淺析集裝箱儲(chǔ)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(guó)，新能源產(chǎn)業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。其中，集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)作為一種新型的儲(chǔ)能設(shè)備，以其的優(yōu)勢(shì)在新能源行業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。本文將從集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)、應(yīng)用等方面進(jìn)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(chǔ)能柜系統(tǒng)的定義及特點(diǎn)

集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)是一種采用標(biāo)準(zhǔn)化集裝箱為載體，將儲(chǔ)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(chǔ)能解決方案。它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

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

靈活性強(qiáng)：集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)可根據(jù)項(xiàng)目的需求進(jìn)行快速調(diào)整，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能容量的擴(kuò)展或縮小。同時(shí)，其運(yùn)輸方式靈活，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。

安全可靠：集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)采用先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)，對(duì)電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保電池在正常工作范圍內(nèi)運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的安全性。

經(jīng)濟(jì)性好：集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)，其運(yùn)行維護(hù)成本低，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。

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

2、集裝箱儲(chǔ)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(chǔ)能柜系統(tǒng)在光伏發(fā)電領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛。儲(chǔ)能柜系統(tǒng)可將光伏發(fā)電與儲(chǔ)能設(shè)備相結(jié)合，實(shí)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(chǔ)能柜系統(tǒng)可將多余的電能儲(chǔ)存起來(lái)，待到用電高峰期再釋放，從而實(shí)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(chǔ)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(diǎn)，儲(chǔ)能柜系統(tǒng)可以將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來(lái)，待到無(wú)風(fēng)或風(fēng)力較小的時(shí)候釋放，從而提高風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性。此外，儲(chǔ)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(chǎng)的供電可靠性。

2.3新能源汽車(chē)領(lǐng)域

集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)在新能源汽車(chē)領(lǐng)域中的應(yīng)用也日益成熟。儲(chǔ)能柜系統(tǒng)可以為新能源汽車(chē)提供充電服務(wù)，實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)的能源補(bǔ)給。此外，儲(chǔ)能柜系統(tǒng)還可以將新能源汽車(chē)的電池作為儲(chǔ)能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)與儲(chǔ)能系統(tǒng)的互動(dòng)，提高新能源汽車(chē)的使用效率。

2.4電力輔助服務(wù)領(lǐng)域

集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)在電力輔助服務(wù)領(lǐng)域具有較大的市場(chǎng)潛力。儲(chǔ)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(shí)時(shí)調(diào)節(jié)能力，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。此外，儲(chǔ)能柜系統(tǒng)還可以為電網(wǎng)提供備用容量，應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。

3、集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)在新能源行業(yè)的優(yōu)勢(shì)

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(chǔ)能系統(tǒng)成為保障電網(wǎng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。集裝箱儲(chǔ)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(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(qiáng)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(yùn)行的重要手段。集裝箱儲(chǔ)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(dòng)較大的時(shí)段，儲(chǔ)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(jìn)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(chǔ)能柜系統(tǒng)可以通過(guò)儲(chǔ)存新能源電力并在需求高峰時(shí)段釋放，從而增加電網(wǎng)對(duì)新能源的接納能力，減少因新能源發(fā)電波動(dòng)造成的電力浪費(fèi)。

3.4支持新能源汽車(chē)發(fā)展

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

3.5促進(jìn)能源消費(fèi)革命

集裝箱儲(chǔ)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(hù)提供電力的時(shí)間和空間靈活性，促進(jìn)能源消費(fèi)模式的轉(zhuǎn)變。通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用，用戶(hù)可以在電價(jià)較低時(shí)儲(chǔ)存電力，高價(jià)時(shí)段使用，從而降低用電成本，優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。

3.6助力能源安全

能源安全是國(guó)家戰(zhàn)略的重要組成部分。集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)可以提高能源系統(tǒng)的韌性和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。在能源供應(yīng)短缺或緊急情況下，儲(chǔ)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(lái)的發(fā)展中，集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)需要克服成本、技術(shù)、政策等方面的挑戰(zhàn)，進(jìn)一步優(yōu)化性能，提高安全性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，政府、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)應(yīng)共同努力，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和政策的制定，促進(jìn)集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)在新能源行業(yè)的廣泛應(yīng)用，為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

4、Acrel-2000ES儲(chǔ)能柜能量管理系統(tǒng)

4.1系統(tǒng)概述

安科瑞儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)Acrel-2000ES，專(zhuān)門(mén)針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能柜、儲(chǔ)能集裝箱研發(fā)的一款儲(chǔ)能EMS，具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢(xún)與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。在高級(jí)應(yīng)用上支持能量調(diào)度,具備計(jì)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(guò)直采或者通過(guò)通訊管理或串口服務(wù)器將儲(chǔ)能柜或者儲(chǔ)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠顯示儲(chǔ)能柜的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PCS、BMS以及環(huán)境參數(shù)信息，如電參量、溫度、濕度等。實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防、除濕機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行模式。

PCS監(jiān)控：滿(mǎn)足儲(chǔ)能變流器的參數(shù)與限值設(shè)置；運(yùn)行模式設(shè)置；實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、異常告警等狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

BMS監(jiān)控：滿(mǎn)足電池管理系統(tǒng)的參數(shù)與限值設(shè)置；實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監(jiān)測(cè)；實(shí)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(mǎn)足環(huán)境溫度的監(jiān)測(cè)，可根據(jù)設(shè)置的閾值進(jìn)行空調(diào)溫度的聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)及溫濕度數(shù)據(jù)，以曲線形式進(jìn)行展示。

UPS監(jiān)控：滿(mǎn)足UPS的運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)電參量監(jiān)測(cè)。

4.3.3曲線報(bào)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(xún)與展示。

4.3.4策略配置

滿(mǎn)足儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)的配置、電價(jià)參數(shù)與時(shí)段的設(shè)置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制等。

4.3.5實(shí)時(shí)報(bào)警

儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)?/span>儲(chǔ)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(xún)統(tǒng)計(jì)

儲(chǔ)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(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、事故分析。

4.3.7遙控操作

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

4.3.8用戶(hù)權(quán)限管理

儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶(hù)權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶(hù)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(kù)修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

5結(jié)束語(yǔ)

總之，集裝箱儲(chǔ)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(chǔ)能柜系統(tǒng)將發(fā)揮越來(lái)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(chǔ)能柜系統(tǒng)在推廣應(yīng)用過(guò)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(lái)需進(jìn)一步加大研發(fā)力度，提高集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟(jì)性，推動(dòng)其在新能源行業(yè)的廣泛應(yīng)用。集裝箱儲(chǔ)能柜系統(tǒng)在新能源行業(yè)的應(yīng)用前景廣闊，其對(duì)于促進(jìn)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(xiàn)

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