發(fā)生。

4.3 經(jīng)濟運行

4.3.1 優(yōu)化充放電策略

根據(jù)電網(wǎng)的峰谷電價、用戶的用電需求和儲能系統(tǒng)的狀態(tài)，制定合理的充放電策略，實現(xiàn)峰谷套利和需（容）量管理，降低用戶的用電成本。同時，通過參與需求側(cè)響應(yīng)，獲取相應(yīng)的經(jīng)濟收益。

4.3.2 降低運維成本

采用智能化的運維管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對儲能系統(tǒng)的遠程監(jiān)控和診斷，及時發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備故障，減少人工巡檢和維修成本。此外，通過優(yōu)化設(shè)備配置和運行參數(shù)，延長設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備更換成本。

五、安科瑞儲能能量管理系統(tǒng) Acrel-2000ES

5.1 系統(tǒng)概述

安科瑞儲能能量管理系統(tǒng) Acrel-2000ES 是專門針對設(shè)備供應(yīng)商、儲能集成商、電池商所生產(chǎn)的工商業(yè)儲能柜、儲能集裝箱研發(fā)的一款儲能 EMS。該系統(tǒng)具有完善的儲能監(jiān)控與管理功能，涵蓋了儲能系統(tǒng)設(shè)備（PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等）的詳細信息，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)計報表等功能，為用戶提供全方位的儲能系統(tǒng)管理服務(wù)。更多資料請聯(lián)系安科瑞陳芳芳136/119655/14

5.2 系統(tǒng)功能

5.2.1 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控

Acrel-2000ES 能夠?qū)崟r監(jiān)控儲能系統(tǒng)中 PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防及傳感器等設(shè)備的運行狀態(tài)和參數(shù)，如電壓、電流、溫度、濕度等。系統(tǒng)可形成一次接線圖界面，實現(xiàn)關(guān)鍵位置開關(guān)的可視可控，并顯示整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)架構(gòu)拓撲圖及基本信息，使用戶能夠直觀了解儲能系統(tǒng)的運行情況。

5.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析

系統(tǒng)具備強大的數(shù)據(jù)處理與分析能力，不僅能夠?qū)Σ杉降臄?shù)據(jù)進行深度分析，為優(yōu)化能源管理提供數(shù)據(jù)支持，還能生成 PCS 充放電功率曲線、SOC 變換曲線、電壓、電流、溫度等歷史曲線，方便用戶進行數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中的問題。

5.2.3 故障告警與報警管理

該系統(tǒng)具有實時告警功能，一旦儲能充放電越限、溫度越限、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)生，系統(tǒng)將立即發(fā)出告警，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。同時，系統(tǒng)可對遙信變位、溫濕度、電壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯、查詢統(tǒng)計和事故分析。

5.2.4 能量調(diào)度與控制

在高級應(yīng)用方面，Acrel-2000ES 支持能量調(diào)度，具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。系統(tǒng)能夠根據(jù)實時數(shù)據(jù)和算法預(yù)測電力需求和可再生能源輸出，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，提高能源利用效率。

5.2.5 用戶管理與安全保障

系統(tǒng)可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障，防止未經(jīng)授權(quán)的操作對系統(tǒng)造成損害。

5.3 系統(tǒng)應(yīng)用價值

5.3.1 提升儲能系統(tǒng)管理效率

Acrel-2000ES 通過對儲能系統(tǒng)設(shè)備的全面監(jiān)控和管理，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中采集與分析，幫助用戶及時了解系統(tǒng)運行狀態(tài)，快速發(fā)現(xiàn)并解決問題，從而提升儲能系統(tǒng)的管理效率。

5.3.2 優(yōu)化儲能系統(tǒng)運行策略

借助系統(tǒng)的能量調(diào)度與控制功能，用戶可根據(jù)實際需求制定合理的充放電策略，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的優(yōu)化運行，降低用電成本，提高能源利用效率。

5.3.3 保障儲能系統(tǒng)安全可靠運行

系統(tǒng)的故障告警與報警管理功能以及用戶管理與安全保障機制，能夠有效預(yù)防和應(yīng)對各種安全隱患，保障儲能系統(tǒng)的安全可靠運行。

六、結(jié)論

隨著能源轉(zhuǎn)型的深入推進，工商業(yè)儲能作為用戶側(cè)儲能的重要應(yīng)用形式，在降低企業(yè)用電成本、保障生產(chǎn)穩(wěn)定、提升電網(wǎng)運行效率等方面發(fā)揮著重要作用。通過合理應(yīng)用儲能設(shè)備，實現(xiàn)峰谷套利、需（容）量管理、應(yīng)急備電、動態(tài)增容及需求側(cè)響應(yīng)等功能，并確保其安全、可靠、經(jīng)濟運行，已成為儲能行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。安科瑞儲能能量管理系統(tǒng) Acrel-2000ES 憑借其完善的功能和強大的性能，為工商業(yè)儲能系統(tǒng)的管理與優(yōu)化提供了有效的解決方案，推動了工商業(yè)儲能的發(fā)展。未來，隨著技術(shù)的不斷進步和市場的持續(xù)成熟，工商業(yè)儲能有望迎來更廣闊的發(fā)展空間，在全球能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮更大的作用。后續(xù)研究可圍繞儲能技術(shù)的創(chuàng)新、商業(yè)模式的優(yōu)化以及政策支持體系的完善等方向展開，進一步推動工商業(yè)儲能行業(yè)的健康發(fā)展。

審核編輯 黃宇