摘要：探索“雙碳”目標(biāo)下民用建筑用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用前景和應(yīng)用策略，分析建筑用戶側(cè)儲(chǔ)能安全性等問(wèn)題，探討建筑光儲(chǔ)直柔、儲(chǔ)能創(chuàng)新技術(shù)的推廣應(yīng)用，并提出利用用戶側(cè)儲(chǔ)能構(gòu)建多樣性自備電源的策略。

關(guān)鍵詞：“雙碳”目標(biāo)；用戶側(cè)儲(chǔ)能；應(yīng)用前景；應(yīng)用策略；儲(chǔ)能安全；光儲(chǔ)直柔；自備電源；能源耦合

0引言

2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，是中國(guó)為應(yīng)對(duì)全球氣候變化而作出的莊嚴(yán)承諾，也是2035遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要和“十四五”時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要目標(biāo)之一。我國(guó)碳排放主要來(lái)源于電力、建筑、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，其中電力占比大，約2/5左右，其次是建筑領(lǐng)域，占比超1/5。建筑領(lǐng)域大的碳排放源是建筑用電和用熱產(chǎn)生的間接碳排放，約占我國(guó)碳排放總量的17%。因此，探索和研究建筑領(lǐng)域的降碳理念及實(shí)施路徑，是非常重要的。

近些年，圍繞“雙碳”目標(biāo)，地方相關(guān)政策頻出，相關(guān)行業(yè)從業(yè)人員也致力于不斷創(chuàng)新和研發(fā)，從理念、技術(shù)等各方面，積極推動(dòng)綠色低碳生產(chǎn)生活方式的轉(zhuǎn)變和變革。其中，用戶側(cè)儲(chǔ)能作為一種新興的能源技術(shù)，其理念已被廣泛接受和認(rèn)可，正在成為未來(lái)能源系統(tǒng)的重要組成部分，在平滑電網(wǎng)負(fù)荷和調(diào)峰填谷、節(jié)約能源成本、提高供電可靠性、可持續(xù)能源利用和碳減排等方面發(fā)揮重要作用，具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1民用建筑用戶側(cè)儲(chǔ)能的應(yīng)用前景展望

未來(lái)的供配電系統(tǒng)中，儲(chǔ)能是智能電網(wǎng)、可再生能源高占比能源系統(tǒng)、“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的重要組成部分和關(guān)鍵支撐技術(shù)。儲(chǔ)能技術(shù)主要有物理儲(chǔ)能（包括抽水蓄能、壓縮空氣蓄能和飛輪儲(chǔ)能等）和電化學(xué)儲(chǔ)能（主要包括鋰電池儲(chǔ)能、鉛蓄電池儲(chǔ)能和液流電池儲(chǔ)能）。物理儲(chǔ)能建設(shè)需要一定的自然條件，受地理?xiàng)l件制約，建設(shè)周期較長(zhǎng)。目前，大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)中只有抽水蓄能技術(shù)相對(duì)成熟，用于電網(wǎng)側(cè)。電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)相對(duì)成熟，應(yīng)用空間廣泛，未來(lái)有可能成為具發(fā)展前景的儲(chǔ)能技術(shù)路線。其中電池儲(chǔ)能技術(shù)具有響應(yīng)速度快、效率高及對(duì)安裝維護(hù)要求低等優(yōu)點(diǎn)。從技術(shù)特點(diǎn)考慮，鋰電池具有存儲(chǔ)密度高、循環(huán)特性好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，是電化學(xué)儲(chǔ)能中的絕對(duì)主力和發(fā)展方向，適合于用戶側(cè)儲(chǔ)能。

目前，用戶側(cè)儲(chǔ)能進(jìn)一步發(fā)展和推廣應(yīng)用尚缺少標(biāo)準(zhǔn)體系的支撐，以及政策方面的支持等，在具體實(shí)踐應(yīng)用中，還存在諸多問(wèn)題和不確定性，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

a.標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。目前還未出臺(tái)針對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能建設(shè)統(tǒng)一認(rèn)定的相關(guān)規(guī)范，儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模沒(méi)有確定的經(jīng)濟(jì)量化指標(biāo)。一段時(shí)間以來(lái)，民用建筑用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目基本都是在試點(diǎn)過(guò)程，若要大規(guī)模推廣儲(chǔ)能，還須出臺(tái)新的政策和標(biāo)準(zhǔn)去指導(dǎo)用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目的落地實(shí)施。

