储能EMS能量管理系统应用案列

        该项目地点位于青海省天水市地区，由国家电网规划施工建设，总体建设规模为7.5MW/15MWh。

        而储能EMS是储能系统的大脑，能够监控、控制和优化能源系统的运行，为储能设施提供高效稳定的能源管理。EMS需要对接的设备依然众多：PCS、BMS、空调、电表、智能断路器、消防主机、各类传感器，指示灯等等，因此EMS首先需要兼容支持各种协议，将设备及其数据全量接入进来。尤其是设备告警信息的接入，需要做到实时全面。

        项目中我们也涉及到现货交易系统和风功率预测系统，风功率预测系统为现货交易系统中的风电交易提供重要的决策依据。准确的风功率预测可以帮助风电企业在现货市场中更合理地制定交易策略，比如根据预测的功率输出情况来确定参与交易的电量和报价等，从而提高交易效率和经济效益，同时也有助于降低现货市场的交易风险，提高市场的稳定性。

通讯拓扑图如下：    

储能EMS屏现场安装图：    

二、项目描述

  2.1 风功率预测系统

    2.1.1 风功率介绍

风功率预测是指通过对风电场的风速、风向等气象数据以及风电机组的运行数据进行分析和处理，运用数学模型和算法，对未来一段时间内风电场的输出功率进行预测的技术。

    2.1.2 风功率的重要性

准确预测风功率有助于电力系统更好地规划和安排风电的接入与消纳，减少弃风现象，提高风电在能源结构中的比重，促进可再生能源的发展。

风电场运营商可以根据功率预测结果，合理安排风电机组的维护、检修计划，降低运营成本，提高风电场的经济效益。

在电力市场环境下，风功率预测为风电参与电力市场竞价提供了重要参考，有助于风电场制定合理的报价策略，提高市场竞争力。

    2.1.3 风功率预测调试界面   

  2.2 现货交易系统   

    2.2.1 现货交易系统介绍

        储能现货交易系统是电力市场交易体系中的重要组成部分，主要用于实现储能资源在现货市场的实时交易。

    2.2.2 现货交易系统功能

        ①价格发现与结算：根据市场供求关系和竞争情况，形成储能现货交易价格，并完成交易的结算工作，包括电费计算、费用支付与清算等。

        ②数据管理与监控：对交易相关数据进行管理，如参与主体信息、交易申报数据、成交数据等，同时实时监控储能设备的运行状态、充放电情况等，确保交易的顺利进行和电力系统的稳定运行。

        ③风险评估与预警：对交易过程中的风险进行评估，如价格波动风险、储能设备故障风险等，并及时发出预警信号，提醒相关方采取措施降低风险。

        ④市场分析与预测：对储能现货市场的供需状况、价格走势等进行分析和预测，为参与主体提供决策支持，帮助他们制定合理的交易策略。

    2.2.3 现货交易系统调试界面    

  2.3储能EMS系统

    2.3.1主要功能

        ①数据处理：能处理来自储能系统如电压、温度、电流等的海量信号数据，对储能电池管理系统（BMS）、储能变流器（PCS）等关键设备远程监控和数据采集，并按国标要求存储至少 3 个月的数据。

        ②市场与电网服务：可参与电力市场辅助服务，提供调峰、调频、紧急功率支持和平滑功率输出等服务，能接收并响应电网调度指令，如自动发电控制（AGC）和自动电压控制（AVC），还可与风电、光伏等其他新能源系统协调互动。

        ③通信与响应：确保与 PCS、BMS 等现场设备之间通信快速可靠，大型储能电站常采用双机双网冗余配置，通信协议遵循 104 或 61850 等标准，发出控制指令到现场设备响应时间不超过 2 秒。

        ④附加功能：具备报警、防止误操作闭锁、自动与手动模式切换、时间同步等辅助功能，增强系统安全性和操作灵活性。

    2.3.2主系统图

        监测各个设备的在线、离线状态，可远程控制PCS、箱变分合闸，下发功率参数等等。   

    2.3.3 PCS实时监控界面

        该界面能准确判断出PCS的各项数据和异常的故障告警。

    2.3.4 PCS控制界面

        ①PCS变流器一键启动、一键待机、一键关机；

        ②PCS变流器有功功率一键下发、无功功率一键下发、功率因数一键下发；

        ③PCS变流器单台启动、停止和功率下发等功能；

        主要用于协调控制多台PCS，实现高级控制功能，如快速功率跟踪响应、一次调频等。快速功率跟踪响应是指协调控制装置接收外部功率指令，控制储能系统整体输出，保证整体输出功率的实时性与准确性。一次调频是根据电网的频率主动调整储能系统输出的有功，达到频率快速调节的目的。储能协调控制装置还可以根据各电池组SOC状态进行功率分配，使各电池组的性能状态达到均衡。

    2.3.5 BMS系统界面

        BMS界面能监测电池的电流、温度、功率、状态等各种数据及电池内部的各种告警和故障状态。   

    2.3.6空调控制界面

        监测空调各项数据及远程控制空调启动、停止控制功能。

    2.3.7数据曲线界面

        实时监测每台设备的异常数据，可以及时做到功率调整和维护。   

三、结束语

        该储能电站的建成与投运，是能源领域的一项重大成就。实现了电能的灵活存储与释放，提高了能源利用效率，为经济社会的发展注入了新的动力。其在改善电网电源结构、提升供电可靠性等方面发挥的作用，将对地区的能源发展产生深远而积极的影响。