Ankori Liu Qiuxia

Zusammenfassung: Dieser Artikel entwirft eine Energiemanagementstrategie basierend auf der spontanen Verwendung des optischen Aufladungssystems und dem Prinzip des Nicht-Internetzugangs. Durch den Strompreis des Peak Valley erfüllt die Ausgabe von Photovoltaik / Speicherenergie tagsüber die Belastungsnachfrage, und der Kauf von Strom aus dem Stromnetz nachts erfüllt die Belastungsnachfrage und die Belastungsnachfrage, um somit den großen Verbrauch von Photovoltaik zu erreichen. Diese Richtlinie erfüllt die Anforderungen an den Betrieb des Systems durch die Ausführung einer Datenanalyse.

Schlüsselwörter: Lichtspeichersystem; Energiemanagementstrategien; photovoltaische Abnutzung; Gipfel füllen Tal

0. Einleitung

Mit der schnellen Entwicklung der Technologie zur Nutzung erneuerbarer Energien wächst die installierte Kapazität von verteilten Stromerzeugungsanlagen in China schnell. Unter ihnen hat Solarenergie eine breite Verteilung, kleine geographische Einschränkungen, kurze Bauzyklen und geringe Verschmutzung, geringes Lärm und andere Merkmale. Angesichts der Schwächen der Volatilität und Interruptivität der Photovoltaik-Stromerzeugung kann die Kombination von Energiespeichertechnologie und Photovoltaik-Stromerzeugungstechnologie die Photovoltaik-Ausgabe effektiv stabilisieren, überschüssige Photovoltaik aufnehmen und die Qualität des Systems verbessern. Das Energiemanagementsystem greift ein, um den Energiestrom des Stromnetzes, der Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage und der Energiespeicheranlage zu steuern, um die Betriebszuverlässigkeit und die Wirtschaftlichkeit des Systems zu verbessern. Dieser Artikel entwickelt eine Energiemanagementstrategie, bei der die Photovoltaik-Ausgabe größer ist als die Belastungsanforderung, die Aufladung des Energiespeichersystems die restliche Photovoltaik-Ausgabe aufnimmt. Wenn die Photovoltaik-Leistung nicht ausreichend ist, um die Last zu erfüllen, wird das Energiespeichersystem in die Last entladen. Durch den Einsatz eines Energiespeichersystems kann die Stabilität der Stromversorgung des Systems verbessert werden und der zuverlässige Betrieb des Lichtspeichersystems erreicht werden.

1. Zusammensetzung des Photovoltaik-Speichersystems

Dieser Artikel enthält ein optisches Ladesystem, das sich aus dem zweiten Kabine des intelligenten Energiedemonstrationsprojekts in der Industriezone Minhang zusammensetzt. Das optische Ladesystem umfasst hauptsächlich ein Energiemanagementsystem, ein Photovoltaiksystem, ein Ladepailsystem und ein Energiespeichersystem. Die Systemzusammensetzung ist wie in der Abbildung dargestellt.

1.1 Energiemanagementsystem

Das Energiemanagementsystem ist hauptsächlich verantwortlich für die Datenerfassung, Anzeige und Speicherung von Photovoltaik, Energiespeicher, Ladestaufen und Zuleitungszählgeräten, während die Energie gemäß den Bedürfnissen des optischen Ladesystems koordiniert wird, um die Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit des Systems zu verbessern.

1.2 Photovoltaik-Systeme

Das Photovoltaik-System besteht hauptsächlich aus auf dem Dach des Fahrwerks installierten PV-Panels und vier 35 kW-Serienwechselrichtern. Das Photovoltaik-System tritt in die 400V-Mutterleitung der Station ein, die Photovoltaik-Ausgabe hat Vorrang, um die Last der Station zu erfüllen, und der Überschuss der Ausgabe versorgt das Energiespeichersystem.

