【新型储能】浅淡新型电力系统下的储能技术

安科瑞张云

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摘要：针新型电力系统是新型能源体系的重要载体，具备清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动五大特征。储能技术在新型电力系统构建中扮演着不可或缺的角色，是实现五大特征的重要引擎，也是保障电力持续可靠供应、保障电网安全稳定运行、促进新能源高效消纳（简称“两保一促”）的基础支柱。

关键词：电力系统；储能技术；新能源

0.引言

随着新型电力系统已经正式迈入“路径设计”及“方法论实施”的关键阶段。2023年7月11日，习近平总书记主持召开全面深化改革委员会二次会议，审议通过了《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》，强调要科学合理设计新型电力系统建设路径。同日《中国电力报》刊发电网有限公司辛保安董事长署名文章“新型电力系统构建方法论研究”，阐释新型电力系统构建中的关键难点。可以肯定的是，在新型电力系统建设的不同阶段，储能技术都将持续发挥重要作用，非常有必要在顶层设计的基础上，完善储能系统的理论方法，促进储能数字化智能化（简称数智化）技术创新，服务好支撑电源侧高比例可再生能源广泛接入、电网侧资源安全高效灵活配置、负荷侧多元负荷需求的战略目标。

1.开发背景

当基于上述背景，《供用电》邀请我们共同策划了“新型电力系统下的储能技术”专题，组织了5篇技术论文。面向数智化发展的电化学储能电站创新应用新需求与新挑战，中国电力科学研究院有限公司李相俊等在分析我国电化学储能技术发展现状的基础上，提出了储能电池、储能变流器、储能电站的数智化应用新思路与新方法，并展望了电化学储能电站数字化智能化应用前景；针对愈加复杂的微电网黑启动问题，北京信息科技大学刘佳豪等综合考虑储能荷电状态及分布式电源出力不确定性的影响，提出了一种基于分布式电源黑启动能力在线评估的微电网动态黑启动策略，该策略可避免电源实际出力小于负荷需求而导致黑启动失败，也可减少电源实际出力过剩而导致的能源浪费；针对电池储能电站中锂离子电池的安全风险与优化运行问题，中国电力科学研究院有限公司李焓宁等兼顾电池储能单元的荷电状态、健康状态和安全状态，提出了一种电池储能电站能量管理策略，该策略保证了储能系统的安全运行，具有良好的荷电状态平衡效果，且电池储能电站能够更好地参与电力系统调度；针对改善风力发电出力特

性的问题，国网福建省电力有限公司电力科学研究院陈金玉等提出了一种面向功率平抑的风-储系统鲁棒模型预测控制技术，相比于其他技术，所提鲁棒模型预测控制策略对风电波动的平抑效果更佳，且对不同水平的风电预测误差具有更强的适应性；针对电压暂降防治问题，国网湖北省电力有限公司电力科学研究院刘曼佳等提出了一种基于构网型储能变流器的电压暂降分级治理策略，该策略能够有效支撑并网点电压，保证了工业园区重要敏感负荷的稳定运行。

2.安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统解决方案

2.1概述

安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统具有完善的储能监控与管理功能，涵盖了储能系统设备(PCS、BMS、电表、消防、空调等)的详细信息，实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视监控、报警管理、统计报表等功能。在高级应用上支持能量调度，具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、备用电源等控制功能。系统对电池组性能进行实时监测及历史数据分析、根据分析结果采用智

能化的分配策略对电池组进行充放电控制，优化了电池性能，提高电池寿命。系统支持Windows操作系统，数据库采用SQLServer。本系统既可以用于储能一体柜，也可以用于储能集装箱，是专门用于储能设备管理的一套软件系统平台。

2.2适用场合

系统可应用于城市、高速公路、工业园区、工商业区、居民区、智能建筑、海岛、无电地区可再生能源系统监控和能量管理需求。

2.2.1工商业储能四大应用场景

1）工厂与商场：工厂与商场用电习惯明显，安装储能以进行削峰填谷、需量管理，能够降低用电成本，并充当后备电源应急；

2）光储充电站：光伏自发自用、供给电动车充电站能源，储能平抑大功率充电站对于电网的冲击；

3）微电网：微电网具备可并网或离网运行的灵活性，以工业园区微网、海岛微网、偏远地区微网为主，储能起到平衡发电供应与用电负荷的作用；

4）新型应用场景：工商业储能积极探索融合发展新场景，已出现在数据、5G基站、换电重卡、港口岸电等众多应用场景。

2.3系统结构

 

