储能电力测量仪表

                                                                                                                                 安科瑞储能电力测量仪表

安科瑞储能系统解决方案背景：

安科瑞储能电力测量仪表

能源体系深刻变革

《2022年世界能源展望》报告指出，能源危机令全球能源系统脆弱性和不可持续性凸显，或将推动各国及国际组织采取长期措施加速结构性改革，深刻改变现有能源供应体系。

         国际能源署表示，地缘政治冲突和世界经济问题导致原油、天然气、煤炭等传统能源市场发生巨震，许多国家政府也纷纷制定新计划推动能源转型。

　　根据国际能源署的推算，根据各国现在推出的政策，全球清洁能源年投资额有望在2030年超过2万亿美元，与当下相比提高50%以上，其中清洁能源在未来的技术发展中，以太阳能、风能为主。

风光装机容量测算

预计至2025年，风能和太阳能光伏发电容量每年以24%的增长率加速增加，推动可再生能源发电增长。

全球能源技术需求

随着新型清洁能源的发展，由于资源特性，大规模新能源接入影响贯穿电力系统从生产、输送到消费的全部环节，给点力系统的安全稳定运行带来挑战，突出体现在预测难、控制难、调度难以及弃风弃光的问题，作为电力的存储与调节的储能技术也随之进一步发展。

全球储能市场规模

截至 2021 年底，全球已投运电力储能项目累计装机规模 209.4GW，同比增长 9%。新型储能的累计装机规模紧随其后，为 25.4GW，同比增长 67.7%，其中，锂离子电池占据绝对主导地位，超过 90%。

全球新型储能市场累计装机规模（MW%，2000-2021）

中国新型储能累计装机投运规模预测

数据来源:CNESA 全球储能项目库

储能政策支持

电化学储能系统

储能技术类型

传统的储能技术按照类型来分主要分为物理储能、电化学储能、化学储能、电磁储能和相变储能等。目前应用较多的是物理储能和电化学储能。未来氢储能有可能成为主要储能方式。

根据“彭博新能源"给出的储能技术对比。

储能项目应用场景

储能项目应用场景

发电侧：提升新能源发电友好性

提升新能源并网特性，提高电网考核分，减少考核损失。

如：西北电厂并网运行管理实施细则：风电场和光伏电站的日预测(短期预测)单点偏差最大误差应分别≤25%和20%，超短期预测曲线第2小时调和平均数准确率应＞75%，可用电量的日准确率应≥97%。

促进新能源根据电力需求特性、市场化价格信号等优化生产运营，降低弃风弃光，降低系统辅助服务成本。

调频、调峰、调压、备用等；

东北地区新能源分摊辅助服务费用约3分/千瓦时。

提升高比例新能源外送系统的整体效率，可提高输电通道的利用率和系统整体经济性。

电网侧：促进新能源与电网的协调优化运行

在新能源较集中的区域，配套建设电网测储能装置，从电网运行的角度发挥其削峰填谷、负荷跟踪、调频调压、热备用、电能质量提升等功能，改进电力调度方式，加强区域负荷调剂优化，有利于新能源与电网的协调优化运行。

用户侧：扩展新能源终端应用模式

电化学储能系统主要由电池组、储能变流器（PCS）、电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）以及其他电气设备构成。电池组是储能系统最主要的构成部分；电池管理系统主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等；能量管理系统负责数据采集、网络监控和能量调度等；储能变流器可以控制储能，电池组的充电和放电过程，进行交直流的变换。

储能电站—储能系统组成

电池系统是储能系统实现电能存储和释放主要载体，通过电池单体的串/并联可实现电池系统容量的扩大，即大容量电池系统。其成组方式：先由多个电池单体经串/并联后形成电池模块（BatteryModule，BM），再将多个电池模块串联成电池串，最后由多个电池串经并联而成。

储能电站—储能系统组成

主要功能：

一是两种不同工作模式下（并/离网模式）对电池系统的充放电功能，并实现两种工作模式的切换；

二是通过控制策略实现BESS的四象限运行，为系统提供双向可控的有功、无功功率，实现系统有功、无功功率平衡；

三是通过相关控制策略实现系统高级应用功能，如黑启动、削峰填谷、功率平滑、低电压穿越等；

四是根据PCS拓扑结构（如单级AC/DC、双级AC/DC+DC/DC、单级并联、双级并联、级联多电平结构等），通过相关控制策略实现对电池系统电压和荷电状态的均衡管理等

储能电站—储能系统组成

电池管理系统包含储能电池监控和电池管理系统两大部分，每套系统包含电池监测电路(CSC）、从电池管理单元(SBMU)、主电池管理单元(MBMU)、高压线路控制单元、储能柜预充电（并联）线路、高压检测单元、热管理单元、电流检测单元、急停系统、以及电池监控系统（PC）等。

