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3.2 系统物理架构
能量云平台控制系统主要功能为监控用户侧储能设备或系统运行状态、执行需求响应业务,同时管理用户侧档案信息数据和业务数据,以及利用门户系统提供信息访问服务。系统设计时需要利用平台化、模块化思想,保证系统的兼容性与可扩展性。基于能量云管理平台的分布式储能系统功能架构图如图2所示。
图2 能量云平台控制系统功能架构图
能量云平台控制系统具备实现分布式储能集群管理及其接入过程中能量交换的多目标优化控制、保护与监视、通信、数据测量采集、历史数据存储分析、经济性计算等功能。
1)控制功能
潮流控制、有功功率控制、电压/无功调节、并离网切换、储能系统协调控制功能。用户可以通过云平台控制电池系统充放电,设置充电电流,无需运维人员到现场操作。
2)保护与监视
读取设备各种信息,实时监视系统运行情况,进行综合判断,协调系统运行。可获取的信息包括整个电池系统的状态、电压、电流、功率和单体电池的状态、电压、SOC等数据。
3)历史数据获取
云平台能存储采集到的电池系统以及单体电池的各种状态和数据。用户可以指定目标和时间区间以原始数据、直方图、曲线等方式获取这些历史数据,可以在客户端中通过图形界面获得直观的数据。用户也可以对数据进行再处理,进行数据分析、模式提取,为各项评估和科学决策提供数据支持。
4)其他功能
(1)经济和环境效益报告功能。能够根据存储的数据计算出削峰填谷等带来的经济效益,让用户了解到投资的经济和环境回报,随时掌握系统的经济性情况。
(2)设备使用环境报告。实时地报告设备工作环境,如市电是否正常,储能设备续航时间等信息,让用户随时随地掌握设备的环境状况。
(3)日志功能。可以将系统主要信息和操作信息保存。
除具备以上功能外,能量云平台控制系统为用户提供虚拟机全生命周期管理,提供基于手持设备APP的远程应用,提供自动化运维及自动报警,提供多种云存储方式,让用户简化能量存储设备的维护及扩展,专注于核心业务。
4 案例应用
近日,广州供电局携手铁塔公司联手打造国内第一个通信基站闲散电池盘活利用的配电网储能示范项目,项目选择56个直供电移动基站,其中8个基站作为能量双向交互试点,利用每座基站闲置的备用储能资源,组成大规模的分布式电池系统。
储能系统建设规模为268.8kW/2.11MWh,在能源互联网大数据及云平台的基础上,通过现代化通信手段,实现对每座分布式基站储能系统的监控和管理,通过对每个分散点的储能资源统筹计算,实现需求侧负荷与储能系统的之间快速互动响应,优化能源在需求侧得到合理配置。能量双向交互试点基站系统构成示意图如图3所示。
本项目是在共享经济模式下对分布式储能项目建设新模式和新方法的探索和尝试。项目由铁塔公司提供储能系统建设场地以及储能电池,由供电企业提供电池管理系统、功率转换系统以及能量云平
图3 能量双向交互试点基站系统构成示意图
台控制系统建设,共同构造成分布式储能系统。电网企业负责储能系统的日常调度和管理工作,负责向铁塔公司的基站电池工作状态提供监控和预警服务,铁塔公司则负责电池系统的日常运维工作。
对供电企业而言:①降低储能项目建设成本,以本项目为例,56个基站的储能电池盘活后的电量资源约为2MWh,单位建设成本折算为1.5元/Wh,仅为锂电储能新建站的单位建设成本的60%;②解决了城市配电网中储能建设征地问题,节省土地资源,社会效益显著;③盘活社会上闲置储能资源,掌控社会储能容量的调度能力,能够缓解电网企业高峰供电压力,开展需求侧管理,间接减少电网基建投资。
对铁塔公司而言:①有储能电池的在线监测系统,能够实时精准的掌握应急电源的工作状况,提升应急系统供电可靠性;②降低人力成本,通过能量云平台控制系统,使得基站电池做到真正的免维护,估算运维成本单站每年节约6200元,本项目56个站每年可节约27.9万元;③还可享受电网企业根据削峰填谷的需求侧响应即得收益所让渡的电费电价优惠。
5 结论
本文提出了基于能量云管理平台的分布式储能系统在电力需求侧管理中的应用模式,即通过搭建能量云平台控制系统,利用信息化互联网等手段,实现对某一区域内分布式储能进行广域调度和集群管理。
通过前文介绍和应用案例,该技术应用可以实现电网企业和用户之间能量双向交互,使传统的刚性电网转变成柔性电网,以低成本高效率地方式完成电网中能源的优化配置工作,不但带给电网企业有效实现需求侧管理的社会效益,也带给用户节电节费的经济效益。
然而,如何引导社会中闲散的储能资源完成规模化应用和实现集群化管理,在建设、运营和盈利模式上需要进一步探索和研究工作。
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