安科瑞 宣依依
摘要：隨著可再生能源的快速發(fā)展，儲能技術(shù)成為解決能源間歇性和波動性問題的關(guān)鍵,。儲能能量管理系統(tǒng)（SEMS）作為儲能系統(tǒng)的核心控制單元，對提升儲能系統(tǒng)的性能,、優(yōu)化能源利用效率起著至關(guān)重要的作用,。本文深入探討了儲能能量管理系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計,、主要功能、關(guān)鍵技術(shù)以及其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用實例,，并對其未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望,，旨在為儲能能量管理系統(tǒng)的進(jìn)一步研究與應(yīng)用提供全面的參考。
關(guān)鍵詞：儲能能量管理系統(tǒng),；架構(gòu)設(shè)計,；功能實現(xiàn)；應(yīng)用前景
一,、引言
在全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下,，太陽能、風(fēng)能等可再生能源的裝機(jī)容量不斷攀升,。然而,，可再生能源的間歇性和波動性特點，給電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來了巨大挑戰(zhàn),。儲能系統(tǒng)作為一種能夠存儲電能并在需要時釋放的設(shè)備,，有效地彌補(bǔ)了可再生能源的這一缺陷。而儲能能量管理系統(tǒng)則是儲能系統(tǒng)的“大腦",，負(fù)責(zé)對儲能系統(tǒng)的充放電過程進(jìn)行控制和管理,，實現(xiàn)能源的利用和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
二,、儲能能量管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
?。ㄒ唬┯布軜?gòu)
1.數(shù)據(jù)采集單元：主要由各類傳感器組成，用于采集儲能系統(tǒng)中電池組的電壓,、電流,、溫度，以及電網(wǎng)的電壓,、頻率,、功率等參數(shù)。這些傳感器分布在電池管理系統(tǒng)（BMS）,、逆變器,、配電柜等設(shè)備中,，實時獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),，為能量管理系統(tǒng)的決策提供依據(jù)。
2.處理單元：通常采用高性能的工業(yè)計算機(jī)或嵌入式控制器,，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和運算能力,。它接收來自數(shù)據(jù)采集單元的實時數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的算法和策略進(jìn)行分析和處理,，生成相應(yīng)的控制指令,。
3.通信網(wǎng)絡(luò)：負(fù)責(zé)實現(xiàn)各單元之間的數(shù)據(jù)傳輸,，包括有線通信（如以太網(wǎng)、RS485總線等）和無線通信（如Wi-Fi,、藍(lán)牙,、ZigBee等）?？煽康耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)確保了數(shù)據(jù)的快速,、準(zhǔn)確傳輸，使能量管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r掌握儲能系統(tǒng)的運行狀態(tài),，并及時下達(dá)控制指令,。
（二）軟件架構(gòu)
1.數(shù)據(jù)處理層：對采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,，包括數(shù)據(jù)濾波,、異常值檢測與修正等。通過數(shù)據(jù)處理,，提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性,，為后續(xù)的分析和決策提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
2.能量管理策略層：這是軟件架構(gòu)的核心部分,，根據(jù)系統(tǒng)的運行目標(biāo)（如削峰填谷,、可再生能源消納、提高電能質(zhì)量等）制定相應(yīng)的能量管理策略,。常見的策略包括基于規(guī)則的控制策略,、優(yōu)化算法控制策略（如線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃等）和智能控制策略（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),、模糊控制等）,。
3.用戶界面層：為用戶提供直觀的操作界面，包括系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測,、參數(shù)設(shè)置,、歷史數(shù)據(jù)查詢與分析等功能。用戶可以通過該界面實時了解儲能系統(tǒng)的運行情況,，并根據(jù)實際需求調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)和控制策略,。
三、儲能能量管理系統(tǒng)主要功能
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1.充放電功率調(diào)節(jié)：根據(jù)電網(wǎng)的實時需求和儲能系統(tǒng)的狀態(tài),，控制儲能系統(tǒng)的充放電功率。在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期,，以合適的功率對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,，儲存多余的電能；在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期，控制儲能系統(tǒng)以設(shè)定的功率放電,，為電網(wǎng)補(bǔ)充電能,，實現(xiàn)削峰填谷的功能。
2.充放電模式選擇：支持多種充放電模式,，如恒流充電,、恒壓充電、恒功率放電等,。根據(jù)電池的類型,、狀態(tài)和實際應(yīng)用場景，選擇*優(yōu)的充放電模式,，以延長電池的使用壽命,，提高儲能系統(tǒng)的性能。
?。ǘ╇姵貭顟B(tài)監(jiān)測與管理
1.電池狀態(tài)估計：通過對電池的電壓,、電流、溫度等參數(shù)的監(jiān)測和分析,，實時估計電池的荷電狀態(tài)（SOC）,、健康狀態(tài)（SOH）和剩余使用壽命（RUL）。準(zhǔn)確的電池狀態(tài)估計對于優(yōu)化儲能系統(tǒng)的運行策略,、保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要,。
