Acrel-2000ES 系统揭秘：储能如何改写虚拟电厂控制蓝图？

安科瑞 吕梦怡

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摘要：虚拟电厂利用通信技术，将分布式电源、储能装置和可控负荷等资源广泛连接，并采用特定的控制策略进行资源的协同聚合和智能管理，从而具备与电网能量互动的能力。在虚拟电厂的运作中，储能设备不仅可以有效储存可再生能源的过剩电力，还能在需要时释放能源，以满足可控负荷的需求响应和分布式能源的要求，从而能够更加灵活地管理能源资源，提高电网的稳定性和可靠性。本文针对虚拟电厂中储能技术的应用展开研究，对虚拟电厂中储能技术发展、清洁能源的大规模应用进行了展望。

关键词：虚拟电厂；储能技术；应用

1.引言

虚拟电厂作为利用区域性多能源聚合模式将可再生能源接入大规模电网的重要发电模式，目前已经受到了电力领域的关注和应用。由于目前可再生能源发电所采用的分布式能源运行存在较为明显的波动，其实际应用时很容易导致电网安全性、稳定性和可靠性受到影响，而虚拟电厂的应用则能够加强对分布式电源的协调以及能量管理，以确保电网运行能够更加稳定。

2.研究背景

近几年我国对于虚拟电厂的研究非常重视，虽然目前诸多学者对虚拟电厂展开了一定的研究，不过目前学术界对于虚拟电厂并没有统一的定义。部分学者认为虚拟电厂要利用信息通信技术将分布式电源等电力储能设备和可控负荷等设备进行优化聚合并且作为整体接入电网；或是将小型分布式电源整合为整体参与到电网运行当中；或是利用通信技术将发电机组进行整合等。

实际上这些理论都是对虚拟电厂实际应用效果的总结，而结合诸多研究人员的研究，本文对虚拟电厂提出了以下定义：虚拟电厂是以信息通信技术为主，融合了数据分析和优化预测等算法，将分布式电源、储能装置和可控负荷进行融合而形成的虚拟载体，以便于能够对电网进行有效控制、参与内部供电和外部供电并且满足供电运营需求。

整个虚拟电厂包含有通信系统、可控负荷系统、储能设备以及分布式发电系统，其各个系统不会直接受到电网调度控制，而是以虚拟电厂控制为核心利用信息通信系统来控制虚拟电厂的各个子系统，并且以虚构的整体为核心参与到电网运行调度当中，以确保电网的经济效益和环保效益能够得到有效提升。

3.虚拟电厂中储能技术的应用

（一）提高能源利用率

虚拟电厂的应用能够有效提高可再生能源发电的应用效率和稳定性，毕竟当前可再生能源发电存在着诸多问题，尤其容易受到环境等外界因素的影响，其应用存在非常显著的随机性和不稳定性，进而导致由应用效果并不能满足社会对于电力稳定性的需求。而随着现代储能技术在虚拟电厂中的广泛应用，则能够有效消除可再生能源发电应用的局限性，确保可再生能源发电并网运行能力能够得到有效提升。

（二）提高虚拟电厂供电质量

虚拟电厂中所采用的分布式能源虽然能够有效满足节能环保、低能源消耗的需求，不过由于在使用过程中会产生大规模的谐波问题，因此很容易对系统的稳定运行带来非常严重的干扰。而储能技术和设备的应用则能够有效利用设备的逆变器输出与谐波相反的电流，并且利用补偿操作提高虚拟电厂和电网供电的质量以及稳定性。

4.储能技术在虚拟电厂中的发展趋势

储能技术在虚拟电厂中的广泛应用是新能源时代的重要趋势，尤其是在新能源技术的突破和智能电网技术普及的大背景下，虚拟电厂成为新能源发电产业的重要控制模式。与此同时，储能技术也得到了广泛的关注，尤其是在当前我国对新能源产业不断关注的今天，储能技术对于虚拟电厂应用所带来的帮助也有目共睹，并且获得了国家的支持。尤其是随着储能技术不断变革的今天，储能技术的充放电效率得到了不断提升，虚拟电厂的安全性能、储能设备的能量密集度也显著提升。

5.Acrel-2000ES储能柜能量管理系统

5.1系统概述

安科瑞储能能量管理系统Acrel-2000ES，专门针对工商业储能柜、储能集装箱研发的一款储能EMS，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*级应用上支持能量调度,具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

5.2系统结构

Acrel-2000ES，可通过直采或者通过通讯管理或串口服务器将储能柜或者储能集装箱内部的设备接入系统。系统结构如下：

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。

5.3.2设备监控

系统能够实时监测PCS、BMS、电表、空调、消防、除湿机等设备的运行状态及运行模式。PCS监控：满足储能变流器的参数与限值设置；运行模式设置；实现储能变流器交直流侧电压、电流、功率及充放电量参数的采集与展示；实现PCS通讯状态、启停状态、开关状态、异常告警等状态监测

BMS监控：满足电池管理系统的参数与限值设置；实现储能电池的电芯、电池簇的温度、电压、电流的监测；实现电池充放电状态、电压、电流及温度异常状态的告警

空调监控：满足环境温度的监测，可根据设置的阈值进行空调温度的联动调节，并实时监测空调的运行状态及温湿度数据，以曲线形式进行展示。

UPS监控：满足UPS的运行状态及相关电参量监测。

5.3.3曲线报表

系统能够对PCS充放电功率曲线、SOC变换曲线、及电压、电流、温度等历史曲线的查询与展示。

5.3.4策略配置

满足储能系统设备参数的配置、电价参数与时段的设置、控制策略的选择。目前支持的控制策略包含计划曲线、削峰填谷、需量控制等。

5.3.5实时报警

储能能量管理系统具有实时告警功能，系统能够对储能充放电越限、温度越限、设备故障或通信故障等事件发出告警。

5.3.6事件查询统计

储能能量管理系统能够对遥信变位，温湿度、电压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

5.3.7遥控操作

可以通过每个设备下面的红色按钮对PCS、风机、除湿机、空调控制器、照明等设备进行相应的控制，但是当设备未通信上时，控制按钮会显示无效状态。

5.3.8用户权限管理

储能能量管理系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

6.平台部署硬件选型清单

7.结语

虽然可再生能源在电力系统中的应用能够在为社会提供大量电能的同时还能缓解环境污染和资源短缺的问题，不过由于可再生能源的应用稳定性相对较低，因此要采用虚拟电厂来提高电网供电的稳定性。其中储能技术作为虚拟电厂应用的重要技术之一，随着现代技术的不断发展和变革，新技术的应用以及储能技术在发电产业当中的普及，让储能技术必将进一步发挥虚拟电厂以及可再生能源发电的优势，以确保可再生能源发电能设备够更加安全、稳定地运行。

审核编辑 黄宇

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