浅析集装箱储能柜系统在新能源行业的应用
时间：2024-08-28 阅读：137
0、引言
随着全球能源结构的转型，新能源的发展日益受到重视。在我国，新能源产业已成为国民经济的重要支柱产业之一。其中，集装箱储能柜系统作为一种新型的储能设备，以其的优势在新能源行业中发挥着越来越重要的作用。本文将从集装箱储能柜系统的定义、特点、应用等方面进行浅析，以期为新能源行业的发展提供有益的参考。
1、集装箱储能柜系统的定义及特点
集装箱储能柜系统是一种采用标准化集装箱为载体，将储能设备、电池管理系统、监控系统等集成于一体的储能解决方案。它具有以下几个特点：
高度集成：集装箱储能柜系统将储能设备、电池管理系统、监控系统等集成在一起，实现了储能设备的一体化设计，降低了系统的复杂性。
灵活性强：集装箱储能柜系统可根据项目的需求进行快速调整，实现储能容量的扩展或缩小。同时，其运输方式灵活，可实现远距离运输。
安全可靠：集装箱储能柜系统采用电池管理系统，对电池进行实时监控，确保电池在正常工作范围内运行，提高了系统的安全性。
经济性好：集装箱储能柜系统采用标准化设计，降低了生产成本。同时，其运行维护成本低，具有较高的经济性。
环境友好：集装箱储能柜系统采用清洁能源储能设备，如锂离子电池，减少了碳排放，有利于实现绿色发展。
2、集装箱储能柜系统在新能源行业的应用
2.1光伏发电领域
集装箱储能柜系统在光伏发电领域中的应用日益广泛。储能柜系统可将光伏发电与储能设备相结合，实现发电与用电的平衡，提高光伏发电的利用率。在光伏发电高峰期，储能柜系统可将多余的电能储存起来，待到用电高峰期再释放，从而实现光伏发电的削峰填谷，优化电力供应。
2.2风力发电领域
集装箱储能柜系统在风力发电领域也具有广泛的应用前景。由于风力发电的间歇性特点，储能柜系统可以将风能转化为电能储存起来，待到无风或风力较小的时候释放，从而提高风力发电的稳定性。此外，储能柜系统还可以为风力发电提供备用电源，提高风电场的供电可靠性。
2.3新能源汽车领域
集装箱储能柜系统在新能源汽车领域中的应用也日益成熟。储能柜系统可以为新能源汽车提供充电服务，实现新能源汽车的能源补给。此外，储能柜系统还可以将新能源汽车的电池作为储能设备，实现新能源汽车与储能系统的互动，提高新能源汽车的使用效率。
2.4电力辅助服务领域
集装箱储能柜系统在电力辅助服务领域具有较大的市场潜力。储能柜系统可以作为调峰、调频等辅助服务设备，为电网提供实时调节能力，提高电网的稳定性和可靠性。此外，储能柜系统还可以为电网提供备用容量，应对突发情况，保障电力供应的稳定性。
3、集装箱储能柜系统在新能源行业的优势
3.1提升新能源并网能力
随着可再生能源如光伏和风能的并网比例不断提高，储能系统成为保障电网稳定性的关键。集装箱储能柜系统能够提供快速响应的电力支持，帮助电网调度机构实现对新能源发电的控制，提高新能源发电的并网质量和效率。
3.2增强电网调峰调频能力
电网调峰调频是确保电力系统平稳运行的重要手段。集装箱储能柜系统可作为灵活的调峰调频资源，快速响应电网的需求，平衡供需两侧的电力负荷，特别是在新能源出力波动较大的时段，储能系统能够有效平滑发电曲线，保证供电的稳定性。
3.3促进新能源消纳
由于新能源发电的间歇性和不稳定性，如何在电网中合理消纳这些能源成为一大挑战。集装箱储能柜系统可以通过储存新能源电力并在需求高峰时段释放，从而增加电网对新能源的接纳能力，减少因新能源发电波动造成的电力浪费。
3.4支持新能源汽车发展
新能源汽车的快速发展对充电基础设施提出了更高的要求。集装箱储能柜系统可作为大型充电站使用，为新能源汽车提供快速充电服务，满足日益增长的充电需求。同时，储能系统还可以在电网负荷高峰时，将电动汽车的电池作为储能资源，向电网供电，实现电网和电动汽车的互动。
3.5促进能源消费革命
集装箱储能柜系统还可以应用于分布式能源管理和微电网建设中，为用户提供电力的时间和空间灵活性，促进能源消费模式的转变。通过储能系统的应用，用户可以在电价较低时储存电力，高价时段使用，从而降低用电成本，优化能源消费结构。
3.6助力能源安全
能源安全是战略的重要组成部分。集装箱储能柜系统可以提高能源系统的韧性和抗风险能力。在能源供应短缺或紧急情况下，储能系统能够迅速响应，提供必要的电力支持，保障能源安全。
在未来的发展中，集装箱储能柜系统需要克服成本、技术、政策等方面的挑战，进一步优化性能，提高安全性和经济性。同时，企业和研究机构应共同努力，推动相关技术标准和政策的制定，促进集装箱储能柜系统在新能源行业的广泛应用，为我国能源结构的转型和绿色发展贡献力量。
4、Acrel-2000ES储能柜能量管理系统
4.1系统概述
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。在高级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。