2.電池均衡管理：由于電池組中各單體電池在制造工藝、使用環(huán)境等方面存在差異,，長時間使用后會出現(xiàn)不一致性問題,，影響電池組的整體性能和壽命。能量管理系統(tǒng)通過電池均衡管理功能,，對電池組中的單體電池進(jìn)行充放電均衡,，減小單體電池之間的差異，提高電池組的一致性和可靠性,。
?。ㄈ┠芰績?yōu)化調(diào)度
1.可再生能源消納優(yōu)化：在含有可再生能源發(fā)電的系統(tǒng)中，儲能能量管理系統(tǒng)根據(jù)可再生能源的發(fā)電預(yù)測和實時功率輸出,，合理安排儲能系統(tǒng)的充放電計劃,，*大限度地消納可再生能源，減少棄風(fēng),、棄光現(xiàn)象的發(fā)生,。
2.多能源協(xié)同優(yōu)化：對于包含多種能源形式（如電力、熱力,、天然氣等）的綜合能源系統(tǒng),，能量管理系統(tǒng)通過對不同能源之間的耦合關(guān)系進(jìn)行分析，實現(xiàn)多能源的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度,，提高整個能源系統(tǒng)的綜合利用效率和經(jīng)濟(jì)效益,。
（四）系統(tǒng)安全保護(hù)
1.過充過放保護(hù)：實時監(jiān)測電池的電壓和SOC,，當(dāng)電池電壓或SOC達(dá)到設(shè)定的上限或下限,，及時采取措施停止充電或放電，防止電池過充過放,，避免電池?fù)p壞甚至引發(fā)安全事故,。
2.過溫保護(hù)：對電池的溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，當(dāng)電池溫度過高時,，啟動散熱系統(tǒng)或調(diào)整充放電功率,，降低電池溫度，確保電池在安全的溫度范圍內(nèi)運行,。
3.故障診斷與報警：對儲能系統(tǒng)的各個設(shè)備和部件進(jìn)行實時監(jiān)測,，一旦發(fā)現(xiàn)故障，能夠迅速進(jìn)行診斷和定位,，并及時發(fā)出報警信號,，通知運維人員進(jìn)行處理，保障系統(tǒng)的安全可靠運行,。
四,、儲能能量管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
（一）電池模型與算法
1.電池等效電路模型：建立準(zhǔn)確的電池等效電路模型,，能夠更準(zhǔn)確地描述電池的電氣特性和動態(tài)響應(yīng),。通過對模型參數(shù)的辨識和優(yōu)化，提高電池狀態(tài)估計的準(zhǔn)確性,。常見的電池等效電路模型有Rint模型,、Thevenin模型、PNGV模型等,。
2.智能算法在電池管理中的應(yīng)用：利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),、支持向量機(jī)等智能算法對電池的SOC、SOH等狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測和估計,。這些算法具有強(qiáng)大的非線性映射能力和自學(xué)習(xí)能力,，能夠有效提高電池狀態(tài)估計的精度和可靠性。
?。ǘ崟r數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)
1.高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備：采用高速,、高精度的數(shù)據(jù)采集卡和傳感器，實現(xiàn)對儲能系統(tǒng)中各種參數(shù)的快速,、準(zhǔn)確采集,。確保數(shù)據(jù)采集的頻率和精度滿足能量管理系統(tǒng)實時控制的需求。
2.大數(shù)據(jù)處理技術(shù)：面對儲能系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，運用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行存儲,、分析和挖掘,。通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，提取有價值的信息,，為能量管理策略的優(yōu)化和系統(tǒng)的性能評估提供支持,。
（三）通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
1.工業(yè)以太網(wǎng)通信技術(shù)：在儲能系統(tǒng)內(nèi)部,，廣泛采用工業(yè)以太網(wǎng)作為主要的通信方式,，實現(xiàn)各設(shè)備之間的高速、可靠數(shù)據(jù)傳輸,。工業(yè)以太網(wǎng)具有通信速率高,、實時性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點,，能夠滿足儲能能量管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膰?yán)格要求,。
2.無線通信技術(shù)的應(yīng)用：在一些分布式儲能系統(tǒng)或?qū)`活性要求較高的場景中，無線通信技術(shù)（如4G,、5G,、LoRa等）發(fā)揮著重要作用。無線通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸,，降低布線成本,，提高系統(tǒng)的部署靈活性。
五,、儲能能量管理系統(tǒng)應(yīng)用實例
?。ㄒ唬╇娋W(wǎng)側(cè)儲能應(yīng)用
在某地區(qū)電網(wǎng)的一座變電站中，安裝了一套大規(guī)模的儲能系統(tǒng),，并配備了先進(jìn)的儲能能量管理系統(tǒng),。該系統(tǒng)通過實時監(jiān)測電網(wǎng)的負(fù)荷變化和運行狀態(tài)，在負(fù)荷低谷期利用廉價的電能對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電,，在負(fù)荷高峰期將儲存的電能釋放到電網(wǎng)中,，有效緩解了電網(wǎng)的供電壓力，降低了峰谷電價差帶來的成本,。同時,，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障或電能質(zhì)量問題時，儲能系統(tǒng)能夠快速響應(yīng),，提供緊急功率支持,，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
?。ǘ┛稍偕茉窗l(fā)電配套儲能應(yīng)用
在一個大型風(fēng)電場中,，為了解決風(fēng)電的間歇性和波動性問題,，提高風(fēng)電的并網(wǎng)穩(wěn)定性和消納能力，配套建設(shè)了儲能系統(tǒng)及能量管理系統(tǒng),。能量管理系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)速預(yù)測和風(fēng)機(jī)的實時發(fā)電功率,，動態(tài)調(diào)整儲能系統(tǒng)的充放電策略。當(dāng)風(fēng)速較大,、風(fēng)電出力過剩時，將多余的電能儲存起來,；當(dāng)風(fēng)速較低或電網(wǎng)需求較大時,，控制儲能系統(tǒng)放電，補(bǔ)充風(fēng)電出力的不足,。通過這種方式,，有效提高了風(fēng)電場的發(fā)電效率和可靠性，減少了棄風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生,。
