储能装机容量在线监测系统助力“双碳”目标的实现

安科瑞虞佳豪

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《“十四五”新型储能发展实施方案》明确提出，到2030年，新型储能全面市场化发展。如今，从商业化初期到全面市场化发展，留给新型储能的时间已经不多。

储能是构建以新能源为主体的新型电力系统的关键。我们日常所说的储能，通常是指新能源领域的电力储能，简单讲就是把风、光、水等发的电存起来，待需要时再用。换句话说，储能就像个大充电宝，可以将光伏、风电这种新能源设施发的电储存起来，并入电网。

储能主要分为抽水蓄能和新型储能。相比抽水蓄能，新型储能投资小、建设周期短、部署灵活。2017年底，自五部委联合发布首个储能行业指导意见以来，储能热度逐日攀升。

2022年以来，包括《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》《“十四五”新型储能发展实施方案》等多项重磅文件相继出台。近日，国家能源局又发布了《新型电力系统发展蓝皮书》(以下简称《蓝皮书》)，对新型储能技术的开发和应用做出了指引。受政策驱动，新型储能再次迎来了爆发式增长。

在政策的支持与推动下，相关数据显示，2022年我国新增投运电力储能项目装机规模首次突破15GW，达到16.5GW，其中，新型储能新增规模创历史新高，达到7.3GW/15.9GWh，功率规模同比增长200%，能量规模同比增长280%;新型储能中，锂离子电池占据绝对主导地位，比重达97%。同时，压缩空气储能、液流电池、钠离子电池、飞轮储能等其他技术路线的项目，在规模上也有所突破，应用模式逐渐增多。

此外，除了国内市场，欧美等海外市场也已成为支撑我国储能企业业绩增长的第二曲线。全球新增投运新型储能项目地区主要在美国、欧洲和中国，合计占全球市场的80%。储能作为继风、光后的第三类新能源资产正被广泛关注，但目前的价值创造还不够明显、商业模式还不健全也是全行业的共识。

由于储能产业处于发展初期，产业链成熟度低，厂商之间各自为政，尚未产生协同效应，储能系统价格仍然偏高。同时有业内人士分析指出，我国电力市场建设处于起步阶段，市场机制难以准确反映新型储能的多重价值，新型储能参与市场收益的方式单一，尚未形成可持续的商业模式。尽管储能制造厂商主要盈利模式比较清晰，但储能电站投资建设获利之路还没走通。因此，有业内人士分析认为，降成本是开发新型储能产业宝藏的关键钥匙，而实现这一目标还需要依靠体制机制改革和商业模式创新。

储能持续增长的态势已经形成，但过程中仍有一些痛点问题需要解决。本期杂志我们将全面采访分析并展现新型储能发展的趋势与挑战。在此我们不禁呼吁，整个行业在快速发展的同时，应兼顾长期主义，要有良性竞合的观念，携手完成助力实现“双碳”目标的行业使命。

在储能行业前景一片大好的同时，储能电站的安全运维也至关重要。GB/T 42288-2022 《电化学储能电站安全规程》对储能电站的监控系统有明确要求，监控系统应具备数据采集处理、监视报警、控制调节、自诊断及自恢复等功能，应具备手动控制和自动控制方式，自动控制功能可投退。《北京市新型储能电站运行监督管理办法（试行）》文件明确：要求大、中型储能电站应建立状态运行及预警预测平台，小型储能电站应实现状态运行监测，实时监控系统运行工况。

Acrel-2000MG微电网能量管理系统能够对企业微电网的源（市电、分布式光伏、微型风机）、网（企业内部配电网）、荷（固定负荷和可调负荷）、储能系统、新能源汽车充电负荷进行实时监测和优化控制策略，保护微电网储能系统运行安全，实现不同目标下源网荷储资源之间的灵活互动，增加多策略控制下系统的稳定运行和收益较大化，提升微电网运行安全，降低运维成本。

Acrel-2000MG微电网能量管理系统能够对企业微电网的源（市电、分布式光伏、微型风机）、网（企业内部配电网）、荷（固定负荷和可调负荷）、储能系统、新能源汽车充电负荷进行实时监测和优化控制策略，保护微电网储能系统运行安全，实现不同目标下源网荷储资源之间的灵活互动，增加多策略控制下系统的稳定运行和收益较大化，提升微电网运行安全，降低运维成本。

数据采集及处理

系统通过测控单元与储能装置、电池管理系统(BMS)、汽车充电桩、风机逆变器、光伏逆变器进行实时信息的采集和处理，实时采集模拟量、开关量。

图1 企业微电网光伏、储能数据统计

监视报警

微电网能量管理系统应具有事故报警和预告报警功能。事故报警包括非正常操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号；预告报警包括一般设备变位、状态异常信息或电芯过压、电芯欠压、电池簇过压告警、电池簇欠压告警等，保障储能系统运行安全。

图2 储能系统告警记录

运行监控

微电网能量管理系统是储能系统与运行人员联系的主要方式，系统可提供重要参数的显示和必要操作，包括储能系统主要储能装机容量、充放电策略设置、单次充放电量与时间、SOC曲线、收益及储能系统运行状态参数，手动和自动控制，控制调节对象包括直流开关、各电压等级的电动操作开关、主要设备的启动退出、PCS功率设定、装置运行参数设定等。

图3 企业微电网运行监测

光伏运行监控

监测企业分布式光伏电站运行情况，包括逆变器运行数据、光伏发电效率分析、发电量及收益统计以及光伏发电功率控制。

图4 光伏运行监测

储能管理

监测储能系统、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS)运行，包括运行模式、功率控制模式，功率、电压、电流、频率等预定值信息、储能电池充放电电压、电流、SOC、温度，根据分时电价波动及企业峰谷特点设置储能系统的充放电策略，控制储能系统充放电模式，实现削峰填谷，风骨套利，降低企业用电成本。

图5 储能管理

充电桩监测

系统具备和企业充电桩系统或设备的软件接口，充电桩数据接入微电网能量管理系统进行集中监控，监测充电桩的运行状态，根据企业负荷率变化控制和调节充电桩的充电功率，使企业微电网稳定安全运行。

3.7 电能质量监测

监测微电网重要回路的电压波动与闪变、电压暂升/暂降、短时中断情况，实时记录事件并故障录波，为电能质量分析与治理提供数据来源。及时采取相应的措施提高配电系统的可靠性，减少因谐波造成的供电事故的发生。

自诊断和自恢复

系统具备在线诊断能力，对系统自身的软硬件运行状况进行诊断，发现异常时，予以报警和记录，必要时采取自动恢复措施。

微电网数字化系统硬件设备

除了微电网能量管理系统软件外，还具备现场传感器、智能网关等设备，还包括了高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、新能源充电桩、电气消防类解决方案等，可以为企业微电网数字化提供一站式服务能力。