Ankeri Liu Qiuxia

Resumen: este artículo diseña una estrategia de gestión de energía basada en el principio de uso espontáneo del sistema de almacenamiento y carga óptica y conexión a la red sin conexión a Internet. A través del precio de la electricidad pico y valle, la producción fotovoltaica / de almacenamiento de energía durante el día satisface la demanda de carga, y la compra de electricidad de la red eléctrica por la noche satisface la demanda de carga de almacenamiento de energía y suministro de energía de carga, logrando así el objetivo de fotovoltaica * gran consumo, almacenamiento de Energía y Corte de picos y llenado de valles. A través del análisis de datos de funcionamiento, la estrategia ha cumplido con los requisitos de funcionamiento del sistema.

Palabras clave: sistema de almacenamiento y carga óptica; Estrategia de gestión energética; Consumo fotovoltaico; Cortar picos y llenar Valles

0. Introducción

Con el rápido desarrollo de la tecnología de utilización de energía renovable, la capacidad instalada de los equipos de generación de energía distribuida en China ha crecido rápidamente. Entre ellos, la energía solar ha atraído mucha atención debido a sus características de amplia distribución, pequeñas restricciones geográficas, ciclo de construcción corto y poca contaminación y bajo ruido. En vista de las deficiencias de la volatilidad e intermitencia de la generación de energía fotovoltaica, la combinación de la tecnología de almacenamiento de energía y la tecnología de generación de energía fotovoltaica puede estabilizar eficazmente la producción fotovoltaica, eliminar el exceso de energía fotovoltaica y mejorar la calidad de la energía eléctrica del sistema. La intervención del sistema de gestión energética puede controlar el flujo de energía de la red eléctrica, los equipos de generación de energía fotovoltaica y los equipos de almacenamiento de energía, mejorando así la fiabilidad del funcionamiento del sistema y los beneficios económicos. Este artículo diseña una estrategia de gestión de energía, cuando la producción fotovoltaica es mayor que la demanda de carga, la carga del sistema de almacenamiento de energía disipa la producción fotovoltaica restante. Cuando la producción fotovoltaica es insuficiente para satisfacer las necesidades de carga, el sistema de almacenamiento de energía descarga a la carga. A través del sistema de almacenamiento de energía para cortar picos y llenar valles, se puede mejorar la estabilidad del suministro de energía del sistema y lograr el funcionamiento confiable del sistema de almacenamiento y carga de luz.

1. composición del sistema de almacenamiento fotovoltaico

La composición del sistema de almacenamiento y carga óptica de este artículo toma como ejemplo el cobertizo No. 2 del proyecto de demostración de Energía inteligente de la zona industrial de minhang. el sistema de almacenamiento y carga óptica incluye principalmente el sistema de gestión de energía, el sistema fotovoltaico, el sistema de pilas de carga y el sistema de almacenamiento de energía. La composición del sistema se muestra en la imagen.

1.1 sistemas de gestión energética

El sistema de gestión de energía es el principal responsable de la adquisición, visualización y almacenamiento de datos de fotovoltaica, almacenamiento de energía, pilas de carga y equipos de medidores de entrada, y al mismo tiempo coordina el control de la energía de acuerdo con las necesidades del sistema de almacenamiento y carga óptica, mejorando así la fiabilidad y economía del sistema.

1.2 sistemas fotovoltaicos

El sistema fotovoltaico se compone principalmente de paneles fotovoltaicos instalados en el techo del cobertizo y cuatro inversores fotovoltaicos en serie de 35 KW. El sistema fotovoltaico está conectado al bus de 400V en la estación, la producción fotovoltaica da prioridad a satisfacer la carga en la estación, y el excedente de producción suministra energía al sistema de almacenamiento de energía.