b.政策問(wèn)題。相關(guān)政策對(duì)鼓勵(lì)發(fā)展用戶側(cè)儲(chǔ)能提供了有利條件，如發(fā)展改革委、能源局印發(fā)的發(fā)改能源〔2022〕209號(hào)《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》指出，要“聚焦新型儲(chǔ)能在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)各類應(yīng)用場(chǎng)景；實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)新型儲(chǔ)能靈活多樣發(fā)展”；在發(fā)改能源規(guī)〔2021〕1051號(hào)《加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出，要“積極支持用戶側(cè)儲(chǔ)能多元化發(fā)展”。然而，當(dāng)前用戶側(cè)儲(chǔ)能的成本還比較高，激勵(lì)用戶側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展政策性支持和補(bǔ)貼力度還不夠。世界范圍內(nèi)，發(fā)展清潔能源的在經(jīng)過(guò)了裝機(jī)容量爆炸式增長(zhǎng)后，均制定了一系列激勵(lì)儲(chǔ)能發(fā)展的政策。如美國(guó)的自發(fā)電激勵(lì)計(jì)劃（自2011年9月起，以2美元/W對(duì)獨(dú)立的儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)貼）、德國(guó)的小型戶用光伏儲(chǔ)能投資補(bǔ)貼計(jì)劃（自2013年政策發(fā)布起，為功率30kW以下、與戶用光伏配套的儲(chǔ)能系統(tǒng)提供30%的安裝補(bǔ)貼）等。

c.管理問(wèn)題。用戶側(cè)儲(chǔ)能容量的增大，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)的調(diào)度帶來(lái)新的變革和挑戰(zhàn)，其發(fā)展離不開(kāi)電網(wǎng)的支持和參與，面對(duì)以低碳、新能源發(fā)展為特征的能源電力轉(zhuǎn)型，電力體制改革需創(chuàng)新突破，尤其是對(duì)電網(wǎng)作用和功能的認(rèn)識(shí)。運(yùn)用電力需求響應(yīng)技術(shù)，充分整合和調(diào)配用戶側(cè)儲(chǔ)能，可以在保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化。

d.安全問(wèn)題。電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)存在火災(zāi)、爆炸、化學(xué)風(fēng)險(xiǎn)、電氣風(fēng)險(xiǎn)等安全隱患，安全性問(wèn)題是制約其發(fā)展的一個(gè)重要因素，尤其是應(yīng)用在建筑室內(nèi)場(chǎng)所。現(xiàn)階段針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)已有部分消防措施，且業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為鋰電池的安全性在技術(shù)上是可以解決的，技術(shù)發(fā)展的空間仍存在。目前規(guī)模較大的用戶側(cè)儲(chǔ)能以采用集裝箱式鋰電池儲(chǔ)能裝置設(shè)置于建筑室外場(chǎng)地的做法為主，鮮有設(shè)置在建筑內(nèi)部的場(chǎng)景。據(jù)了解，上海招商銀行大廈于大樓地下一層庫(kù)房設(shè)置了1MW/2.56MWh磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，該項(xiàng)目是上海市商業(yè)化應(yīng)用樓宇用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目；北京朝陽(yáng)區(qū)姚家園華潤(rùn)商業(yè)項(xiàng)目于大樓地下一層庫(kù)房設(shè)置了500kW/2000kWh磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，儲(chǔ)能電池倉(cāng)靠外墻和汽車坡道側(cè)放置。

2建筑儲(chǔ)能的安全性

上述幾個(gè)方面中，建筑儲(chǔ)能的安全性是尤為需要關(guān)注的，它也是制約用戶側(cè)儲(chǔ)能在民用建筑中推廣應(yīng)用的主要因素之一，尤其是在建筑物內(nèi)部的應(yīng)用。從鋰電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化伊始，安全性便成了與之相伴的焦點(diǎn)話題。由于鋰電池的電極材料以及電解質(zhì)均較為易燃，當(dāng)內(nèi)部反應(yīng)積聚的熱量不能及時(shí)散失時(shí)，熱失控現(xiàn)象的出現(xiàn)便容易引發(fā)電池安全事故。北京豐臺(tái)區(qū)“4·16”較大火災(zāi)事故直接原因就是電池間內(nèi)的磷酸鐵鋰電池發(fā)生內(nèi)短路故障引發(fā)電池?zé)崾Э仄鸹?。近些年韓國(guó)發(fā)生的30多起電池儲(chǔ)能電站著火事件，也給我國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)安全發(fā)展敲響了警鐘。雖然我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)容量在近些年得到了大幅增長(zhǎng)，但目前仍缺乏相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)文件，因此，亟待相關(guān)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)、產(chǎn)品、運(yùn)維等標(biāo)準(zhǔn)盡快出臺(tái)。

