摘要：針新型電力系統(tǒng)是新型能源體系的重要載體,，具備清潔低碳、安全可控,、靈活高效,、智能友好、開放互動五大特征,。儲能技術(shù)在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建中扮演著角色,，是實現(xiàn)五大特征的重要引擎，也是保障電力持續(xù)可靠供應(yīng),、保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,、促進新能源高效消納（簡稱“兩保一促"）的基礎(chǔ)支柱。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng),；儲能技術(shù),；新能源

0.引言

隨著新型電力系統(tǒng)已經(jīng)正式邁入“路徑設(shè)計"及"的關(guān)鍵階段。2023年7月11日,，持召開全面深化改革委員會二次會議,，審議通過了《關(guān)于深化電力體制改革加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的指導(dǎo)意見》,，強調(diào)要科學(xué)合理設(shè)計新型電力系統(tǒng)建設(shè)路徑。同日《中國電力報》刊發(fā)電網(wǎng)有限公司辛保安董事長署名文章“新型電力系統(tǒng)構(gòu)建方研究",，闡釋新型電力系統(tǒng)構(gòu)建中的關(guān)鍵難點,。可以肯定的是,，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)的不同階段,，儲能技術(shù)都將持續(xù)發(fā)揮重要作用，非常有必要在頂層設(shè)計的基礎(chǔ)上,，完善儲能系統(tǒng)的理論方法，促進儲能數(shù)字化智能化（簡稱數(shù)智化）技術(shù)創(chuàng)新,，服務(wù)好支撐電源側(cè)高比例可再生能源廣泛接入,、電網(wǎng)側(cè)資源安全高效靈活配置、負荷側(cè)多元負荷需求的戰(zhàn)略目標,。

1.開發(fā)背景

當(dāng)基于上述背景,，《供用電》邀請我們共同策劃了“新型電力系統(tǒng)下的儲能技術(shù)"專題，組織了5篇技術(shù)論文,。面向數(shù)智化發(fā)展的電化學(xué)儲能電站創(chuàng)新應(yīng)用新需求與新挑戰(zhàn),，中國電力科學(xué)研究院有限公司李相俊等在分析我國電化學(xué)儲能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了儲能電池,、儲能變流器,、儲能電站的數(shù)智化應(yīng)用新思路與新方法，并展望了電化學(xué)儲能電站數(shù)字化智能化應(yīng)用前景,；針對愈加復(fù)雜的微電網(wǎng)黑啟動問題,，北京信息科技大學(xué)劉佳豪等綜合考慮儲能荷電狀態(tài)及分布式電源出力不確定性的影響，提出了一種基于分布式電源黑啟動能力在線評估的微電網(wǎng)動態(tài)黑啟動策略,，該策略可避免電源實際出力小于負荷需求而導(dǎo)致黑啟動失敗,，也可減少電源實際出力過剩而導(dǎo)致的能源浪費；針對電池儲能電站中鋰離子電池的安全風(fēng)險與優(yōu)化運行問題,，中國電力科學(xué)研究院有限公司李焓寧等兼顧電池儲能單元的荷電狀態(tài),、健康狀態(tài)和安全狀態(tài)，提出了一種電池儲能電站能量管理策略,，該策略保證了儲能系統(tǒng)的安全運行,，具有良好的荷電狀態(tài)平衡效果，且電池儲能電站能夠更好地參與電力系統(tǒng)調(diào)度,；針對改善風(fēng)力發(fā)電出力特

性的問題,，國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院陳金玉等提出了一種面向功率平抑的風(fēng)-儲系統(tǒng)魯棒模型預(yù)測控制技術(shù)，相比于其他技術(shù),，所提魯棒模型預(yù)測控制策略對風(fēng)電波動的平抑效果更佳,，且對不同水平的風(fēng)電預(yù)測誤差具有更強的適應(yīng)性,；針對電壓暫降防治問題，國網(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學(xué)研究院劉曼佳等提出了一種基于構(gòu)網(wǎng)型儲能變流器的電壓暫降分級治理策略,，該策略能夠有效支撐并網(wǎng)點電壓,，保證了工業(yè)園區(qū)重要敏感負荷的穩(wěn)定運行。