1.3 Sistema de almacenamiento de energía

El sistema de almacenamiento de Energía consta principalmente de dos conjuntos de baterías de fosfato de hierro y litio retiradas, cada uno de los cuales consta de un convertidor bidireccional de almacenamiento de energía de 35 kW y un clúster de baterías de 153,6 kW · H. El sistema de almacenamiento de energía está conectado al bus de 400V en la estación. cuando la producción fotovoltaica es excedente, el sistema de almacenamiento de energía consume la producción restante. cuando la producción fotovoltaica es insuficiente para satisfacer la producción de carga, la descarga del sistema de almacenamiento de energía compensa la producción. En el precio de la electricidad del valle nocturno, el sistema de almacenamiento de energía compra electricidad de la red eléctrica hasta que está lleno.

1.4 sistema de pilas de carga

El sistema de pilas de carga se compone principalmente de seis pilas de carga de aterrizaje de una sola pistola de CA con una capacidad nominal de 7 KW. El sistema de pilas de carga puede cargar pequeños vehículos eléctricos con motores de corriente continua y también forma parte de la carga en la estación. El sistema de pilas de carga incluye principalmente funciones como la gestión de tarjetas de crédito, la gestión de facturación, la gestión de interfaces de carga y la protección de la seguridad.

2. principio de funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica

Generación de energía fotovoltaica: las células fotovoltaicas producen corriente continua bajo la luz solar. Este proceso es la entrada de energía eléctrica del sistema.

Conversión de energía eléctrica: la corriente continua se convierte en corriente alterna a través de inversores para su uso o suministro de equipos de CA en la red eléctrica.

Almacenamiento de energía eléctrica: la energía eléctrica restante se puede almacenar en baterías u otros equipos de almacenamiento de energía para su uso futuro. Esta es la parte de almacenamiento de energía del sistema.

Gestión energética: el controlador de gestión energética del sistema monitorea la demanda de energía, el Estado de la batería y otros parámetros, y distribuye la energía eléctrica según sea necesario. Garantiza que el sistema pueda proporcionar un suministro eléctrico continuo y confiable en condiciones impredecibles de suministro de energía solar.

Interconexión de la red eléctrica: si el sistema está conectado a la red eléctrica, el exceso de energía eléctrica se puede vender a la red eléctrica, logrando así una corriente bidireccional. Esto ayuda a mejorar la economía y la sostenibilidad del sistema.

3. estructura del sistema de gestión de energía de almacenamiento óptico y carga (ems)

El sistema de almacenamiento y carga óptica se divide en tres partes: el sistema de generación de energía fotovoltaica, el sistema de almacenamiento de energía y el sistema de pilas de carga. Los tres sistemas se acoplan a través del bus ac400v 49, se comunican con el EMS a través de ethernet, y el EMS coordina y controla las estrategias de funcionamiento de cada sistema. El EMS puede transmitir los datos de monitoreo al sistema de monitoreo remoto y al sistema de visualización de pantalla grande de monitoreo a través de la red [4]. La arquitectura del sistema del sistema de almacenamiento y carga óptica se muestra en la siguiente imagen.

El EMS es el componente central del sistema de almacenamiento y carga óptica, responsable de la adquisición de datos subyacente de todo el sistema, el monitoreo de la red del sistema, la programación de gestión de energía y el análisis de datos operativos. Para garantizar el funcionamiento estable del sistema de almacenamiento y carga óptica, el EMS utiliza un cuerpo de control jerárquico de dos niveles dividido en un EMS local y un EMS de control centralizado, cuyo diagrama estructural se muestra en la siguiente imagen.

El EMS local puede realizar la adquisición de datos del convertidor de almacenamiento de energía (pcs), el sistema de gestión de baterías (bms), el inversor fotovoltaico, la pila de carga y la red eléctrica, y formular y operar diferentes estrategias de gestión de energía de acuerdo con diferentes escenarios de uso, como el precio de la electricidad pico y valle, la política de limitación de energía y las necesidades de emergencia. El EMS Local controla el PCs para realizar las acciones correspondientes enviando instrucciones de control como Potencia activa y reactiva al pcs, y al mismo tiempo puede cargar la información monitoreada sobre el Estado de funcionamiento en tiempo real del sistema de almacenamiento y carga óptica y el Estado de varios equipos en el sistema al EMS de control centralizado.

