淺析集裝箱儲能柜系統(tǒng)在新能源行業(yè)的應(yīng)用

周文浩

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

0、引言

隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，新能源的發(fā)展日益受到重視。在我國，新能源產(chǎn)業(yè)已成為國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。其中，集裝箱儲能柜系統(tǒng)作為一種新型的儲能設(shè)備，以其的優(yōu)勢在新能源行業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文將從集裝箱儲能柜系統(tǒng)的定義、特點、應(yīng)用等方面進行淺析，以期為新能源行業(yè)的發(fā)展提供有益的參考。

1、集裝箱儲能柜系統(tǒng)的定義及特點

集裝箱儲能柜系統(tǒng)是一種采用標(biāo)準(zhǔn)化集裝箱為載體，將儲能設(shè)備、電池管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等集成于一體的儲能解決方案。它具有以下幾個特點：

高度集成：集裝箱儲能柜系統(tǒng)將儲能設(shè)備、電池管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等集成在一起，實現(xiàn)了儲能設(shè)備的一體化設(shè)計，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

靈活性強：集裝箱儲能柜系統(tǒng)可根據(jù)項目的需求進行快速調(diào)整，實現(xiàn)儲能容量的擴展或縮小。同時，其運輸方式靈活，可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離運輸。

安全可靠：集裝箱儲能柜系統(tǒng)采用先進的電池管理系統(tǒng)，對電池進行實時監(jiān)控，確保電池在正常工作范圍內(nèi)運行，提高了系統(tǒng)的安全性。

經(jīng)濟性好：集裝箱儲能柜系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，降低了生產(chǎn)成本。同時，其運行維護成本低，具有較高的經(jīng)濟性。

環(huán)境友好：集裝箱儲能柜系統(tǒng)采用清潔能源儲能設(shè)備，如鋰離子電池，減少了碳排放，有利于實現(xiàn)綠色發(fā)展。

2、集裝箱儲能柜系統(tǒng)在新能源行業(yè)的應(yīng)用

2.1光伏發(fā)電領(lǐng)域

集裝箱儲能柜系統(tǒng)在光伏發(fā)電領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛。儲能柜系統(tǒng)可將光伏發(fā)電與儲能設(shè)備相結(jié)合，實現(xiàn)發(fā)電與用電的平衡，提高光伏發(fā)電的利用率。在光伏發(fā)電高峰期，儲能柜系統(tǒng)可將多余的電能儲存起來，待到用電高峰期再釋放，從而實現(xiàn)光伏發(fā)電的削峰填谷，優(yōu)化電力供應(yīng)。

2.2風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域

集裝箱儲能柜系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用前景。由于風(fēng)力發(fā)電的間歇性特點，儲能柜系統(tǒng)可以將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能儲存起來，待到無風(fēng)或風(fēng)力較小的時候釋放，從而提高風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性。此外，儲能柜系統(tǒng)還可以為風(fēng)力發(fā)電提供備用電源，提高風(fēng)電場的供電可靠性。

2.3新能源汽車領(lǐng)域

集裝箱儲能柜系統(tǒng)在新能源汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用也日益成熟。儲能柜系統(tǒng)可以為新能源汽車提供充電服務(wù)，實現(xiàn)新能源汽車的能源補給。此外，儲能柜系統(tǒng)還可以將新能源汽車的電池作為儲能設(shè)備，實現(xiàn)新能源汽車與儲能系統(tǒng)的互動，提高新能源汽車的使用效率。

2.4電力輔助服務(wù)領(lǐng)域

集裝箱儲能柜系統(tǒng)在電力輔助服務(wù)領(lǐng)域具有較大的市場潛力。儲能柜系統(tǒng)可以作為調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)設(shè)備，為電網(wǎng)提供實時調(diào)節(jié)能力，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。此外，儲能柜系統(tǒng)還可以為電網(wǎng)提供備用容量，應(yīng)對突發(fā)情況，保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。

3、集裝箱儲能柜系統(tǒng)在新能源行業(yè)的優(yōu)勢

3.1提升新能源并網(wǎng)能力

隨著可再生能源如光伏和風(fēng)能的并網(wǎng)比例不斷提高，儲能系統(tǒng)成為保障電網(wǎng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。集裝箱儲能柜系統(tǒng)能夠提供快速響應(yīng)的電力支持，幫助電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)實現(xiàn)對新能源發(fā)電的精準(zhǔn)控制，提高新能源發(fā)電的并網(wǎng)質(zhì)量和效率。

3.2增強電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻能力

電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻是確保電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行的重要手段。集裝箱儲能柜系統(tǒng)可作為靈活的調(diào)峰調(diào)頻資源，快速響應(yīng)電網(wǎng)的需求，平衡供需兩側(cè)的電力負(fù)荷，特別是在新能源出力波動較大的時段，儲能系統(tǒng)能夠有效平滑發(fā)電曲線，保證供電的穩(wěn)定性。

3.3促進新能源消納

由于新能源發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性，如何在電網(wǎng)中合理消納這些能源成為一大挑戰(zhàn)。集裝箱儲能柜系統(tǒng)可以通過儲存新能源電力并在需求高峰時段釋放，從而增加電網(wǎng)對新能源的接納能力，減少因新能源發(fā)電波動造成的電力浪費。