2.安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)解決方案

2.1概述

安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(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，實現(xiàn)了數(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,、可視監(jiān)控,、報警管理、統(tǒng)計報表等功能,。在高級應(yīng)用上支持能量調(diào)度,，具備計劃曲線、削峰填谷,、需量控制,、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對電池組性能進行實時監(jiān)測及歷史數(shù)據(jù)分析,、根據(jù)分析結(jié)果采用智

能化的分配策略對電池組進行充放電控制,，優(yōu)化了電池性能，提高電池壽命,。系統(tǒng)支持Windows操作系統(tǒng),，數(shù)據(jù)庫采用SQLServer。本系統(tǒng)既可以用于儲能一體柜,，也可以用于儲能集裝箱,，是專門用于儲能設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺。

2.2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,。

2.2.1工商業(yè)儲能四大應(yīng)用場景

1）工廠與商場：工廠與商場用電習(xí)慣明顯,，安裝儲能以進行削峰填谷、需量管理,，能夠降低用電成本,，并充當(dāng)后備電源應(yīng)急；

2）光儲充電站：光伏自發(fā)自用,、供給電動車充電站能源,，儲能平抑大功率充電站對于電網(wǎng)的沖擊；

3）微電網(wǎng)：微電網(wǎng)具備可并網(wǎng)或離網(wǎng)運行的靈活性,，以工業(yè)園區(qū)微網(wǎng),、海島微網(wǎng)、偏遠地區(qū)微網(wǎng)為主,，儲能起到平衡發(fā)電供應(yīng)與用電負荷的作用,；

4）新型應(yīng)用場景：工商業(yè)儲能積極探索融合發(fā)展新場景，已出現(xiàn)在數(shù)據(jù),、5G基站、換電重卡,、港口岸電等眾多應(yīng)用場景,。

2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.4系統(tǒng)功能

2.4.1實時監(jiān)測

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好，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：三相電流,、三相電壓、總有功功率,、總無功功率,、總功率因數(shù)、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)進行狀態(tài)管理,，能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警，并支持定期的電池維護,。

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,、充電樁及總體負荷組成情況，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)信息進行顯示。

圖2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,、充電樁信息,、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。

2.4.2光伏界面

圖3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)進行展示。

2.4.3儲能界面

圖4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5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)進行設(shè)置,，包括開關(guān)機,、運行模式、功率設(shè)定以及電壓,、電流的限值,。

圖6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)進行設(shè)置，主要包括電芯電壓,、溫度保護限值,、電池組電壓、電流,、溫度限值等,。

圖7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8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)的異常信息進行告警,。

圖9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)的異常信息進行告警,。

圖10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11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12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)前電芯大,、小電壓,、溫度值及所對應(yīng)的位置。

2.4.4風(fēng)電界面

圖13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)進行展示,。

2.4.5充電樁界面

圖14充電樁界面

本界面用來展示對充電樁系統(tǒng)信息，主要包括充電樁用電總功率,、交直流充電樁的功率,、電量、電量費用,，變化曲線,、各個充電樁的運行數(shù)據(jù)等。

2.4.6視頻監(jiān)控界面

圖15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,。

2.4.7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16光伏預(yù)測界面

2.4.8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,、負荷需求及分時電價信息，進行系統(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,、有序充電,、動態(tài)擴容等。

圖17策略配置界面

2.4.9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,、正向有功電能等,。

圖18運行報表

2.4.10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,，包括保護事件名稱,、保護動作時刻；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19實時告警

2.4.11歷史事件查詢

應(yīng)能夠?qū)b信變位,，保護動作,、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,、事故分析。

圖20歷史事件查詢

2.4.12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/負序/零序電壓值、三相電流不平衡和正序/負序/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)能提供有功負荷曲線,，包括日有功負荷曲線（折線型）和年有功負荷曲線（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,、大值、小值,、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21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

2.4.13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)備進行遠程遙控操作,。系統(tǒng)維護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22遙控功能

2.4.14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23曲線查詢

2.4.15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)點的用電情況，即該節(jié)點進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)點進行電能質(zhì)量分析,。

安科瑞侯文莉