 

 

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图2系统主界面

子界面主要包括系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电桩信息、通讯状况及一些统计列表等。

2.4.2光伏界面

 

 

 

 

图3光伏系统界面

本界面用来展示对光伏系统信息，主要包括逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、并网柜电力监测及发电量统计、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、辐照度/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。

2.4.3储能界面

 

图4储能系统界面

本界面主要用来展示本系统的储能装机容量、储能当前充放电量、收益、SOC变化曲线以及电量变化曲线。

 

 

图5储能系统PCS参数设置界面

本界面主要用来展示对PCS的参数进行设置，包括开关机、运行模式、功率设定以及电压、电流的限值。

 

 

图6储能系统BMS参数设置界面

本界面用来展示对BMS的参数进行设置，主要包括电芯电压、温度保护限值、电池组电压、电流、温度限值等。

 

 

图7储能系统PCS电网侧数据界面

本界面用来展示对PCS电网侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数等。

 

 

图8储能系统PCS交流侧数据界面

本界面用来展示对PCS交流侧数据，主要包括相电压、电流、功率、频率、功率因数、温度值等。同时针对交流侧的异常信息进行告警。

 

 

图9储能系统PCS直流侧数据界面

本界面用来展示对PCS直流侧数据，主要包括电压、电流、功率、电量等。同时针对直流侧的异常信息进行告警。

 

 

图10储能系统PCS状态界面

本界面用来展示对PCS状态信息，主要包括通讯状态、运行状态、STS运行状态及STS故障告警等。

 

 

图11储能电池状态界面

本界面用来展示对BMS状态信息，主要包括储能电池的运行状态、系统信息、数据信息以及告警信息等，同时展示当前储能电池的SOC信息。

 

 

图12储能电池簇运行数据界面

本界面用来展示对电池簇信息，主要包括储能各模组的电芯电压与温度，并展示当前电芯大、小电压、温度值及所对应的位置。

2.4.4风电界面

 

 

 

 

图13风电系统界面

本界面用来展示对风电系统信息，主要包括逆变控制一体机直流侧、交流侧运行状态监测及报警、逆变器及电站发电量统计及分析、电站发电量年有效利用小时数统计、发电收益统计、碳减排统计、风速/风力/环境温湿度监测、发电功率模拟及效率分析；同时对系统的总功率、电压电流及各个逆变器的运行数据进行展示。

2.4.5充电桩界面

 

 

图14充电桩界面

本界面用来展示对充电桩系统信息，主要包括充电桩用电总功率、交直流充电桩的功率、电量、电量费用，变化曲线、各个充电桩的运行数据等。

2.4.6视频监控界面

 

 

图15微电网视频监控界面

本界面主要展示系统所接入的视频画面，且通过不同的配置，实现预览、回放、管理与控制等。下载附件  保存到相册

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图16光伏预测界面

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图17策略配置界面

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图18运行报表下载附件  保存到相册

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图19实时告警

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图20历史事件查询下载附件  保存到相册

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图21微电网系统电能质量界面

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图22遥控功能

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图23曲线查询

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图24统计报表下载附件  保存到相册

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图25微电网系统拓扑界面

本界面主要展示微电网系统拓扑，包括系统的组成内容、电网连接方式、断路器、表计等信息。

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图26通信管理

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图27用户权限

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图28故障录波

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图29事故追忆

 

 

4.结语

综上所述，本专题重点围绕储能数字化智能化应用、建模仿真、运行控制、黑启动等议题，拟通过理论研究、方法推广、产业协同等方式，把握储能系统功能定位和发展趋势，为储能参与支撑新型电力系统“两保一促”等提供一定应用思路。展望未来，为促进储能技术的健康、有序发展，不仅可以通过深刻把握新型电力系统的构建逻辑，开展储能发展的方法论研究；还应通过推动储能的技术创新，深化新型电力系统落地与实践。建议持续关注新型电力系统中的储能规划评估、集成运行及新型装备技术发展，并在多能互补系统、超大规模储能电站、多类型储能联合应用、源网荷储协同优化等领域取得新的突破。

参考文献

[1]李相俊.浅淡新型电力系统下的储能技术[J].

[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.