El EMS de control centralizado consta de una estación de trabajo EMS y un servidor ems. La función principal de la estación de trabajo EMS es monitorear el Estado de funcionamiento del sistema de almacenamiento y carga óptica en tiempo real, y al mismo tiempo es responsable de formular el modo de funcionamiento del sistema de almacenamiento y carga óptica; La función principal del servidor EMS es almacenar los datos de funcionamiento del sistema de almacenamiento y carga óptica, que puede proporcionar servicios como consulta de datos históricos y análisis de datos, y es la garantía previa para formular estrategias de funcionamiento basadas en el análisis de Big data en el período posterior.

4. sistema de gestión de energía del Gabinete de almacenamiento de energía acel - 2000es

4.1 Resumen del sistema

El sistema de gestión de almacenamiento de energía arcel - 2000es, un EMS de almacenamiento de energía desarrollado especialmente para gabinetes de almacenamiento de energía y contenedores de almacenamiento de energía en la industria y el comercio, tiene funciones perfectas de monitoreo y gestión de almacenamiento de energía, cubre los detalles de los equipos del sistema de almacenamiento de energía (pcs, bms, medidores, protección contra incendios, aire acondicionado, etc.), y realiza funciones de adquisición de datos, procesamiento de datos, almacenamiento de datos, consulta y análisis de datos, monitoreo visual, gestión de alarmas, informes estadísticos, etc. Soporte de programación de energía en aplicaciones, con curvas de planificación, Corte de picos y llenado de valles, control de demanda, prevención de contracorriente y otras funciones de control.

4.2 estructura del sistema

Acrel-2000ES， Los equipos dentro del Gabinete de almacenamiento de energía o contenedor de almacenamiento de energía se pueden acceder al sistema a través de la extracción directa o a través de la gestión de comunicaciones o servidores serie. La estructura del sistema es la siguiente:

4.3 Funciones del sistema

4.3.1 seguimiento en tiempo real

La interfaz hombre - máquina del sistema es amigable, puede mostrar el Estado de funcionamiento del Gabinete de almacenamiento de energía, monitorear pcs, BMS e información de parámetros ambientales en tiempo real, como parámetros eléctricos, temperatura, humedad, etc. Muestra información sobre fallas, alarmas, ingresos y así sucesivamente en tiempo real.

4.3.2 monitoreo de equipos

El sistema puede monitorear el Estado de funcionamiento y el modo de funcionamiento de pcs, bms, medidores, aire acondicionado, protección contra incendios, deshumidificadores y otros equipos en tiempo real.

Monitoreo pcs: cumplir con los parámetros y límites del convertidor de almacenamiento de energía; Configuración del modo de funcionamiento; Realizar la adquisición y exhibición de tensión, corriente, potencia y parámetros de carga y descarga en el lado AC y DC del convertidor de almacenamiento de energía; Realizar el monitoreo del Estado de comunicación pcs, el Estado de arranque y parada, el Estado del interruptor, la alarma anormal y otros Estados.

Monitoreo bms: cumplir con los parámetros y límites del sistema de gestión de baterías; Realizar el monitoreo de la temperatura, el voltaje y la corriente de la batería y el clúster de la batería de almacenamiento de energía; Realizar la alarma del Estado de carga y descarga de la batería, el voltaje, la corriente y la temperatura anormales.

Monitoreo del aire acondicionado: para cumplir con el monitoreo de la temperatura ambiente, se puede ajustar la vinculación de la temperatura del aire acondicionado de acuerdo con el umbral establecido, y monitorear el Estado de funcionamiento del aire acondicionado y los datos de temperatura y humedad en tiempo real, que se muestran en forma de curva.

Monitoreo de ups: cumplir con el Estado de funcionamiento de UPS y el monitoreo de parámetros eléctricos relacionados.