储能电站—储能系统组成

电池模块、电池簇和电池阵列的储能系统宜采用三层架构的电池管理系统

电池管理系统功能：

实时监测电池的电和热相关的数据, 如电池簇总电压、电池单体电压或电芯组电压、电池簇电流、电池模块内部温度；

具有 SOC/SOH 、充放电电能量值的计算功能；

高效均衡功能；

电气保护功能；

预警功能；

自检功能；

参数整定与修改功能等。

储能电站—储能系统组成

储能系统多基于磷酸铁锂电池储能技术，磷酸铁锂电池具备安全可靠、放电深度和充放电倍率高等优势。电池单元采用模块化设计，采用标准20/40英尺集装箱，集装箱内具有空调、温控、消防、照明等保护系统，确保电池系统具有的转换效率及运作性能，同时具有安全可靠的保护措施。 

储能系统集装箱

储能系统并网

储能0.4kV并网

250kW/500kWh，0.4kV并网的储能系统

储能10kV并网

630kW/2MWh，10kV并网的储能系统

储能监控系统

系统架构

储能监控系统拓扑

储能监控系统

安科瑞作为专业软件产品及系统解决方案提供商，结合储能系统的特点与运行模式，在电力监控的基础上自主研发储能监控系统，通过对储能设备的统一监测与统一控制、储能数据的集中管理分析，在削峰填谷、节省电费开支、延缓输配电扩容升级等方面具有良好的经济收益 ，在计划曲线、备用电源、逆功率保护等方面具有一定的供电安全性、可靠性。

功能：

管理人员可通过系统查看当前储能系统综合数据（电参量数据、充放电量数据、节能减排数据）、当前运行模式（峰谷模式、计划曲线、需量控制等）、电量与收益等实时数据、可通过对储能电站全站功率曲线、充放电量对比图，实时掌握系统的整体运行水平。同时与光伏、风电及综合能源管理等系统进行接口整合，多维度的进行综合能源的有效应用及管理，为多元化辅助决策分析提供依据。

价值：

为用户提供安全、规范的监控服务，保证储能设备及电网安全。

提供多种运行模式、数据分析与生产报表，有效提高系统整体性能，节省电费开支。

储能监控系统

储能监控系统功能界面

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。

运行监控--PCS监控

PCS参数配置，主要设置PCS的运行状态、运行参数限值，及交直流测运行数据。

运行监控--PCS监控

储能系统并离网设置、充放电功率设置。

运行监控--电池监控

BMS参数设置，如运行参数数据的限值；监测电池的运行状态与运行数据，如电压、电流和温度、电池SOC曲线等。

运行监控--电池监控/策略配置

运行监控--其他监控

系统接入风/光系统与信息展示。                                                                                                   系统接入视频监控系统与展示。

系统分析--电量统计/能耗分析/告警分析/事件分析

运维管理--通讯管理/网络管理/数据管理

运维管理--报表管理/视频管理/设备管理

二次系统

参数监测:可监测各相电压、电流实时值、有功功率、无功功率、功率因数、相角、相位等实时参数计量功能:可计量有功、无功、正向有功、反向有功、正向无功、反向无功、四象限无功等电量

数据存储:可储存当前12个月的用电历史电量数据防窃电:具有开盖、失压、失流、断相等事件记录功能通讯接口:双RS485接口、 远红外通讯接口通讯协议:DL/T645-2007通讯规约

储能设备

EssCube100-200S分布式储能柜

采用“Multiin-one"的设计理念，将218kWh长寿命电池、电池管理系统、100kW高性能变流系统、主动安全系统、智能配电系统、热管理系统融于单个标准化室外机柜，形成一体化可即插即用的智慧能量块产品。

产品优势：

安全可靠

        标准化机柜实现储能系统分区安全隔离、主动安全监测及预警设计和PACK级液冷式消防技术确保系统安全可控。 

经济效益

        零并联容损的单电池组串设计，高效多电平拓扑和最小损耗变频调制技术冷水机组设计和智能环境温度控制技术、PCS和电池组串的优拟合技术让系统转换效率>90%。 

智能友好

        内嵌削峰填谷、需量管理、光储充控制、高速调度等多种运行控制模式的能源管理系统，适用几乎所有应用场景。

即插即用

        集成所有储能系统部件，其输出可直接接入风电和 光伏系统。单机柜可自洽控制，多机柜可并联实现储能系统的无限扩容，真正实现储能系统的即插即用。

储能柜通用技术参数

液冷储能集装箱