3.4支持新能源汽車發(fā)展

新能源汽車的快速發(fā)展對充電基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的要求。集裝箱儲能柜系統(tǒng)可作為大型充電站使用，為新能源汽車提供快速充電服務(wù)，滿足日益增長的充電需求。同時，儲能系統(tǒng)還可以在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時，將電動汽車的電池作為儲能資源，向電網(wǎng)供電，實現(xiàn)電網(wǎng)和電動汽車的互動。

3.5促進能源消費革命

集裝箱儲能柜系統(tǒng)還可以應(yīng)用于分布式能源管理和微電網(wǎng)建設(shè)中，為用戶提供電力的時間和空間靈活性，促進能源消費模式的轉(zhuǎn)變。通過儲能系統(tǒng)的應(yīng)用，用戶可以在電價較低時儲存電力，高價時段使用，從而降低用電成本，優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)。

3.6助力能源安全

能源安全是國家戰(zhàn)略的重要組成部分。集裝箱儲能柜系統(tǒng)可以提高能源系統(tǒng)的韌性和抗風(fēng)險能力。在能源供應(yīng)短缺或緊急情況下，儲能系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)，提供必要的電力支持，保障能源安全。

在未來的發(fā)展中，集裝箱儲能柜系統(tǒng)需要克服成本、技術(shù)、政策等方面的挑戰(zhàn)，進一步優(yōu)化性能，提高安全性和經(jīng)濟性。同時，政府、企業(yè)和研究機構(gòu)應(yīng)共同努力，推動相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和政策的制定，促進集裝箱儲能柜系統(tǒng)在新能源行業(yè)的廣泛應(yīng)用，為我國能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展貢獻力量。

4、Acrel-2000ES儲能柜能量管理系統(tǒng)

4.1系統(tǒng)概述

安科瑞儲能能量管理系統(tǒng)Acrel-2000ES，專門針對工商業(yè)儲能柜、儲能集裝箱研發(fā)的一款儲能EMS，具有完善的儲能監(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)計報表等功能。在高級應(yīng)用上支持能量調(diào)度,具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

4.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000ES，可通過直采或者通過通訊管理或串口服務(wù)器將儲能柜或者儲能集裝箱內(nèi)部的設(shè)備接入系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：

4.3系統(tǒng)功能

4.3.1實時監(jiān)測

系統(tǒng)人機界面友好，能夠顯示儲能柜的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測PCS、BMS以及環(huán)境參數(shù)信息，如電參量、溫度、濕度等。實時顯示有關(guān)故障、告警、收益等信息。

4.3.2設(shè)備監(jiān)控

系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防、除濕機等設(shè)備的運行狀態(tài)及運行模式。

PCS監(jiān)控：滿足儲能變流器的參數(shù)與限值設(shè)置；運行模式設(shè)置；實現(xiàn)儲能變流器交直流側(cè)電壓、電流、功率及充放電量參數(shù)的采集與展示；實現(xiàn)PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)、異常告警等狀態(tài)監(jiān)測。

BMS監(jiān)控：滿足電池管理系統(tǒng)的參數(shù)與限值設(shè)置；實現(xiàn)儲能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監(jiān)測；實現(xiàn)電池充放電狀態(tài)、電壓、電流及溫度異常狀態(tài)的告警。

空調(diào)監(jiān)控：滿足環(huán)境溫度的監(jiān)測，可根據(jù)設(shè)置的閾值進行空調(diào)溫度的聯(lián)動調(diào)節(jié)，并實時監(jiān)測空調(diào)的運行狀態(tài)及溫濕度數(shù)據(jù)，以曲線形式進行展示。

UPS監(jiān)控：滿足UPS的運行狀態(tài)及相關(guān)電參量監(jiān)測。

4.3.3曲線報表

系統(tǒng)能夠?qū)CS充放電功率曲線、SOC變換曲線、及電壓、電流、溫度等歷史曲線的查詢與展示。

4.3.4策略配置

滿足儲能系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)的配置、電價參數(shù)與時段的設(shè)置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制等。

4.3.5實時報警

儲能能量管理系統(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)?/span>儲能充放電越限、溫度越限、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

4.3.6事件查詢統(tǒng)計

儲能能量管理系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，溫濕度、電壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

4.3.7遙控操作

可以通過每個設(shè)備下面的紅色按鈕對PCS、風(fēng)機、除濕機、空調(diào)控制器、照明等設(shè)備進行相應(yīng)的控制，但是當(dāng)設(shè)備未通信上時，控制按鈕會顯示無效狀態(tài)。

4.3.8用戶權(quán)限管理

儲能能量管理系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

5結(jié)束語

總之，集裝箱儲能柜系統(tǒng)在新能源行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，集裝箱儲能柜系統(tǒng)將發(fā)揮越來越重要的作用，為綠色能源的發(fā)展提供有力支撐。然而，集裝箱儲能柜系統(tǒng)在推廣應(yīng)用過程中仍面臨一定的挑戰(zhàn)，如技術(shù)成熟度、成本控制、政策支持等。因此，未來需進一步加大研發(fā)力度，提高集裝箱儲能柜系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟性，推動其在新能源行業(yè)的廣泛應(yīng)用。集裝箱儲能柜系統(tǒng)在新能源行業(yè)的應(yīng)用前景廣闊，其對于促進新能源的穩(wěn)定輸出和提高能源利用效率具有重要意義。

參考文獻

[1]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版