縱觀世界范圍內(nèi)儲(chǔ)能相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，由美國(guó)消防協(xié)會(huì)制定的NFPA855-2023《StandardfortheInstallationofStationaryEnergyStorageSystems》相對(duì)系統(tǒng)和全面，該標(biāo)準(zhǔn)早發(fā)布于2019年秋季，據(jù)稱是全面的儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝防火標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)明確了基于儲(chǔ)能系統(tǒng)所使用的儲(chǔ)能技術(shù)，儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝、尺寸、隔離及滅火和控制系統(tǒng)的要求。對(duì)不同類型儲(chǔ)能的大儲(chǔ)能容量值也有明確要求（鋰電池大安裝容量不得超過(guò)600kWh，如表1所示）。同時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定：儲(chǔ)能系統(tǒng)每組儲(chǔ)能容量大為50kWh，每組之間間距以及與墻的距離均不得小于0.9m；包含儲(chǔ)能系統(tǒng)的房間應(yīng)具有至少2h耐火等級(jí)的防火屏障并與建筑物的其他區(qū)域分隔開(kāi)等措施。另外，還重點(diǎn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的排氣通風(fēng)、火災(zāi)探測(cè)、火災(zāi)控制、爆炸控制以及噴淋系統(tǒng)、撲救措施等作了細(xì)致規(guī)定。國(guó)內(nèi)已經(jīng)發(fā)布的儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)還較少，該標(biāo)準(zhǔn)也許可提供一些參考借鑒。

根據(jù)鋰電池特點(diǎn)，結(jié)合建筑安全，以及參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，建筑設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)建議重點(diǎn)做好以下幾個(gè)方面：

a.慎選設(shè)置位置場(chǎng)所。如參考NFPA855-2023

表1儲(chǔ)能系統(tǒng)大儲(chǔ)存容量

Tab.1Maximumstoredenergyofenergystorage

systems（ESS）

要求：室內(nèi)儲(chǔ)能裝置所在樓層高度不得高于22.8m、不得低于安全出口場(chǎng)地完成面以下9.14m；室外距離建筑、公共通道等不得少于1.524m，離安全出口不得小于3.048m等。這些都是基于美國(guó)消防車通道救援和安全疏散角度來(lái)要求的，具體可結(jié)合我國(guó)建筑防火要求來(lái)規(guī)定。

b.做好建筑空間防火。如參考NFPA855-2023要求：防火墻至少2h防火性能、與其他機(jī)房分隔等。

c.合理設(shè)置儲(chǔ)能裝置。如參考NFPA855-2023要求：?jiǎn)蝹€(gè)防火區(qū)域內(nèi)大安裝容量不超過(guò)600kWh、單個(gè)機(jī)柜容量不超過(guò)50kWh、機(jī)柜間距不小于0.9m等。

d.儲(chǔ)能單元智能監(jiān)控。監(jiān)測(cè)及分析電池工作狀態(tài)和工作環(huán)境，主動(dòng)對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，及時(shí)停止充放電動(dòng)作，以保證系統(tǒng)安全。

e.配備完善消防措施。排氣通風(fēng)、火災(zāi)探測(cè)、火災(zāi)控制、爆炸控制以及噴淋系統(tǒng)、撲救措施等。

f.嚴(yán)格把控產(chǎn)品選型。通過(guò)高規(guī)格檢測(cè)測(cè)試，如UL9540、UL9540A、TÜVSÜD南德認(rèn)證等。

關(guān)于檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，UL9540《能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)和組件的安全標(biāo)準(zhǔn)》和UL9540A《電池儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控?cái)U(kuò)散評(píng)估測(cè)試方法》行業(yè)影響力的電池能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)安全性標(biāo)準(zhǔn)。UL9540是全球儲(chǔ)能系統(tǒng)和設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)，也是當(dāng)下儲(chǔ)能系統(tǒng)的高安全標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試類目繁多，條件苛刻，被北美多個(gè)授權(quán)為級(jí)安全標(biāo)準(zhǔn)。適用于包括電化學(xué)、機(jī)械和熱能的各種類型能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，評(píng)估集成到儲(chǔ)能系統(tǒng)中不同組件的兼容性和安全性，不針對(duì)構(gòu)成儲(chǔ)能系統(tǒng)的單個(gè)部件/組件。UL9540A是儲(chǔ)能電池具的熱失控防護(hù)測(cè)試之一，側(cè)重于系統(tǒng)組件的安全性能評(píng)估和應(yīng)對(duì)故障情況的要求，其測(cè)試報(bào)告主要從電芯（電芯是否熱失控）、模塊（熱失控在模塊內(nèi)部擴(kuò)散的傾向，并可能蔓延到其他相鄰機(jī)柜的情況）、機(jī)柜（熱失控是否在整個(gè)機(jī)柜內(nèi)蔓延）、安裝（消防系統(tǒng)的有效性）4個(gè)層級(jí)測(cè)試對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控蔓延的情況進(jìn)行評(píng)估。

