淺析集裝箱儲能柜系統在新能源行業的應用
周文浩
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
0、引言
隨著全球能源結構的轉型，新能源的發展日益受到重視。在我國，新能源產業已成為國民經濟的重要支柱產業之一。其中，集裝箱儲能柜系統作為一種新型的儲能設備，以其的優勢在新能源行業中發揮著越來越重要的作用。本文將從集裝箱儲能柜系統的定義、特點、應用等方面進行淺析，以期為新能源行業的發展提供有益的參考。
1、集裝箱儲能柜系統的定義及特點
集裝箱儲能柜系統是一種采用標準化集裝箱為載體，將儲能設備、電池管理系統、監控系統等集成于一體的儲能解決方案。它具有以下幾個特點：
高度集成：集裝箱儲能柜系統將儲能設備、電池管理系統、監控系統等集成在一起，實現了儲能設備的一體化設計，降低了系統的復雜性。
靈活性強：集裝箱儲能柜系統可根據項目的需求進行快速調整，實現儲能容量的擴展或縮小。同時，其運輸方式靈活，可實現遠距離運輸。
安全可靠：集裝箱儲能柜系統采用先進的電池管理系統，對電池進行實時監控，確保電池在正常工作范圍內運行，提高了系統的安全性。
經濟性好：集裝箱儲能柜系統采用標準化設計，降低了生產成本。同時，其運行維護成本低，具有較高的經濟性。
環境友好：集裝箱儲能柜系統采用清潔能源儲能設備，如鋰離子電池，減少了碳排放，有利于實現綠色發展。
2、集裝箱儲能柜系統在新能源行業的應用
2.1光伏發電領域
集裝箱儲能柜系統在光伏發電領域中的應用日益廣泛。儲能柜系統可將光伏發電與儲能設備相結合，實現發電與用電的平衡，提高光伏發電的利用率。在光伏發電高峰期，儲能柜系統可將多余的電能儲存起來，待到用電高峰期再釋放，從而實現光伏發電的削峰填谷，優化電力供應。
2.2風力發電領域
集裝箱儲能柜系統在風力發電領域也具有廣泛的應用前景。由于風力發電的間歇性特點，儲能柜系統可以將風能轉化為電能儲存起來，待到無風或風力較小的時候釋放，從而提高風力發電的穩定性。此外，儲能柜系統還可以為風力發電提供備用電源，提高風電場的供電可靠性。
2.3新能源汽車領域
集裝箱儲能柜系統在新能源汽車領域中的應用也日益成熟。儲能柜系統可以為新能源汽車提供充電服務，實現新能源汽車的能源補給。此外，儲能柜系統還可以將新能源汽車的電池作為儲能設備，實現新能源汽車與儲能系統的互動，提高新能源汽車的使用效率。
2.4電力輔助服務領域
集裝箱儲能柜系統在電力輔助服務領域具有較大的市場潛力。儲能柜系統可以作為調峰、調頻等輔助服務設備，為電網提供實時調節能力，提高電網的穩定性和可靠性。此外，儲能柜系統還可以為電網提供備用容量，應對突發情況，保障電力供應的穩定性。
3、集裝箱儲能柜系統在新能源行業的優勢
3.1提升新能源并網能力
隨著可再生能源如光伏和風能的并網比例不斷提高，儲能系統成為保障電網穩定性的關鍵。集裝箱儲能柜系統能夠提供快速響應的電力支持，幫助電網調度機構實現對新能源發電的精準控制，提高新能源發電的并網質量和效率。
3.2增強電網調峰調頻能力
電網調峰調頻是確保電力系統平穩運行的重要手段。集裝箱儲能柜系統可作為靈活的調峰調頻資源，快速響應電網的需求，平衡供需兩側的電力負荷，特別是在新能源出力波動較大的時段，儲能系統能夠有效平滑發電曲線，保證供電的穩定性。
3.3促進新能源消納
由于新能源發電的間歇性和不穩定性，如何在電網中合理消納這些能源成為一大挑戰。集裝箱儲能柜系統可以通過儲存新能源電力并在需求高峰時段釋放，從而增加電網對新能源的接納能力，減少因新能源發電波動造成的電力浪費。
3.4支持新能源汽車發展
新能源汽車的快速發展對充電基礎設施提出了更高的要求。集裝箱儲能柜系統可作為大型充電站使用，為新能源汽車提供快速充電服務，滿足日益增長的充電需求。同時，儲能系統還可以在電網負荷高峰時，將電動汽車的電池作為儲能資源，向電網供電，實現電網和電動汽車的互動。
3.5促進能源消費革命
集裝箱儲能柜系統還可以應用于分布式能源管理和微電網建設中，為用戶提供電力的時間和空間靈活性，促進能源消費模式的轉變。通過儲能系統的應用，用戶可以在電價較低時儲存電力，高價時段使用，從而降低用電成本，優化能源消費結構。