?。ㄈ┯脩魝?cè)儲能應(yīng)用
某商業(yè)綜合體為了降低用電成本，提高能源利用效率,，在其配電系統(tǒng)中安裝了用戶側(cè)儲能系統(tǒng),，并采用了儲能能量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對商業(yè)綜合體的用電負(fù)荷進(jìn)行實時監(jiān)測和分析,，利用峰谷電價差,，在夜間低谷電價時段對儲能系統(tǒng)充電，在白天高峰電價時段利用儲能系統(tǒng)放電,，為商業(yè)綜合體內(nèi)部的設(shè)備供電,。同時，能量管理系統(tǒng)還具備應(yīng)急電源功能,，在電網(wǎng)停電時,，能夠迅速切換至儲能供電模式，保障商業(yè)綜合體的正常運營,。
六,、儲能能量管理系統(tǒng)發(fā)展趨勢
（一）智能化與自適應(yīng)控制
隨著人工智能,、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)的不斷發(fā)展,，未來的儲能能量管理系統(tǒng)將更加智能化和自適應(yīng)。系統(tǒng)能夠根據(jù)實時的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境變化,，自動調(diào)整能量管理策略,，實現(xiàn)更加準(zhǔn)確的控制。例如,，通過深度學(xué)習(xí)算法對大量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí),，預(yù)測電網(wǎng)負(fù)荷和可再生能源發(fā)電的變化趨勢,，提前優(yōu)化儲能系統(tǒng)的充放電計劃。
?。ǘ┡c分布式能源系統(tǒng)的深度融合
分布式能源系統(tǒng)（如分布式光伏,、小型風(fēng)力發(fā)電、微電網(wǎng)等）的快速發(fā)展,，對儲能能量管理系統(tǒng)提出了更高的要求,。未來的儲能能量管理系統(tǒng)將不僅僅局限于對儲能系統(tǒng)本身的控制，還將與分布式能源系統(tǒng)中的各種能源設(shè)備進(jìn)行深度融合,，實現(xiàn)多能源的協(xié)同優(yōu)化和智能調(diào)控,，構(gòu)建更加可靠的分布式能源網(wǎng)絡(luò)。
?。ㄈ┰破脚_與大數(shù)據(jù)應(yīng)用
借助云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù),，儲能能量管理系統(tǒng)將實現(xiàn)數(shù)據(jù)的云端存儲和分析。通過建立儲能云平臺,，將分散在各地的儲能系統(tǒng)連接起來,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理和共享。利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù),，對海量的儲能運行數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析,，為儲能系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計、性能評估,、故障預(yù)測等提供有力支持,，同時也為電力市場的交易決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
七,、Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
1平臺概述
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng),，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，總結(jié)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗,，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng),。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電,、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入,，*進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏,、風(fēng)能,、儲能系統(tǒng)、充電站運行狀態(tài)及健康狀況,，是一個集監(jiān)控系統(tǒng),、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運行為目標(biāo),，促進(jìn)可再生能源應(yīng)用,，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性,、補(bǔ)償負(fù)荷波動；有效實現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理,、消除晝夜峰谷差,、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運行效率,、降低供電成本,。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠,、經(jīng)濟(jì)運行提供了全新的解決方案,。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層：設(shè)備層,、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層,。站級通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議,，物理媒介可以為光纖,、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等,。系統(tǒng)支持ModbusRTU,、ModbusTCP、CDT,、IEC60870-5-101,、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104,、MQTT等通信規(guī)約,。
2平臺適用場合
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、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求,。
3系統(tǒng)架構(gòu)
本平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層,，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：
圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式
