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        儲能EMS在柴儲項目上的應用

        發(fā)布時間: 2022-09-23  點擊次數: 2092次

        1.項目概述

        該項目位于濟南市中油濟柴,中油濟柴始建于1920年,是我國最早生產柴油機的廠家之一。不但是集團公司下屬的內燃機研發(fā)制造企業(yè),也是中國內燃機行業(yè)中進入石油鉆探領域的企業(yè)。核心業(yè)務是中大功率內燃機的研發(fā)制造,延伸業(yè)務包括液力傳動裝置、電氣控制裝置、燃氣動力集成裝置等。
        本次項目為EMS系統(tǒng)在柴發(fā)儲能項目的應用。EMS系統(tǒng)包含監(jiān)控及能量優(yōu)化管理主機,裝載綜合監(jiān)控軟件平臺,可實現(xiàn)與儲能變流器、BMS等進行通訊,監(jiān)測系統(tǒng)運行數據,并根據需求實行儲能系統(tǒng)的運行策略,實現(xiàn)能源的高效利用。

         

        2.項目建設以及內容

        EMS通訊拓撲分為兩層結構,頂層為總集中監(jiān)控系統(tǒng),底層設備:儲能變流器、電池管理系統(tǒng)(BMS)、計量電表系統(tǒng)等均接入監(jiān)控系統(tǒng)。
        監(jiān)控主機完成現(xiàn)場測控系統(tǒng)之間的網絡連接、轉換、數據采集、數據本地處理、協(xié)議轉換和命令的交換、本地用戶畫面監(jiān)視操作、控制策略,實現(xiàn)大容量實時數據的高速匯集傳輸,確保系統(tǒng)能夠快速、準確地得到所有監(jiān)測及監(jiān)控信息,并及時反饋網絡檢測的系統(tǒng)異常與故障,確??焖俣ㄎ慌c恢復。

         

        EMS與底層設備通信說明

        監(jiān)控的系統(tǒng)

        規(guī)約

        說明

        PCS

        LAN/Modbus

        接收EMS系統(tǒng)命令,進行交直流轉換

        BMS

        LAN/Modbus

        負責管理電池系統(tǒng)單元中的全部主控單元。上報關鍵電池模擬量采集的信息,并在電池系統(tǒng)異常時上報告警。保護電池使用安全

        電表

        RS485/Modbus

        接收、統(tǒng)計電表實時負荷信息

        電操

        干接點/Modbus

        控制斷路器電操

        其他

         

        視頻、開關狀態(tài)量等

         

        3.EMS的功能及設計

        (1)運行情況實時監(jiān)控

        系統(tǒng)能對所有被監(jiān)控的運行參數和狀態(tài)進行實時和定時數據采集,對重要歷史數據進行處理并存入數據庫。包括:
        BMS系統(tǒng)的各組電池的總電壓、電流、平均溫度、SOC、SOH、 充放電電流限值、單節(jié)最值電池電壓、單節(jié)最值電池溫度、故障及報警信息、歷史充放電電量、歷史充放電電能等常用信息。
        PCS的相關參數,包括:直流側各分支的電壓/電流/功率等、交流側的各相有功功率、無功功率、電壓、電流、功率因數、頻率和溫度、機柜溫度、運行狀態(tài)、報警及故障信息等常用信息,以及日充電量、日放電量、累計充電量、累計放電量(需加電表)等。
        負荷的各相電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率等信息。

        (2)運營數據顯示

        系統(tǒng)可根據用戶要求,進行實時數據、歷史數據的查看,并導出報表;

        (3)電站能量管理

        系統(tǒng)根據當前時段、當前負荷、當前上網電價、儲能電池SOC,自動控制潮流方向,確定微網系統(tǒng)充放電時段。

        (4)故障報警

        系統(tǒng)提供故障及狀態(tài)事件的記錄和導出功能。

        (5)報表、實時曲線、能量流動顯示

        系統(tǒng)提供實時曲線記錄、分析和查詢功能,自由選擇所需記錄和分析的數據,以曲線展現(xiàn)實時數據、歷史數據及歷史數據統(tǒng)計值,統(tǒng)計數據間隔為1分鐘、15分鐘。

           3.1能量管理系統(tǒng)主界面

         

