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储能能量管理系统Acrel-2000MG
2、产品说明Acrel-2000MG储能能量管理系统是安科瑞专门针对工商业储能电站研制的本地化能量管理系统，可实现了储能电站的数据采集、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、策略管理、历史曲线等功能。其中策略管理，支持多种控制策略选择，包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等。该系统不仅可以实现下级各储能单元的统一监控和管理，还可以实现与上级调度系统和云平台的数据通讯与交互，既能接受上级调度指令，又可以满足远程监控与运维，确保储能系统安全、稳定、可靠、经济运行。
同时，系统对电池组性能进行实时监测及历史数据分析、根据分析结果采用智能化的分配策略对电池组进行充放电控制，优化了电池性能，提高电池寿命。
系统支持Windows操作系统，数据库采用SQL Server。适用于当前工商业小型储能电站项目的应用。
3、参考标准《电网配置储能系统监控及通讯技术规范（Q/GDW1887-2012）》
《储能系统接入配电网监控系统功能规范（Q/GDW697-2011）》
《电化学储能电站监控系统技术规范（NB/T 42090-2016）》
《分布式电化学储能系统接入配电网设计规范（DL/T 5816-2020）》
《分布式储能系统接入配电网设计规范（T/CEC 173-2018）》
《分布式储能系统远程集中监控技术规范（T/CEC 174-2018）》
4、系统结构
适用于工商业储能电站、新能源配储电站。
6、性能参数
1)硬件性能
表1硬件性能
序号 | 项目 | 参数/单位 | 备注 |
1 | 系统总体平均无故障时间 | MTBF≥20000h | |
2 | 系统年可用率 | >99.9% | |
3 | 系统使用寿命 | >10年 | |
4 | CPU负载 | 正常状态下 <30%， 事故情况下10s <50% | 运行标准软件 |
5 | 网络负载 | 正常状态下 <20%， 事故情况下10s <40% |
2)系统性能
表2系统性能
序号 | 项目 | 参数/单位 | 备注 |
1 | 电压/电流 | ≤0.2％ | 依赖于PCS/BMS |
2 | 功率 | ≤0.5％ | 依赖于PCS/BMS |
3 | 遥信正确有效率 | ≥99.99% | |
4 | 事故报警正确率 | ≥99.99% | |
5 | 遥控遥调正确率 | ≥99.9% | |
6 | 遥控命令实施时间 | ≤3s | |
7 | 遥测数据扫描周期 | 1~5s | 用户可调 |
8 | 遥测数据扫描周期 | ≤2s | |
9 | 热/备计算机的切换时间 | ≤10s | |
10 | 事故报警正确率 | ≥99.9% | |
11 | 系统可用性 | ≥99.9% | |
12 | 数据记录时标精度 | ≤1ms | |
13 | 历史数据保存周期 | ≥3年 | |
14 | 遥测响应时间 | ＜1s | |
15 | 遥信变化响应时间 | ＜1s | |
16 | 遥控命令内部时间 | ＜1s | |
17 | 对时精度 | ≤1ms | |
18 | 历史曲线采样间隔 | 1s~30min可调 | |
19 | 画面实时数据更新频率 | ＜1s | |
20 | 历史查询分析曲线显示时间 | ＜3s |
3）性能特征
Ø 终端采用加强型单元机箱，按抗强震动、强干扰设计，适应恶劣环境，适用于储能电站-0℃~50℃的宽温工作环境；
Ø 终端集成电路全部采用工业级，使得装置的具有很高的稳定性和可靠性，满足储能单元封闭运行的技术要求；
Ø 终端硬件设计采用多种隔离，屏蔽措施，软件设计采用数字滤波技术和先进的保护算法及其他抗干扰措施，大大提高了装置的抗干扰性能；
Ø 采集终端通讯方式多样，具备多路（可选）RS485通讯接口、2路以太网接口和1路调试接口，支持IEC101、IEC103、IEC104、MODBUSRTU/TCP及私有协议等通讯协议，支持各类PCS、BMS、保护测控等智能设备的通讯数据采集；可灵活实现与其他系统的接入；
Ø 系统支持Windows多种操作系统。
7、产品功能7.1 电站概览展示电站规模指标（储能装机信息、装机规模等）、生产运营类指标（充放电量、充放电功率、SOC等）、财务类指标（充放电收益）、碳排放等，实时运行曲线，设备实时状态等总览信息。
7.2 主接线图展示电站主接线图并实时动态展示各类设备实时数据的变化。
主接线图上主要显示储能电站的开关、接地刀、手车的遥信位置，遥信位置以红色为合位、绿色为分位；有功、无功、功率因、电池剩余电量、PCS的运行状态等遥测信号。如发生异常情况，可根据接线图快速寻找异常点位，查找原因。
7.3 设备监控7.3.1 线路监控10kV进线保护(如有升压变)：10kV进线开关柜弹簧未储能、10kV进线保护动作.10kV进线保护装置告警10kV进线开关柜断路器位置、10kV进线开关柜隔离开关位置、开关柜高压侧烟感报警类遥信：有功功率P、无功功率Q、A相电流、B相电流、C相电流、线电压UAB、线电压UBC、线电压UCA；正向有功电量、正向无功电量、反向有功电量、反向无功电量：并能支持对进线开关的遥控。