八,、充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案
1實時監(jiān)測
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行狀態(tài),，實時監(jiān)測光伏,、風(fēng)電,、儲能、充電站等各回路電壓,、電流,、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,，動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器,、隔離開關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障,、告警等信號,。其中，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：相電壓,、線電壓,、三相電流、有功/無功功率,、視在功率,、功率因數(shù)、頻率,、有功/無功電度,、頻率和正向有功電能累計值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關(guān)狀態(tài),、斷路器故障脫扣告警等,。
系統(tǒng)應(yīng)可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理,，使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息,、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設(shè)置等,。
系統(tǒng)應(yīng)可以對儲能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理,，能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時告警，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,、儲能,、充電站及總體負(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,，儲能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示,。
圖1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,、儲能信息、充電站信息,、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等,。
1.1光伏界面
圖2光伏系統(tǒng)界面
本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè),、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警,、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計,、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計,、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計,、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測,、發(fā)電功率模擬及效率分析,；同時對系統(tǒng)的總功率,、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
1.2儲能界面
圖3儲能系統(tǒng)界面
本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲能裝機(jī)容量,、儲能當(dāng)前充放電量,、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線,。
圖4儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面
本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,，包括開關(guān)機(jī)、運行模式,、功率設(shè)定以及電壓,、電流的限值。
圖5儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面
本界面用來展示對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6儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對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7儲能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對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。同時針對交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警,。
圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對PCS直流側(cè)數(shù)據(jù),，主要包括電壓、電流,、功率,、電量等。同時針對直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警,。
圖9儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面
本界面用來展示對PCS狀態(tài)信息,，主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài),、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等,。
圖10儲能電池狀態(tài)界面
本界面用來展示對BMS狀態(tài)信息，主要包括儲能電池的運行狀態(tài),、系統(tǒng)信息,、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時展示當(dāng)前儲能電池的SOC信息,。
圖11儲能電池簇運行數(shù)據(jù)界面
本界面用來展示對電池簇信息,，主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當(dāng)前電芯的電壓,、溫度值及所對應(yīng)的位置,。
1.3風(fēng)電界面
圖12風(fēng)電系統(tǒng)界面
本界面用來展示對風(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)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警,、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計,、發(fā)電收益統(tǒng)計,、碳減排統(tǒng)計、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析,；同時對系統(tǒng)的總功率,、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