4.2系统结构
Acrel-2000ES，可通过直采或者通过通讯管理或串口服务器将储能柜或者储能集装箱内部的设备接入系统。系统结构如下：
4.3.1实时监测
系统人机界面友好，能够显示储能柜的运行状态，实时监测PCS、BMS以及环境参数信息，如电参量、温度、湿度等。实时显示有关故障、告警、收益等信息。
4.3.2设备监控
系统能够实时监测PCS、BMS、电表、空调、消防、除湿机等设备的运行状态及运行模式。
PCS监控：满足储能变流器的参数与限值设置；运行模式设置；实现储能变流器交直流侧电压、电流、功率及充放电量参数的采集与展示；实现PCS通讯状态、启停状态、开关状态、异常告警等状态监测。
BMS监控：满足电池管理系统的参数与限值设置；实现储能电池的电芯、电池簇的温度、电压、电流的监测；实现电池充放电状态、电压、电流及温度异常状态的告警。
空调监控：满足环境温度的监测，可根据设置的阈值进行空调温度的联动调节，并实时监测空调的运行状态及温湿度数据，以曲线形式进行展示。
4.3.3曲线报表
系统能够对PCS充放电功率曲线、SOC变换曲线、及电压、电流、温度等历史曲线的查询与展示。
满足储能系统设备参数的配置、电价参数与时段的设置、控制策略的选择。目前支持的控制策略包含计划曲线、削峰填谷、需量控制等。
储能能量管理系统具有实时告警功能，系统能够对储能充放电越限、温度越限、设备故障或通信故障等事件发出告警。
储能能量管理系统能够对遥信变位，温湿度、电压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。
可以通过每个设备下面的红色按钮对PCS、风机、除湿机、空调控制器、照明等设备进行相应的控制，但是当设备未通信上时，控制按钮会显示无效状态。
4.3.8用户权限管理
储能能量管理系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。
4.3.9安科瑞配套产品
序号 | 设备 | 型号 | 图片 | 说明 |
1 | 储能能量管理系统 | Acrel-2000ES |
| 实现储能设备的数据采集与监控，统计分析、异常告警、优化控制、数据转发等； 策略控制:计划曲线、需量控制、削峰填谷、备用电源等。 |
2 | 触摸屏电脑 | PPX-133L |
| 1)承接系统软件 2)可视化展示:显示系统运行信息 |
3 | 交流计量表计 | DTSD1352 |
| 集成电力参量及电能计量及考核管理，提供各类电能数据统计。具有谐波与总谐波含量检测，带有开关量输入和开关量输出可实现“遥信”和“遥控”功能，并具备报警输出。带有RS485 通信接口，可选用MODBUS-RTU或 DL/T645协议。 |
4 | 直流计量表计 | DJSF1352 |
| 表可测量直流系统中的电压、电流、功率以及正反向电能等;具有红外通讯接口和RS-485通讯接口，同时支持Modbus-RTU协议和DLT645协议;可带继电器报警输出和开关量输入功能。 |
5 | 温度在线监测装置 | ARTM-8 |
| 适用于多路温度的测量和控制，支持测量8通道温度;每一通道温度测量对应2段报警，继电器输出可以任意设置报警方向及报警值。 |
6 | 通讯管理机 | ANet-2E8S1 |
| 能够根据不同的采集规约进行水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据采集汇总；提供规约转换、透明转发、数据加密压缩、数据转换、边缘计算等多项功能；实时多任务并行处理数据采集和数据转发，可多链路上送平台据。 |
7 | 串口服务器 | Aport |
| 功能:转换“辅助系统”的状态数据，反馈到能量管理系统中。1)空调的开关，调温，及断电(二次开关实现)；2)上传配电柜各个空开信号；3)上传UPS内部电量信息等；4)接入电表、BSMU等设备 |
8 | 遥信模块 | ARTU-KJ8 |
| 1)反馈各个设备状态，将相关数据到串口服务器；2)读消防1/0信号，并转发给到上层(关机、事件上报等)；3)采集水浸传感器信息，并转发给到上层(水浸信号事件上报)；4)读取门禁程传感器信息，并转发给到上层(门禁事件上报)。 |
5结束语
总之，集装箱储能柜系统在新能源行业具有广泛的应用前景。随着新能源产业的快速发展，集装箱储能柜系统将发挥越来越重要的作用，为绿色能源的发展提供有力支撑。然而，集装箱储能柜系统在推广应用过程中仍面临一定的挑战，如技术成熟度、成本控制、政策支持等。因此，未来需进一步加大研发力度，提高集装箱储能柜系统的性能和经济性，推动其在新能源行业的广泛应用。集装箱储能柜系统在新能源行业的应用前景广阔，其对于促进新能源的稳定输出和提高能源利用效率具有重要意义。
参考文献
[1]企业微电网设计与应用手册2022.05版.