4.3.3 informe de la curva

El sistema puede consultar y mostrar la curva de potencia de carga y descarga de pcs, la curva de transformación SOC y la curva histórica de voltaje, corriente y temperatura.

4.3.4 configuración de la Estrategia

Cumplir con la configuración de los parámetros del equipo del sistema de almacenamiento de energía, la configuración de los parámetros y períodos de precios de la electricidad y la selección de estrategias de control. Las estrategias de control apoyadas actualmente incluyen curvas de planificación, Corte de picos y llenado de valles, control de la demanda, etc.

4.3.5 alarma en tiempo real

El sistema de gestión de energía de almacenamiento de energía tiene una función de alarma en tiempo real, y el sistema puede alertar sobre eventos como la carga y descarga de energía de almacenamiento más allá del límite, la temperatura más allá del límite, la falla del equipo o la falla de la comunicación.

4.3.6 estadísticas de consulta de eventos

El sistema de gestión de energía de almacenamiento de energía puede almacenar y gestionar los registros de eventos como el cambio de posición de la señal remota, la temperatura, la humedad y el exceso de voltaje, lo que facilita a los usuarios rastrear históricamente los eventos y alarmas del sistema, consultar estadísticas y analizar accidentes.

4.3.7 operaciones de control remoto

El pcs, el ventilador, el deshumidificador, el controlador de aire acondicionado, la iluminación y otros equipos se pueden controlar en consecuencia a través del botón rojo debajo de cada dispositivo, pero cuando el dispositivo no se comunica, el botón de control mostrará un Estado inválido.

4.3.8 gestión de los derechos de los usuarios

El sistema de gestión de energía de almacenamiento de energía ha establecido una función de gestión de derechos de usuario para garantizar el funcionamiento seguro y estable del sistema. A través de la gestión de permisos de usuario se pueden evitar operaciones no realizadas (como operaciones de control remoto, modificaciones de bases de datos, etc.). Se pueden definir el nombre de inicio de sesión, la contraseña y los permisos operativos de los usuarios de diferentes niveles para proporcionar una garantía de seguridad confiable para el funcionamiento, mantenimiento y gestión del sistema.

5. lista de selección de hardware para el despliegue de plataformas relevantes

6. observaciones finales

De acuerdo con el principio de que el sistema de almacenamiento y carga de luz del cobertizo No. 2 del proyecto de demostración de Energía inteligente de la zona industrial de Minhang se utiliza espontáneamente y no está conectado a la red, este artículo diseña una estrategia de gestión de energía, es decir, consumir energía fotovoltaica durante el día, cuando la producción fotovoltaica es menor que la carga, almacenar energía para complementar la producción fotovoltaica, cuando la producción fotovoltaica es mayor que la carga, almacenar energía para absorber la producción fotovoltaica restante. Por la noche, el precio de la electricidad se nivela, el almacenamiento de energía continúa suministrando electricidad a la carga, y si la electricidad es insuficiente, se compra electricidad de la red eléctrica. En el precio de la electricidad del valle nocturno, el sistema de almacenamiento de energía compra electricidad de la red eléctrica hasta que está lleno. Después de un largo período de funcionamiento, esta estrategia requiere el funcionamiento del sistema de almacenamiento y carga óptica a través del análisis de datos de funcionamiento.

Referencias

[1] Fu jinzhou. Investigación sobre la configuración de almacenamiento de energía y la estrategia de gestión de energía del sistema integrado de generación de energía de almacenamiento óptico [d] Universidad Tecnológica de hefei, 2018.

[2] Wu shengjun. Investigación sobre el control óptimo del almacenamiento de energía de los vehículos eléctricos y la utilización en cascada del almacenamiento de energía en la microred [d] Universidad del sudeste, 2017.

[3] Chen fazhang. Diseño e implementación del sistema de gestión de energía de la microred inteligente [d] Universidad de yunnan, 2014.

[4] manual de diseño y aplicación de microredes empresariales de ankeri. edición 2022.05.

[5] Yang jie. Diseño y aplicación de una estrategia de gestión de almacenamiento y carga de energía óptica