1.4充電站界面
圖13充電站界面
本界面用來展示對充電站系統(tǒng)信息,，主要包括充電站用電總功率,、交直流充電站的功率、電量,、電量費用,，變化曲線、各個充電站的運行數(shù)據(jù)等,。
1.5視頻監(jiān)控界面
圖14微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面
本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面,，且通過不同的配置，實現(xiàn)預(yù)覽,、回放,、管理與控制等。
1.6發(fā)電預(yù)測
系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù),、實測數(shù)據(jù),、未來天氣預(yù)測數(shù)據(jù)，對分布式發(fā)電進(jìn)行短期,、超短期發(fā)電功率預(yù)測,，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測可進(jìn)行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃,，便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控,。
圖15光伏預(yù)測界面
1.7策略配置
系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量,、負(fù)荷需求及分時電價信息,，進(jìn)行系統(tǒng)運行模式的設(shè)置及不同控制策略配置,。如削峰填谷,、周期計劃、需量控制,、防逆流,、有序充電、動態(tài)擴(kuò)容等,。
具體策略根據(jù)項目實際情況（如儲能柜數(shù)量,、負(fù)載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進(jìn)行接口適配和策略調(diào)整,，同時支持定制化需求,。
圖16策略配置界面
1.8運行報表
應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流,、三相電壓,、總功率因數(shù)、總有功功率,、總無功功率,、正向有功電能、尖峰平谷時段電量等,。
圖17運行報表
1.9實時報警
應(yīng)具有實時報警功能,，系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關(guān)閉等遙信變位,，及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動作或事故跳閘時應(yīng)能發(fā)出告警,，應(yīng)能實時顯示告警事件或跳閘事件，包括保護(hù)事件名稱,、保護(hù)動作時刻,；并應(yīng)能以彈窗、聲音,、短信和電話等形式通知相關(guān)人員,。
圖18實時告警
1.10歷史事件查詢
應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動作,、事故跳閘,，以及電壓、電流,、功率,、功率因數(shù)、電芯溫度（鋰離子電池）,、壓力（液流電池）,、光照、風(fēng)速,、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理,，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計,、事故分析,。
圖19歷史事件查詢
1.11電能質(zhì)量監(jiān)測
應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況,，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素,。
1）在供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實時顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率,、三相電壓不平衡度*和正序/負(fù)序/零序電壓值,、三相電流不平衡度*和正序/負(fù)序/零序電流值,；
2）諧波分析功能：系統(tǒng)應(yīng)能實時顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率,、奇次諧波電壓總畸變率,、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率,、偶次諧波電流總畸變率,；應(yīng)能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率,、0.5～63.5次間諧波電壓含有率,、0.5～63.5次間諧波電流含有率；
3）電壓波動與閃變：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動值,、A/B/C三相電壓短閃變值,、A/B/C三相電壓長閃變值；應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動曲線,、短閃變曲線和長閃變曲線,；應(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差；
4）功率與電能計量：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率,、無功功率和視在功率,；應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無功功率,、總視在功率和總功率因素,；應(yīng)能提供有功負(fù)荷曲線，包括日有功負(fù)荷曲線（折線型）和年有功負(fù)荷曲線（折線型）,；
5）電壓暫態(tài)監(jiān)測：在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升,、電壓暫降、短時中斷發(fā)生時,，系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生告警,，事件能以彈窗、閃爍,、聲音,、短信、電話等形式通知相關(guān)人員,；系統(tǒng)應(yīng)能查看相應(yīng)暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形,。
6）電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括均值,、*值、*值,、95%概率值,、方均根值,。
7）事件記錄查看功能：事件記錄應(yīng)包含事件名稱、狀態(tài)（動作或返回）,、波形號,、越限值、故障持續(xù)時間,、事件發(fā)生的時間,。
圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面
1.12遙控功能