1.3 Energiespeichersysteme

Das Energiespeichersystem besteht hauptsächlich aus zwei eingestellten Lithium-Eisenphosphatbatterien, die jeweils aus einem 35 kW-Energiespeicher-Bidirektionsumrichter und einem 153,6 kW·h-Batteriecluster bestehen. Energiespeichersystem Zugang zur 400V-Leitung in der Station, wenn die Photovoltaik-Ausgabe überschüssig ist, wird das Energiespeichersystem die überschüssige Ausgabe aufnehmen, die Photovoltaik-Ausgabe ist nicht ausreichend, um die Ausgabe der Last zu erfüllen, wird das Energiespeichersystem entladen, um die Ausgabe zu ergänzen. Im Nachttal Strompreis, Energiespeichersystem kaufen Strom vom Netz, bis es voll ist.

1.4 Ladesystem

Das Ladepunktsystem besteht hauptsächlich aus sechs Wechselstrom-Single-Gun-Boden-Ladepunkten mit einer Nennleistung von 7 kW. Das Ladestationssystem kann kleine Elektrofahrzeuge mit Gleichstrommotoren aufladen und ist Teil der Lastkomponente in der Station. Das Ladestapelsystem umfasst hauptsächlich Kartenmanagement, Abrechnungsmanagement, Ladeschnittstellenmanagement und Sicherheitsschutz.

2. Arbeitsprinzip des Photovoltaik-Energiespeichersystems

Photovoltaik: Photovoltaik erzeugt Gleichstrom unter Sonneneinstrahlung. Dieser Prozess ist die Stromeingabe des Systems.

Stromwandlung: Gleichstrom wird über einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, um Wechselstromgeräte im Netz zu verwenden oder zu versorgen.

Energiespeicherung: Der restliche Strom kann in Batterien oder anderen Energiespeichergeräten für den zukünftigen Gebrauch gespeichert werden. Dies ist der Energiespeicher des Systems.

Energiemanagement: Die Energiemanagementsteuerung des Systems überwacht den Energiebedarf, den Batteriezustand und andere Parameter und verteilt Strom nach Bedarf. Es gewährleistet eine kontinuierliche und zuverlässige Stromversorgung des Systems unter unvorhersehbaren Solarversorgungsbedingungen.

Netzverbindung: Wenn das System mit dem Netz verbunden ist, kann der überschüssige Strom an das Netz verkauft werden, um einen bidirektionalen Strom zu erzielen. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit des Systems verbessert.

Struktur des optischen Speicherenergiemanagementsystems (EMS)

Das optische Ladesystem ist in drei Teile unterteilt: das Photovoltaik-Stromerzeugungssystem, das Energiespeichersystem und das Ladepunktsystem. Die drei Systeme sind über die AC400V-Busse 49 gekoppelt und kommunizieren über Ethernet mit dem EMS, der die Betriebsstrategie der einzelnen Systeme koordiniert und steuert. EMS kann Überwachungsdaten über Netzwerke an Fernüberwachungssysteme und Überwachungssysteme mit großen Bildschirmen übertragen.[4] Die Systemarchitektur des Lichtspeichersystems ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

EMS ist ein zentraler Bestandteil des optischen Ladesystems und ist für die Datenerfassung, die Überwachung des Systemnetzwerks, die Planung des Energiemanagements und die Datenanalyse des gesamten Systems verantwortlich. Um den stabilen Betrieb des optischen Aufladungssystems zu gewährleisten, unterteilt sich das EMS in ein lokales EMS und ein zentrales EMS mit zwei Stufen, deren Strukturdiagramm in der folgenden Abbildung dargestellt ist.

Ein lokales EMS ermöglicht die Datenerfassung von Stromspeicher (PCS), Batterie-Managementsystemen (BMS), Photovoltaik-Wechselrichtern, Ladepunkten und Stromnetzen und entwickelt und führt verschiedene Energiemanagementstrategien basierend auf verschiedenen Einsatzszenarien wie Peak Valley-Strompreisen, Strombegrenzungsrichtlinien und Notfallbedarf durch. Der lokale EMS steuert den PCS durch die Sendung aktiver und inaktiver Steuerbefehle an den PCS, um die entsprechenden Aktionen auszuführen, während Informationen wie der Betriebsstatus des überwachten optischen Ladesystems in Echtzeit und der Zustand der verschiedenen Geräte im System auf das zentrale EMS hochgeladen werden können.