3 積極推動(dòng)建筑光儲(chǔ)直柔應(yīng)用落地

今天，光儲(chǔ)直柔（Photovoltaics，Energystorage，DirectcurrentandFlexibility，PEDF）已不是一個(gè)陌生的概念，它是指通過(guò)光伏等可再生能源發(fā)電、儲(chǔ)能、直流配電和柔性用能來(lái)構(gòu)建適應(yīng)碳中和目標(biāo)需求的新型建筑配電系統(tǒng)（或稱建筑能源系統(tǒng)），如圖1所示。國(guó)發(fā)〔2021〕23號(hào)《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)

圖1建筑光儲(chǔ)直柔配電系統(tǒng)圖

方案的通知》明確提出：提高建筑終端電氣化水平，建設(shè)集光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲(chǔ)直柔”建筑?？梢哉f(shuō)，光儲(chǔ)直柔是“雙碳”目標(biāo)、能源政策的必然產(chǎn)物，也是重要的技術(shù)支撐。光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)的終目的是柔性用電，使建筑用電由剛性負(fù)載轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝载?fù)載，其中用戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)用于終端用戶側(cè)（如商業(yè)樓宇、工業(yè)園區(qū)等）存儲(chǔ)和管理電力，是其重要組成部分，發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

目前，已有一些建筑中開(kāi)展了“光儲(chǔ)直柔”系統(tǒng)的應(yīng)用探索，如金磚新開(kāi)發(fā)銀行總部（系統(tǒng)配置容量為86kW的光伏發(fā)電，126kWh的鉛酸電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，應(yīng)用直流配電系統(tǒng)供重要樓層照明）、深圳建科院未來(lái)大廈（系統(tǒng)配置容量為150kW的光伏發(fā)電，300kWh電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，應(yīng)用直流配電系統(tǒng)，直流負(fù)載容量達(dá)到388kW）、清華大學(xué)建筑節(jié)能樓（系統(tǒng)配置容量為20kW的光伏發(fā)電，3組6.6kWh的鈦酸鋰電池儲(chǔ)能，應(yīng)用直流配電系統(tǒng)）等。然而，目前的這些應(yīng)用案例中，儲(chǔ)能規(guī)模還較小，應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)單一，未來(lái)對(duì)于如何在大體量、多場(chǎng)景建筑中構(gòu)建合理的光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)還需進(jìn)一步探索和研究。

4 應(yīng)用用戶側(cè)儲(chǔ)能構(gòu)建多樣性自備電源之策略

隨著對(duì)儲(chǔ)能的政策支持，以及制約其大規(guī)模應(yīng)用的儲(chǔ)能安全性、經(jīng)濟(jì)性等問(wèn)題得到逐步解決后，應(yīng)用用戶側(cè)儲(chǔ)能可以在建筑內(nèi)打造更多應(yīng)用場(chǎng)景，如作為建筑自備電源。當(dāng)前，建筑中常見(jiàn)的自備電源有：獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組、蓄電池組（EPS、UPS）、干電池等，具體根據(jù)用電負(fù)荷的容量、允許中斷供電的時(shí)間以及要求的電源為交流或直流等條件來(lái)確定。在儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的今天，構(gòu)建建筑自備電源就有了多種選擇，可以是傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)，也可以是“柴油發(fā)電機(jī)+儲(chǔ)能”多能混合的模式，還可以是純儲(chǔ)能的模式，具體結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性、合理性分析而定。

4.1儲(chǔ)能裝置與柴油發(fā)電機(jī)組合模式

儲(chǔ)能與柴油發(fā)電機(jī)組合的方式在建筑領(lǐng)域應(yīng)用中很常見(jiàn)（如UPS+柴油發(fā)電機(jī)的組合），但這種模式下，UPS儲(chǔ)能裝置主要承擔(dān)的任務(wù)是柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)階段的過(guò)渡，一般在柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)成功后退出供電。這里要探討的是利用鋰電池等裝機(jī)容量較大、持續(xù)供電時(shí)間較長(zhǎng)的新型用戶側(cè)儲(chǔ)能裝置。