        監(jiān)控系統(tǒng)數據表

        1

        數據監(jiān)控

        顯示PCS主要數據,包括:
        1.交流側三相電壓、電流、有功無功功率、功率因數,頻率,模塊溫度;
        2.電網側總有功功率、負載側總有功功率
        3.直流側電壓、電流、功率;
        4.交流充電量、放電量,直流充電量、放電量;
        5.設備運行狀態(tài),告警、故障狀態(tài);
        6.設備運行參數查看;

        顯示BMS主要數據,包括:
        1.SOC、總電壓、總電流、剩余容量;
        2.設備總告警、總故障狀態(tài);

        顯示計量電表主要數據;

        2

        系統(tǒng)電氣接線圖

        1.顯示儲能系統(tǒng)電氣主接線圖;
        2.顯示關鍵數據在電氣主接線圖上;
        3.充放電時顯示潮流方向;
        4.充放電時顯示PCS工作狀態(tài)(充電、或者放電);

        3

        運行曲線

        按每日24小時記錄運行曲線,曲線支持歷史數據查看,曲線數據包括:
        1.直流電壓;
        2.交流電流、直流電流;
        3.充放電有功功率;
        4.電池SOC;
        5.儲能集裝箱的箱內溫度和箱外溫度;

        4

        自動控制

        支持全自動運行。運行策略采用削峰填谷(谷時段時充電,峰時段時放電),具體的策略需要設置如下參數:
        1.當地峰谷時段(系統(tǒng)維護--信息管理器--電力負荷);
        2.PCS處于遠程控制模式;
        3.EMS的自動控制手柄處于“遙控”模式;
        4.電池的“充電低閾值”(電池低于此值時系統(tǒng)自動開始充電);
        5.電池的“充電高閾值”(電池高于此值時系統(tǒng)自動停止充電);
        6.電池的“放電高閾值”(電池高于此值時系統(tǒng)自動開始放電);
        7.電池的“放電低閾值”(電池低于此值時系統(tǒng)自動停止放電);
        8.設置充電、放電最大限值;

        5

        手動控制

        1.遙控開關機PCS;
        2.遙控開關機空調;

        3.遙控開關柜內斷路器電操(4個);

           3.2實時數據顯示

         

        4.運行策略

        使用工況:目前濟柴生產的柴發(fā)在試機時發(fā)出的電全部浪費了,現(xiàn)在計劃使用儲能系統(tǒng),將棄電全部儲存到儲能里,發(fā)出的電是交流400V。儲能系統(tǒng)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(qū)電網內消納使用。
        儲能系統(tǒng)通過一臺雙路切換柜,分別接至內部配電網和發(fā)電機組調試臺,兩路輸出通過機械和電氣控制方式實現(xiàn)互鎖,只能一路輸出。
        (1)當無發(fā)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(tǒng)反饋干接點信號,EMS系統(tǒng)控制儲能系統(tǒng)進入并網運行模式,根據設定的運行工況,實現(xiàn)削峰填谷自動運行,賺取電力差價。
        (2)當有發(fā)電機組測試任務時,在并網運行模式下提前將儲能系統(tǒng)電量放出,以滿足測試需要。測試時,將切換柜切至發(fā)電機組調試臺一側,通過輔助觸點向EMS系統(tǒng)反饋干接點信號,EMS系統(tǒng)控制儲能系統(tǒng)進入測試模式。測試模式下,儲能系統(tǒng)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(fā)電機組測試要求設置測試工步(充電功率曲線),實現(xiàn)手動/自動測試運行,同時將發(fā)電機組測試運行過程中發(fā)出的電力存儲起來,避免浪費;測試結束后,儲能系統(tǒng)重新切回至并網運行模式,將存儲的電力釋放出來,實現(xiàn)電費節(jié)約。

           4.1充放電界面

         

        5.總結  

        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(tǒng)的安全穩(wěn)定高效運行、提高能源綜合利用效率、促進新能源產業(yè)發(fā)展、推動能源戰(zhàn)略轉型有重要意義。通過優(yōu)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(xiàn)了不同應用場景(電源側、電網側、用戶側和輔助服務)和不同運行方式下的能量管控?;赒Touch的EMS能量管理系統(tǒng)為這一系列不同應用場景提供解決方案,促進新能源消納,協(xié)助電網削峰填谷,提升電網安全高效、低碳經濟運行水平。
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