安科瑞电气股份有限公司

浅谈分布式新能源发电中的储能系统能量管理分析

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801

【摘要】：能源是维持社会稳定发展的关键助力，其可以在实际生产发展阶段中合理转化为社会公众必需的动力、光能、热能及其他自然资源。结合各类条件及划分标准来看，可以将能源展开多样化分类定位，主要包括常规能源与新能源，前者通常涵盖了石油、水能、天然气、煤炭等普及使用的能源类型，而后者是新时代社会还没有普遍开发及利用的资源，主要涉及海洋能、太阳能、风能及地热能等等。在此期间，风能主要是因地表结构在高温度条件下产生的水蒸气与气温差造成的气压差异，进而在空气由高压区域朝向低压区域不断流动所产生的风，此过程中所形成的动能便被称为风能。太阳能指的是阳光照射于地球表层展开能量转换与利用。分布式发电中的储能系统为了有效降低功率波动所带来的影响，就需要在外部电网展开新能源输出，从而促使系统时刻维持自带负载输出状态。

【关键词】：分布式新能源；发电；储能系统；能量管理；分析

1绪论

在新能源的概念下，可以将其定义为：新能源是指具有一定能量的清洁的可再生能源，它是一种新型的可持续发展的资源和能源。生物质能是借助各类绿色植物的光合作用实现能量转换。地热能主要来源于地球熔岩内部存在的天然热能，海洋能通常涵盖了波浪能、潮汐能等等。成本是对资源消耗展开化运算的计量方法，不但涉及资金费用的消耗，还包括人力资源与物力资源的成本。成本作为产品价格的定价条件，其承担着彰显企业管理水准、经营业绩和竞争实力的关键角色。各项产品的材料消耗、生产力及能源消耗量等均贯穿于企业经营管理的全过程当中，并利用成本指标体现在大众视界中。在社会发展的过程中，能源是人类生存和活动的物质基础，是经济增长的重要动力。在过去的几十年里，化石燃料的大量消耗和环境污染的问题一直没有得到解决，人们开始寻求新的清洁可再生能源来代替传统的石油、煤炭等不可再生的能源资源。近年来，风能、太阳能等新型可再生能源的开发利用越来越受到重视，我国已经把风电作为未来电力系统建设的重点项目。

2分析新能源的概述

2.1分析新能源的含义

我国的传统化石能源主要是有煤炭、石油和天然气，其中煤的储量占据总储量的百分之七十左右，然而这些矿物都是不可再生的，而可再生的煤量约占总产量的百分之六十以上，大约占据全国总产煤量的百分之五到百分之十。由于燃烧时产生了大量的污染物（如二氧化硫，NOx,CH4)，导致环境污染严重。因此，开发新型的洁净高效的可替代的清洁环保的电力系统，减少对常规电源的依赖性，实现节能减排，提高电力系统的安全稳定运行，是电网公司的重要任务。在传统的电力系统中，主要使用的都是风能、太阳能、水能等。而这些都是电能，它们都不能被替代，所以人们把目光转向了其他的领域一光伏发电。风能作为目前世界上丰富的可用能源，它也是取之不尽、用之不竭的重要来源。但是，由于其自身存在的局限性，导致了它的开发利用受到很大限制。因此，要想使风力发电的技术得到更好的应用，就需要对其进行更深入的研究与探索。

2.2分析新能源发电的现状

对于我国而言，是存在着比较丰富的风能储量，其中太阳能的开发和应用是大的优势之一，在以往的二十年中，光伏产业的发展速度是快的。在二零一一年，光伏发电的总装机容量达到了三万千瓦，占全国总发电量的百分之零点五。但是由于技术的落后和成本的高低等因素，导致目前的风力发电的规模一直不能满足市场的需求量。我国的新能源发电的开发与应用起步较晚，在计划经济体制下，对传统的火力发电的依赖性很强，而且由于新能源资源分布不均匀，导致了新能源的利用率较低，这也限制了其使用范围。

3分析分布式新能源发电中的储能系统工作模式

系统能源管理的过程中，关键的参数主要包括以下几个方面内容：一是电池的超前状态；二是超级电容器。在物理算法中，超电容器和单电压的平方形成正比例的关系，因此可以推出能够通过测量超电容器的单电压获取剩余容量。但需要特别注意的是，电池在工作过程中，剩余容量和单电压两者之间并不存在明确的函数关系，在此情况下就需要采取间接测量法。分布式新能源发电中的储能系统使用的是系统系数积分法与卡门过滤器，从而实现在电池的线上能够计算出SOC。对此进行简要的分析与讨论，根据相关预测，如果将电力容量的SOC正常状态设定为百分之二十到百分之九十之间，那么低容量可能为百分之二十以下，高容量则为百分之九十以上。可以得出在实际应用过程中会存在诸如SOC的百分之三十到百分之九十、电池、低容量以及高容量等多种模式。当采用同一种控制策略应对所有模式时，检查电池的SOC、超级电容器以及系统运行时间之外的电网，就可以明确分布式新能源中储存能量所需的控制策略。如图1所示，AC/DC总线混合发电系统，主要借助太阳能和风力发电，通常情况下，在实际运行过程中，高的跟踪状态则为太阳能与风力发电输出处于快速的变化因素。例如，在天气情况良好的状态下，采用超级电容器作为能源储存设备。在此之外分布式的新能源发电中，储能系统为了可以促进其在孤岛状态下处于长期和稳定的运行模式，则是需要采用长期能量储存的装置，通过合理的应用大容量的电池，例如612V/65Hz。应明确的是，根据两种不同的能源储存单元的自身特点、外部电网实际状况以及剩余容量情况等，分别采用针对性的控制策略。

5 Acrel-2000ES储能能量管理系统

5.1平台概述

安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统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、备用电源等控制功能。既可以用于储能一体柜,也可以用于储能集装箱,是专门用于设备管理的一套软件系统平台。

5.2系统结构图

5.3系统功能

5.3.1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。