安科瑞刘鸿鹏

摘要

随着能源转型的加速和电力需求的波动，储能系统在企业储能电站中的应用日益广泛。储能能量管理系统（EMS）作为储能设备的核心控制单元，能够优化储能设备的运行，提高能效并降低企业的用电成本。本文基于储能柜能量管理系统，探讨其在企业储能电站中的应用，包括系统架构、功能特点及实际应用场景，并展望其未来发展方向。

1. 引言

在“双碳”目标的推动下，储能技术在电力系统中的作用愈发重要。企业储能电站可以利用储能系统实现削峰填谷、需量管理、备用电源等功能，提高用电效率，降低电费成本。然而，要实现智能化的储能管理，仅依靠硬件设备是不够的，储能能量管理系统（EMS）作为“大脑”，在储能系统的调度与优化中起着关键作用。

2. 社会背景

在2022年已并网的储能项目中,用户侧并网占比为8.36%,其中工商业储能规模为占比为98.6%。随着各省市的峰  谷价差拉大,部分省市可实现两充两放,工商业储能会更  加具有经济性,加上限电政策的影响,工商业储能将在  2023-2025年逐渐发展成主要的增长点。

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工商业储能是用户侧储能最主要的应用场景之一,当前  主要应用场景包括峰谷套利、需(容)量管理、应急备电、 动态增容及需求侧响应。

如何通过工商业储能设备实现上述功能及安全、可、靠  经济运行，显然已成为大多储能集成厂家关注的重点，

而作为储能设备的“大脑 ”EMS也成为其中关键的一环，  市场需求逐年增加。

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3. 储能柜运行数据监测难点

在企业储能电站中，储能柜的运行数据监测面临诸多挑战，主要难点包括以下几个方面：

3.1 数据采集的多样性与复杂性

储能柜涉及多个子系统，如PCS（功率变流器）、BMS（电池管理系统）、电力计量表、温控系统、消防系统等，每个子系统的监测参数不同。例如：

PCS：充放电功率、电压、电流、运行模式、故障状态等。

BMS：电池SOC（荷电状态）、SOH（健康状态）、单体电压、温度、均衡状态等。

电表：电压、电流、功率因数、频率、电能计量等。

温控系统：环境温度、湿度、散热风扇、空调运行状态等。

消防系统：烟雾探测、气体灭火系统状态等。

要实现监测，需要对各类设备的数据进行采集，并确保数据格式统一、通讯协议兼容。

3.2 通信协议与数据标准不统一

储能柜内的设备来自不同厂家，采用的通信协议各不相同，如ModbusRTU、ModbusTCP、IEC104、CAN、DL/T645等。这导致数据采集系统需要兼容多种协议，并能进行数据转换和标准化，增加了系统的开发和运维难度。

3.3 数据传输的实时性与稳定性

储能柜运行过程中，数据需要实时采集、传输和分析。例如，在进行需量控制或防逆流管理时，若数据传输延迟，可能导致系统无法及时调整充放电策略，进而影响电网稳定性或增加企业电费成本。同时，网络抖动、通信中断等问题也可能导致数据丢失或误报。

3.4 海量数据的存储与处理

储能系统产生的数据量庞大，包括秒级、分钟级的功率、电压、电流等实时数据，以及长时存储的历史数据。如何存储、索引、分析和调用这些数据，是监测系统的核心挑战之一。例如，SOC曲线、PCS功率曲线等数据需要长时存储，以便进行趋势分析和异常检测。

3.5 异常检测与故障预警的准确性

储能系统运行过程中可能出现多种异常，如：

PCS故障：过压、过流、过温、频率异常等。

电池异常：单体电池过充、过放、电压不均衡、温度异常等。

通信故障：设备数据丢失、延迟或错误等。

要实现故障检测和预警，需要结合多维度的数据分析，同时避免误报和漏报。例如，SOC异常下降可能是电池老化导致的，但也可能是BMS通信异常造成的，如何区分这些情况是一个技术难点。