Ein zentralisiertes EMS besteht aus einer EMS-Arbeitsstation und einem EMS-Server. Die Hauptfunktion der EMS-Arbeitsstation besteht darin, den Betriebszustand des optischen Ladesystems in Echtzeit zu überwachen und gleichzeitig für die Entwicklung des Betriebsmodus des optischen Ladesystems verantwortlich zu sein; Die Hauptfunktion des EMS-Servers besteht darin, die Betriebsdaten des optischen Speichersystems zu speichern, um historische Datenabfragen, Datenanalysen und andere Dienste bereitzustellen, was eine Voraussetzung für die Entwicklung einer Betriebsstrategie auf der Grundlage der Big Data-Analyse ist.

Acrel-2000ES Energiemanagementsystem für Energiespeicher

4.1 Überblick über das System

Acrel-2000ES, ein speziell für industrielle und kommerzielle Energiespeicherschränke und Energiespeicherbehälter entwickeltes Energiespeicher-EMS, verfügt über eine vollständige Energiespeicherüberwachung und -verwaltungsfunktion, die detaillierte Informationen über Energiespeichersystemgeräte (PCS, BMS, Zähler, Feuerwehr, Klimaanlage usw.) abdeckt, die Datenerfassung, Datenverarbeitung, Datenspeicherung, Datenabfrage und -analyse, visuelle Überwachung, Alarmmanagement, statistische Berichte und andere Funktionen realisiert. Unterstützung der Energieplanung in der Anwendung mit Planungskurven, Spitzenfüllung, Bedarfssteuerung, Anti-Rückstrom und anderen Steuerfunktionen.

4.2 Systemstruktur

Acrel-2000ES， Einrichtungen im Energiespeicher oder im Energiespeichercontainer können direkt oder über das Kommunikationsmanagement oder einen seriellen Port-Server an das System angeschlossen werden. Die Systemstruktur ist wie folgt:

4.3 Systemfunktion

4.3.1 Echtzeit-Überwachung

Die Schnittstelle des Systems ist menschenfreundlich und kann den Betriebszustand des Energiespeichers anzeigen, PCS, BMS und Umweltparameterinformationen wie elektrische Parameter, Temperatur, Feuchtigkeit usw. in Echtzeit überwachen. Anzeige von Informationen über Ausfälle, Warnungen, Gewinne und mehr in Echtzeit.

4.3.2 Überwachung der Geräte

Das System überwacht den Betriebszustand und den Betriebsmodus von Geräten wie PCS, BMS, Zählern, Klimaanlagen, Feuerwehr und Entfeuchtern in Echtzeit.

PCS-Überwachung: Erfüllen Sie die Parameter und Grenzwerte des Stromspeichers; Betriebsmodus-Einstellungen; Erfassung und Darstellung der Wechselstromseitenspannung, Strom, Leistung und Lade- und Entladungsparameter des Energiespeichers; Realisieren Sie die Zustandsüberwachung von PCS-Kommunikationszustand, Start-Stop-Zustand, Schaltzustand, Anomalwarnungen usw.

BMS-Überwachung: Erfüllung der Parameter und Grenzwerte des Batteriemanagementsystems; Überwachung der Temperatur, Spannung und Strom von Batterien, Batterieclustern; Erreicht eine Warnung über den Zustand der Ladung und Entladung der Batterie, Spannung, Strom und Temperaturabweichungen.

Klimaüberwachung: Erfüllen Sie die Überwachung der Umgebungstemperatur, können Sie die Klimatemperatur gemäß den festgelegten Schwellenwerten einstellen und den Betriebszustand und die Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsdaten der Klimaanlage in Echtzeit überwachen, die in Kurvenform dargestellt werden.

UPS-Überwachung: Erfüllen Sie den Betriebszustand der UPS und die Überwachung der zugehörigen elektrischen Parameter.

4.3.3 Kurvenberichte

Das System kann Abfragen und Darstellung von PCS-Lade- und Entladungsleistungskurven, SOC-Transformationskurven und historischen Kurven wie Spannung, Strom und Temperatur durchführen.