實(shí)際上，這種方式已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于一些地區(qū)的離網(wǎng)和獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)（指與大電網(wǎng)隔離、獨(dú)立運(yùn)行的小型電力系統(tǒng)）中，如供電條件較差的偏遠(yuǎn)地區(qū)或者海島等。系統(tǒng)充分利用可再生能源發(fā)電，如風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等。為了有效提高獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的供電可靠性，需要在系統(tǒng)中配置柴油發(fā)電機(jī)，可再生能源不能提供足夠的電能以及儲(chǔ)能容量過(guò)低無(wú)法滿足負(fù)荷的情況下，啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)為系統(tǒng)提供額外的電能支持。當(dāng)然，當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量在正常運(yùn)行范圍內(nèi)時(shí)，也可以與風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電一起為負(fù)荷供電。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)開(kāi)啟時(shí)，可以選擇將儲(chǔ)能系統(tǒng)退出運(yùn)行，也可以盡量將柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行在額定功率下，多余功率給電池充電。為了實(shí)現(xiàn)一定的經(jīng)濟(jì)效益，獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)中的柴油發(fā)電機(jī)可采用多臺(tái)相對(duì)小容量的機(jī)組，根據(jù)負(fù)荷實(shí)際需求，協(xié)調(diào)控制開(kāi)啟一臺(tái)或者多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組，使單臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)處在佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。

對(duì)于多能混合一體的供電系統(tǒng)，需要結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的儲(chǔ)能設(shè)備和發(fā)電機(jī)組，并進(jìn)行科學(xué)合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理。

4.2儲(chǔ)能裝置替代柴油發(fā)電機(jī)的可行性

在安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等得到保障的前提下，民用建筑采用大規(guī)模儲(chǔ)能裝置用以替代柴油發(fā)電機(jī)將成為一種可能。在儲(chǔ)能替代柴油發(fā)電機(jī)的應(yīng)用中，基于儲(chǔ)能技術(shù)的運(yùn)用，通過(guò)將電能儲(chǔ)存起來(lái)并在需要時(shí)釋放出來(lái)以替代傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。據(jù)報(bào)道，2023年高考期間江蘇通州高級(jí)中學(xué)等高考保點(diǎn)就采用了儲(chǔ)能設(shè)備作為臨時(shí)后備電源保障的方式，以保障考場(chǎng)內(nèi)照明、英語(yǔ)聽(tīng)力等用電設(shè)備的不間斷供電。

5 Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

5.1概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，總結(jié)國(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電樁的接入，全天候進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，促進(jìn)可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；有效實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運(yùn)行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

5.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本方案遵循的標(biāo)準(zhǔn)有：

本技術(shù)規(guī)范書(shū)提供的設(shè)備應(yīng)滿足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T26802.1-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范1部分：通用要求

GB/T26806.2-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)基本平臺(tái)2部分：性能評(píng)定方法

GB/T26802.5-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范5部分：場(chǎng)地安全要求

GB/T26802.6-2011工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范6部分：驗(yàn)收大綱

GB/T2887-2011計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范

GB/T20270-2006信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)安全技術(shù)要求

GB50174-2018電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范

DL/T634.5101遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)5-101部分:傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)

DL/T634.5104遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)5-104部分:傳輸規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)101

GB/T33589-2017微電網(wǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

GB/T36274-2018微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

GB/T51341-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T36270-2018微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

DL/T1864-2018獨(dú)立型微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)范

T/CEC150-2018低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規(guī)范

T/CEC151-2018并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)規(guī)范

T/CEC152-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)需求響應(yīng)技術(shù)要求

T/CEC153-2018并網(wǎng)型微電網(wǎng)負(fù)荷管理技術(shù)導(dǎo)則

T/CEC182-2018微電網(wǎng)并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行規(guī)范

T/CEC5005-2018微電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范

NB/T10148-2019微電網(wǎng)1部分：微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則

NB/T10149-2019微電網(wǎng)2部分：微電網(wǎng)運(yùn)行導(dǎo)則

5.3適用場(chǎng)合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無(wú)電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

5.4型號(hào)說(shuō)明

3.5.5系統(tǒng)配置

5.5.1系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

5.6系統(tǒng)功能

5.6.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機(jī)界面友好，應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。其中，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：三相電流、三相電壓、總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數(shù)、頻率和正向有功電能累計(jì)值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理，使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲(chǔ)能荷電狀態(tài)]及發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警，并支持定期的電池維護(hù)。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁及總體負(fù)荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求，也可將充電，儲(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。

圖2系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

5.6.1.1光伏界面

圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)界面

本界面主要用來(lái)展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量、儲(chǔ)能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖5儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

本界面主要用來(lái)展示對(duì)PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開(kāi)關(guān)機(jī)、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。