應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作,，并遵循遙控預(yù)置,、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序,，可以及時執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令,。
圖21遙控功能
1.13曲線查詢
應(yīng)可在曲線查詢界面，可以直接查看各電參量曲線,，包括三相電流,、三相電壓、有功功率,、無功功率,、功率因數(shù)、SOC,、SOH,、充放電量變化等曲線。
圖22曲線查詢
1.14統(tǒng)計報表
具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能,，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的發(fā)電,、用電、充放電情況,，即該節(jié)點進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表,。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進(jìn)行統(tǒng)計分析；對系統(tǒng)運行的節(jié)能,、收益等分析,；具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析，包括年停電時間,、年停電次數(shù)等分析,；具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
圖23統(tǒng)計報表
1.15網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài),，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),；可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位,。
圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/p>
本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)?，包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容,、電網(wǎng)連接方式、斷路器,、表計等信息,。
1.16通信管理
可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制,、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測,。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序，然后選擇通信控制啟動所有端口或某個端口,，快速查看某設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況,。通信應(yīng)支持ModbusRTU、ModbusTCP,、CDT,、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103,、IEC60870-5-104,、MQTT等通信規(guī)約。
圖25通信管理
1.17用戶權(quán)限管理
應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能,。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控操作,，運行參數(shù)修改等）?？梢远x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(hù),、管理提供可靠的安全保障。
圖26用戶權(quán)限
1.18故障錄波
應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時,，自動準(zhǔn)確地記錄故障前,、后過程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析,、比較,，對分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動作,、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用,。其中故障錄波共可記錄16條，每條錄波可觸發(fā)6段錄波,，每次錄波可記錄故障前8個周波,、故障后4個周波波形，總錄波時間共計46s,。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量,、10個開關(guān)量波形,。
圖27故障錄波
1.19事故追憶
可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據(jù),，包括開關(guān)位置,、保護(hù)動作狀態(tài)、遙測量等,，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),。
用戶可自定義事故追憶的啟動事件，當(dāng)每個事件發(fā)生時,，存儲事故掃描周期及事故后10個掃描周期的有關(guān)點數(shù)據(jù),。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶隨意修改。
九,、硬件及其配套產(chǎn)品
十,、結(jié)束語
儲能能量管理系統(tǒng)作為儲能系統(tǒng)的核心組成部分，在提高能源利用效率,、保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行,、促進(jìn)可再生能源發(fā)展等方面發(fā)揮著不可替代的作用。通過不斷優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu),、完善功能設(shè)計,、創(chuàng)新關(guān)鍵技術(shù)，儲能能量管理系統(tǒng)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用取得了顯著成效,。然而,，隨著能源行業(yè)的快速發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，儲能能量管理系統(tǒng)仍面臨著諸多挑戰(zhàn)和機(jī)遇,。未來,，需要進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，推動儲能能量管理系統(tǒng)向智能化,、集成化,、云平臺化方向發(fā)展，為實現(xiàn)全球能源的可持續(xù)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn),。
【參考文獻(xiàn)】
【1】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版
【2】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版