4.3.4 Strategiekonfiguration

Erfüllen Sie die Konfiguration der Geräteparameter des Energiespeichersystems, die Einstellung der Tarifparameter und der Zeitspanne sowie die Wahl der Steuerungsstrategie. Derzeit unterstützte Kontrollstrategien umfassen Planungskurven, Spitzenfüllung, Bedarfskontrolle usw.

4.3.5 Echtzeit-Polizeialarm

Das Energiespeichermanagementsystem verfügt über eine Echtzeit-Alarmfunktion, die in der Lage ist, bei Ereignissen wie einer Überschränkung der Ladung und Entladung, einer Überschränkung der Temperatur, einem Ausfall der Geräte oder einem Kommunikationsfehler zu warnen.

4.3.6 Ereignisstatistik

Das Energiespeicher-Energiemanagementsystem speichert und verwaltet Ereignisse wie Telekommunikationsveränderungen, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Spannungsüberschreitungen und andere Ereignisse, um den Benutzern die historische Rückverfolgung von Systemereignissen und Alarmen, Abfragestatistiken und Unfallanalysen zu erleichtern.

4.3.7 Fernbedienung

Über die rote Taste unter jedem Gerät können Geräte wie PCS, Lüfter, Entfeuchter, Klimaanlage, Beleuchtung und andere entsprechend gesteuert werden, aber wenn das Gerät nicht kommuniziert, wird die Schaltfläche ungültig angezeigt.

4.3.8 Verwaltung von Benutzerrechten

Um den sicheren und stabilen Betrieb des Systems zu gewährleisten, hat das Energiespeicher-Energiemanagementsystem die Benutzerberechtigungsverwaltungsfunktion eingerichtet. Durch die Verwaltung der Benutzerberechtigungen können unerwünschte Aktionen verhindert werden (z. B. Fernbedienungsaktionen, Datenbankänderungen usw.). Sie können Anmeldenamen, Kennwörter und Betriebsberechtigungen für verschiedene Benutzerebenen definieren, um zuverlässige Sicherheit für den Betrieb, die Wartung und die Verwaltung des Systems zu gewährleisten.

5. Auswahlliste der Hardware für die Bereitstellung der entsprechenden Plattformen

6. Abschlusssprache

Dieser Artikel basiert auf dem Prinzip des intelligenten Energie-Demonstrationsprojekts Nr. 2 des Minhang-Industriegebiets für die spontane Verwendung des Lichtspeichersystems und des Netzwerks, um eine Energiemanagementstrategie zu entwerfen, nämlich die Aufnahme der Photovoltaik-Ausgabe während des Tages, wenn die Photovoltaik-Ausgabe kleiner ist als die Last, ergänzt die Speicherung die Photovoltaik-Ausgabe, wenn die Photovoltaik-Ausgabe größer ist als die Last, speichert die restliche Photovoltaik-Ausgabe. Bei Nachtpreisen wird die Energiespeicherung weiterhin mit Strom versorgt, wenn der Strom nicht ausreichend ist, wird Strom vom Netz gekauft. Im Nachttal Strompreis, Energiespeichersystem kaufen Strom vom Netz, bis es voll ist. Diese Strategie wird nach langer Laufzeit durch die Ausführung von Datenanalysen ausgeführt und die Anforderungen des optischen Speichersystems laufen.

Referenzen

[1] Fujian. Studie zur Energiespeicherkonfiguration und zur Strategie des Energiemanagements von optisch integrierten Stromerzeugungssystemen [D].Hefei Technische Universität, 2018.

[2] Die Armee. Studie zur Energiespeicheroptimierung von Elektrofahrzeugen in Mikronetzen und zur Nutzung von Energiespeichergradienten [D].Southeastern University, 2017.

[3] Gesetzgebung. Design und Implementierung eines intelligenten Mikronetz-Energiemanagementsystems [D].Yunnan University, 2014.

[4] Angkor Enterprise Microgrid Design and Application Handbuch, Version 2022.05.

[5] Jung. Entwurf und Anwendung einer Strategie zur optischen Energiespeicherung