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    儲能EMS在柴儲項目上的應用

    發布時間: 2022-09-23  點擊次數: 457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制造企業,也是中國內燃機行業中進入石油鉆探領域的企業。核心業務是中大功率內燃機的研發制造,延伸業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系統在柴發儲能項目的應用。EMS系統包含監控及能量優化管理主機,裝載綜合監控軟件平臺,可實現與儲能變流器、BMS等進行通訊,監測系統運行數據,并根據需求實行儲能系統的運行策略,實現能源的高效利用。

     

    2.項目建設以及內容

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

     

    EMS與底層設備通信說明

    監控的系統

    規約

    說明

    PCS

    LAN/Modbus

    接收EMS系統命令,進行交直流轉換

    BMS

    LAN/Modbus

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

    電表

    RS485/Modbus

    接收、統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、開關狀態量等

     

    3.EMS的功能及設計

    (1)運行情況實時監控

    系統能對所有被監控的運行參數和狀態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、單節最值電池電壓、單節最值電池溫度、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、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,確定微網系統充放電時段。

    (4)故障報警

    系統提供故障及狀態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,以曲線展現實時數據、歷史數據及歷史數據統計值,統計數據間隔為1分鐘、15分鐘。

       3.1能量管理系統主界面

     

    監控系統數據表

    1

    數據監控

    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,告警、故障狀態;
    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;

    顯示計量電表主要數據;

    2

    系統電氣接線圖

    1.顯示儲能系統電氣主接線圖;
    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(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自動開始充電);
    5.電池的“充電高閾值”(電池高于此值時系統自動停止充電);
    6.電池的“放電高閾值”(電池高于此值時系統自動開始放電);
    7.電池的“放電低閾值”(電池低于此值時系統自動停止放電);
    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在試機時發出的電全部浪費了,現在計劃使用儲能系統,將棄電全部儲存到儲能里,發出的電是交流400V。儲能系統接入400V交流母線,然后通過生產車間內的2000kVA變壓器送到10KV廠區電網內消納使用。
    儲能系統通過一臺雙路切換柜,分別接至內部配電網和發電機組調試臺,兩路輸出通過機械和電氣控制方式實現互鎖,只能一路輸出。
    (1)當無發電機組測試任務時,將切換柜切至配電網一側,通過輔助觸點向EMS系統反饋干接點信號,EMS系統控制儲能系統進入并網運行模式,根據設定的運行工況,實現削峰填谷自動運行,賺取電力差價。
    (2)當有發電機組測試任務時,在并網運行模式下提前將儲能系統電量放出,以滿足測試需要。測試時,將切換柜切至發電機組調試臺一側,通過輔助觸點向EMS系統反饋干接點信號,EMS系統控制儲能系統進入測試模式。測試模式下,儲能系統相當于一臺功率0~0.5MW可調的負載,用戶通過上位機可以根據發電機組測試要求設置測試工步(充電功率曲線),實現手動/自動測試運行,同時將發電機組測試運行過程中發出的電力存儲起來,避免浪費;測試結束后,儲能系統重新切回至并網運行模式,將存儲的電力釋放出來,實現電費節約。

       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,對其接入能量系統的安全穩定高效運行、提高能源綜合利用效率、促進新能源產業發展、推動能源戰略轉型有重要意義。通過優化儲能控制、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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