江苏抢占储能发展先机及能量管理系统的设计与应用

安科瑞虞佳豪

作为制造业大省，江苏储能行业发展起步较早，围绕锂电材料、锂离子电池、钠离子电池等储能产业链细分市场展开布局，在全国已形成一定的先发优势，产业规模国内领先。以南京、无锡、常州等地为重要载体，已集聚南瑞继保、中创新航、蜂巢能源等新型储能产业链重点企业。2022年，全省储能产业营业收入1200亿元左右。

与此同时，全省储能行业还拥有省级以上企业技术中心近60家、省级以上科研机构16家，创新产品开发和储能项目应用均实现国内领先。

近两年，利好政策频出——《江苏省碳达峰实施方案》《关于开展2022年光伏发电市场化并网项目开发建设工作的通知》《江苏省“十四五”新型储能发展实施方案》等政策支持新型储能行业发展。7月19日，省发改委印发了《关于加快推动我省新型储能项目高质量发展的若干措施》，对全省储能发展的规划、建设、运营、管理进行了明确的指导，为全省储能行业的高质量发展提供了新依据。

当下，江苏储能装机规模大幅攀升，储能技术也逐渐向多元化发展。如，首创了基于通信的逆变器动态无功快速控制技术，自主开发省级储能监控与互动平台，去年5月，世界首个“非补燃”压缩空气储能电站在常州投产。预计到2025年，江苏新型储能装机规模将达到260万千瓦左右。

从产业规模看，我省光伏产业形成了完整的长流程产业链，是全国乃至全球光伏产业重要的研发、制造基地之一。数据显示，2022年，我省光伏产业总产值超6000亿元，同比增长超80%，约占全国光伏产值的1/3。“风电装备产业已形成以整机制造为核心，各类零部件为补充的全产业链发展格局，在整机、叶片和齿轮箱等领域已处于国际先进水平。新型储能产业规模持续大幅攀升，拥有新型储能产业链重点企业180余家，营业收入占全国总量的38.1%，位居全国前列。”

在我国新型电力系统中，新能源装机容量逐年提高，但是新能源比如光伏发电、风力发电是不稳定的能源，所以要维持电网稳定，促使新能源发电的消纳，储能将成为至关重要的一环，是分布式光伏、风电等新能源消纳以及电网安全的必要保障，也是削峰填谷、平滑负荷的合理手段。国家鼓励支持市场进行储能项目建设，据不完全统计，截至目前，已有包括浙江、上海、广东、江苏、安徽、湖南、四川、陕西、山西、青海、重庆在内的全国多个省市出台了具体的储能补贴政策，明确规定了储能补贴标准和限额。

在储能行业前景一片大好的同时，储能电站的安全运维也至关重要。GB/T 42288-2022 《电化学储能电站安全规程》对储能电站的监控系统有明确要求，监控系统应具备数据采集处理、监视报警、控制调节、自诊断及自恢复等功能，应具备手动控制和自动控制方式，自动控制功能可投退。《北京市新型储能电站运行监督管理办法（试行）》文件明确：要求大、中型储能电站应建立状态运行及预警预测平台，小型储能电站应实现状态运行监测，实时监控系统运行工况。

Acrel-2000MG微电网能量管理系统能够对企业微电网的源（市电、分布式光伏、微型风机）、网（企业内部配电网）、荷（固定负荷和可调负荷）、储能系统、新能源汽车充电负荷进行实时监测和优化控制策略，保护微电网储能系统运行安全，实现不同目标下源网荷储资源之间的灵活互动，增加多策略控制下系统的稳定运行和收益较大化，提升微电网运行安全，降低运维成本。

Acrel-2000MG微电网能量管理系统能够对企业微电网的源（市电、分布式光伏、微型风机）、网（企业内部配电网）、荷（固定负荷和可调负荷）、储能系统、新能源汽车充电负荷进行实时监测和优化控制策略，保护微电网储能系统运行安全，实现不同目标下源网荷储资源之间的灵活互动，增加多策略控制下系统的稳定运行和收益较大化，提升微电网运行安全，降低运维成本。

数据采集及处理

系统通过测控单元与储能装置、电池管理系统(BMS)、汽车充电桩、风机逆变器、光伏逆变器进行实时信息的采集和处理，实时采集模拟量、开关量。

图1 企业微电网光伏、储能数据统计

监视报警

微电网能量管理系统应具有事故报警和预告报警功能。事故报警包括非正常操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号；预告报警包括一般设备变位、状态异常信息或电芯过压、电芯欠压、电池簇过压告警、电池簇欠压告警等，保障储能系统运行安全。

图2 储能系统告警记录

运行监控

微电网能量管理系统是储能系统与运行人员联系的主要方式，系统可提供重要参数的显示和必要操作，包括储能系统主要储能装机容量、充放电策略设置、单次充放电量与时间、SOC曲线、收益及储能系统运行状态参数，手动和自动控制，控制调节对象包括直流开关、各电压等级的电动操作开关、主要设备的启动退出、PCS功率设定、装置运行参数设定等。

图3 企业微电网运行监测

光伏运行监控

监测企业分布式光伏电站运行情况，包括逆变器运行数据、光伏发电效率分析、发电量及收益统计以及光伏发电功率控制。

图4 光伏运行监测

储能管理

监测储能系统、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS)运行，包括运行模式、功率控制模式，功率、电压、电流、频率等预定值信息、储能电池充放电电压、电流、SOC、温度，根据分时电价波动及企业峰谷特点设置储能系统的充放电策略，控制储能系统充放电模式，实现削峰填谷，风骨套利，降低企业用电成本。

图5 储能管理

充电桩监测

系统具备和企业充电桩系统或设备的软件接口，充电桩数据接入微电网能量管理系统进行集中监控，监测充电桩的运行状态，根据企业负荷率变化控制和调节充电桩的充电功率，使企业微电网稳定安全运行。

3.7 电能质量监测

监测微电网重要回路的电压波动与闪变、电压暂升/暂降、短时中断情况，实时记录事件并故障录波，为电能质量分析与治理提供数据来源。及时采取相应的措施提高配电系统的可靠性，减少因谐波造成的供电事故的发生。

自诊断和自恢复

系统具备在线诊断能力，对系统自身的软硬件运行状况进行诊断，发现异常时，予以报警和记录，必要时采取自动恢复措施。

微电网数字化系统硬件设备

除了微电网能量管理系统软件外，还具备现场传感器、智能网关等设备，还包括了高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、新能源充电桩、电气消防类解决方案等，可以为企业微电网数字化提供一站式服务能力。

审核编辑 黄宇