3.6 远程监控与运维难度

企业储能电站通常分布在多个地点，运维人员无法随时到现场检查，因此需要具备远程监测和管理能力。然而，远程监测面临以下挑战：

网络安全：远程监测系统容易成为网络攻击的目标，需要确保数据传输的安全性。

带宽限制：大规模储能系统可能涉及数千个数据点，如何在带宽有限的情况下传输数据是一个难题。

实时控制：远程下发控制命令（如调整充放电策略）需要确保执行的及时性和可靠性，避免因网络延迟导致策略失效。

3.7 环境因素对监测设备的影响

储能柜通常安装在户外或工业环境中，可能面临极端天气、粉尘、高湿度等挑战。例如：

高温环境可能影响温度传感器的准确性。

电磁干扰可能导致通信数据异常。

设备老化可能引起传感器失效或数据漂移。

这些环境因素都会影响监测数据的准确性和可靠性，增加了运维难度。

3.8 数据可视化与分析能力

储能柜的运行数据复杂，如何通过可视化方式呈现关键指标，并提供智能化分析，是另一个挑战。例如，如何让运维人员直观地看到：

当前储能柜的运行状态（充放电情况、SOC变化）。

是否存在异常或故障（温度过高、电池不均衡等）。

历史数据趋势（过去一周的SOC变化、电池健康度下降趋势等）。

如果监测系统缺乏数据分析和可视化能力，运维人员可能难以快速定位问题并做出相应决策。

储能柜运行数据监测面临数据采集复杂、通信协议不统一、数据存储与处理挑战、故障预警准确性难题、远程监控限制等多方面难点。针对这些问题，企业可以采用能量管理系统，结合大数据分析、AI故障预测、边缘计算等技术，提高储能柜的运行监测精度和运维效率。

4. 储能能量管理系统

安科瑞储能能量管理系统Acrel-2000ES，专门针对工商业储能柜、储能集装箱研发的一款储能EMS， 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、可视化监控、报警管理、统计报表   等功能。在应用上支持能量调度,具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

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4.1功能介绍

Acrel2000ES储能能量管理系统是专门针对工商业储能柜和储能集装箱开发的一款储能EMS，能够实现对储能系统的监测、控制和优化调度。其核心功能包括：

设备接入与数据采集：支持PCS（功率变流器）、BMS（电池管理系统）、电表、消防、空调等设备的数据采集和管理。

实时监测与告警：支持设备运行状态监测，并提供异常报警和联动控制。

能量调度与优化：支持削峰填谷、需量控制、防逆流控制等策略，优化储能系统的充放电调度。

远程监控与运维：支持本地与远程模式切换，可通过4G、RS485、TCP/IP等方式进行远程监控与数据交互。

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都可以随时问的。，5322

4.2 系统架构

Acrel2000ES系统采用模块化设计，主要由以下部分组成：

数据采集单元：负责采集储能系统中的电压、电流、功率、电量、温湿度等关键参数。

通信管理单元：支持多种通信协议，如ModbusRTU、ModbusTCP、IEC104等，确保与不同厂商设备的兼容性。

能量管理与控制单元：根据设定的策略，对PCS和BMS进行控制，实现充放电优化。

人机交互单元：提供13.3英寸触摸屏界面，支持实时监控、参数设置、告警查询、数据分析等功能。

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4.3 主要功能

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4.4 设备特点

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4.5 系统功能

图形组态

绘制：实时监测（ PCS、 BMS、 电表、温湿度等），设备控制（温控、 照明等）

关联：曲线报表，视频监控

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人机界面

设备监控：PCS、BMS、电表、除湿机、消防主机、液冷主机。

曲线报表：PCS功率曲线、SOC曲线、统计报表、历史曲线。

控制策略：削峰填谷、需 量控制、防逆 流控制等。

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设备监控

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4.6 Acrel-2000ES系统载体

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4.7 设备规格

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注：该结构为13.3寸，如需其他定制尺寸，单独沟通。

总体尺寸：339×216×66mm

面板视口：339×216×5mm  

机柜开孔：327×204mm

5. 应用场景

5.1工业园区

通过削峰填谷降低用电成本，同时利用备用电源功能保障关键设备在电网异常时的供电稳定性。

5.2商业综合体

结合光伏发电系统，实现本地能源消纳，提高新能源利用率，降低对电网的依赖。

5.3数据中心

通过需量控制和备用电源功能，确保数据中心在电网波动或断电时的稳定运行。

5.4充电站

结合电动汽车充电需求，优化充放电策略，减少对电网的冲击，降低峰值负荷。

结论

储能柜能量管理系统在企业储能电站中的应用，能够有效提升储能系统的智能化水平，提高用电效率并降低运营成本。通过削峰填谷、需量管理、防逆流控制等功能，该系统为企业提供了灵活的储能管理解决方案。随着智能电网和分布式能源的发展，储能能量管理系统将在未来发挥更加重要的作用，为企业的能源管理带来更多可能性。

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