3.6助力能源安全
能源安全是國家戰略的重要組成部分。集裝箱儲能柜系統可以提高能源系統的韌性和抗風險能力。在能源供應短缺或緊急情況下，儲能系統能夠迅速響應，提供必要的電力支持，保障能源安全。
在未來的發展中，集裝箱儲能柜系統需要克服成本、技術、政策等方面的挑戰，進一步優化性能，提高安全性和經濟性。同時，政府、企業和研究機構應共同努力，推動相關技術標準和政策的制定，促進集裝箱儲能柜系統在新能源行業的廣泛應用，為我國能源結構的轉型和綠色發展貢獻力量。
4、Acrel-2000ES儲能柜能量管理系統
4.1系統概述
安科瑞儲能能量管理系統Acrel-2000ES，專門針對工商業儲能柜、儲能集裝箱研發的一款儲能EMS，具有完善的儲能監控與管理功能,涵蓋了儲能系統設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息,實現了數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢與分析、可視化監控、報警管理、統計報表等功能。在高級應用上支持能量調度,具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。
4.2系統結構
Acrel-2000ES，可通過直采或者通過通訊管理或串口服務器將儲能柜或者儲能集裝箱內部的設備接入系統。系統結構如下：
4.3.1實時監測
系統人機界面友好，能夠顯示儲能柜的運行狀態，實時監測PCS、BMS以及環境參數信息，如電參量、溫度、濕度等。實時顯示有關故障、告警、收益等信息。
4.3.2設備監控
系統能夠實時監測PCS、BMS、電表、空調、消防、除濕機等設備的運行狀態及運行模式。
PCS監控：滿足儲能變流器的參數與限值設置；運行模式設置；實現儲能變流器交直流側電壓、電流、功率及充放電量參數的采集與展示；實現PCS通訊狀態、啟停狀態、開關狀態、異常告警等狀態監測。
BMS監控：滿足電池管理系統的參數與限值設置；實現儲能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監測；實現電池充放電狀態、電壓、電流及溫度異常狀態的告警。
空調監控：滿足環境溫度的監測，可根據設置的閾值進行空調溫度的聯動調節，并實時監測空調的運行狀態及溫濕度數據，以曲線形式進行展示。
4.3.3曲線報表
系統能夠對PCS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與展示。
滿足儲能系統設備參數的配置、電價參數與時段的設置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制等。
儲能能量管理系統具有實時告警功能，系統能夠對儲能充放電越限、溫度越限、設備故障或通信故障等事件發出告警。
儲能能量管理系統能夠對遙信變位，溫濕度、電壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。
可以通過每個設備下面的紅色按鈕對PCS、風機、除濕機、空調控制器、照明等設備進行相應的控制，但是當設備未通信上時，控制按鈕會顯示無效狀態。
4.3.8用戶權限管理
儲能能量管理系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
5結束語
總之，集裝箱儲能柜系統在新能源行業具有廣泛的應用前景。隨著新能源產業的快速發展，集裝箱儲能柜系統將發揮越來越重要的作用，為綠色能源的發展提供有力支撐。然而，集裝箱儲能柜系統在推廣應用過程中仍面臨一定的挑戰，如技術成熟度、成本控制、政策支持等。因此，未來需進一步加大研發力度，提高集裝箱儲能柜系統的性能和經濟性，推動其在新能源行業的廣泛應用。集裝箱儲能柜系統在新能源行業的應用前景廣闊，其對于促進新能源的穩定輸出和提高能源利用效率具有重要意義。
參考文獻
[1]企業微電網設計與應用手冊2022.05版
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