7.3.2 变压器监控配电变压器保护动作、配电变压器保护装置告警、10kV#1配电变压器开关柜断路器位置、10kV#1配电变压器柜隔离开关位置、10kV#1配电变压器开关柜接地开关位置：有功功率P、无功功率Q、A相电流、B相电流、C相电流、变压器温度；并能支持对配电变/出线开关分合控制。
7.3.3 储能系统总信号总告警状态、总故障状态、调度功率、运行有功功率期望、运行无功功率期望、运行电流期望、最大充电功率、最大放电功率。
7.3.4 PCS监控实时监控多个PCS运行数据和状态。包含PCS通讯状态、PCS故障状态、PCS充电状态、PCS放电状态、PCSAB线电压、5PCSBC线电压、PCSCA线电压、PCSA相电流、PCSB相电流、PCSC相电流、PCS总有功功率、PCS总无功功率。
7.3.5 BMS监控实时监控BMS包括电池堆/电池簇，电芯，包含BMS通讯状态、BMS故障状态、储能单元直流电流、储能单元直流电压、储能单元直流功率、储能单元电池SOC、储能单元电池SOH、电池最高单体电压、电池最低单体电压、电池最高温度、电池最低温度。
7.3.6 电表监控实时监控电表的尖峰平谷的正反向电量。
7.3.7 UPS监控实时监控UPS的运行状态与数据。
7.4 环境监控8.4.1空调监控实时监控空调温度，设定值，回差，以及相关运行状态。
8.4.2消防监控I/O模块直接接入烟感，温感，可燃气体的干接点监测干接点动作状态，通过控制策略实现各级报警信息。
8.4.3视频监控实时监控设备及环境信息。
7.5 电能质量谐波分析、波形采样、电压暂降/暂升/中断、闪变监测、电压不平衡度监测。
7.6 控制配置7.6.1 策略管理支持手动策略，对PCS进行启停和并离网操作。
7.6.2 预置策略包括：计划曲线、削峰填谷、逆功率保护、需量控制等。也可为客户的任何特殊需求定制开发专属运行控制策略。
（1）系统运行策略：系统启停、状态和状态转换逻辑，系统状态包含待机、停机、运行故障等。
（2）谷电峰用策略：支持设置谷电价、平电价、峰电价和尖峰电价的时段，包括夏季和非夏季等，以便实现在谷电价或平电价时段内充电，在峰电价时段内放电。
（3）需量控制策略：支持设置变压器的申报需量更改；当储能电站在充电时，需要控制储能电站的充电功率，以便变压器的负荷功率低于申报的需量值。
（4）负荷跟踪策略：在储能电站放电时，秒级调节PCS的调度指令，以便储能电站的放电功率接近变压器负荷的功率。
（5）计划曲线策略：按照每15分钟一个功率设定点的模式，对单日24小时内共96个点的储能电站充放电功率进行设定，包括可设定的功率值和充放电等。
（6）备用电源策略：支持手动输入储能电站的备电SOC百分比；在储能电站放电时，如果电池的SOC达到设定的百分比时，停止放电。
（7）防逆流策略：在储能电站放电时，实时监测用户配电变压器的电流，控制储能电站的放电功率，防止储能电站向配电变压器高压侧倒送电能。
7.6.3 智能策略可结合分时电价，光伏功率，负载功率，储能状态和限制，制定储能充放策略，实现动态调整，在保障储能安全的前提下，达成来自电网用电成本最低的目标。
7.6.4 智能联动通过采集环境、消防报警信息，EMS可以直接下发指令给PCS及相关设备，实现本地快速联动，保障储能系统安全。根据客户需求，定制开发。
7.7 网络拓扑系统组网图包括多个储能BMS和PCS、电能质量、电能表、温控装置、保护测控装置；视频、消防、空调；数据服务器、工作站、防火墙、GPS、交换机。
7.8 人机界面与操作能够展示储能电站的整体运行状态与电气参数，包括但不限于电压、电流、功率、开关状态、系统报警状态等：能够直观展示储能电站内部各设备的运行状态和电气参数：能按要求的交互方式对遥调和遥控参数进行设置和编辑功能，具备参数设置和编辑的确认功能，对越限的参数设置操作和无权限用户的参数设置操作具备提示功能：支持多层级的用户权限管理功能，可按照需求进行用户的增加、删除和权限设置；提供形象直观的图形化监视和操作界面，支持接线图、工况图、保护设备配置图、遥测表、遥信表等画面；可根据用户的需求对人机界面与操作进行调整和优化。
7.9 报表查询对储能电站内部设备的信息可进行统计分析，能够形成数据报表和显示画面：对储能电站的馈线有功、无功功率，母线电压，断路器动作次数，断路器跳跳闸次数，累计充/放电量、最大充/放电功率和收益进行统计分析，包括峰/谷/平或各时段、日、月、年分别进行统计，按照用户给出的报表格式灵活地生成日报表、周报表、月报表和年报表；报表的格式与Excel文件格式兼容；报表可导出和打印。
7.10 历史曲线展示储能系统功率、SOC曲线、PCS功率曲线、充放电量曲线等，支持自定义查询。 数据支持按不同粒度导出和存储。
7.11 事件告警用户可自定义报警类型、报警级别、报警方式和报警显示信息语句；支持报警信息的手动、自动地确认和删除；历史报警信息可按报警类型、报警级别和报警源分类查询；可生成储能电站级别的报警状态；对所有事件按照时间顺序进行实时显示和历史存储，包括遥信报警、遥控变位、遥调变量、用户登录、数据删除和系统开关机等操作。
7.12 通信管理主要实现系统的采集配置、网络配置、采集报文、转发报文、网络报文、实时数据、遥控测试。
7.13 系统管理主要实现系统的厂站参数设置、曲线参数配置、计算公式编辑、事故追忆与用户管理等。
用户管理：用户账号管理分级别，可监视账号，可控制账号等。为了保证信息安全、操作安全和数据安全，只有授权的用户才能访问服务器的服务和数据。
用户添加/权限修改/用户删除，权限可以自定义增加删除，用户登录后可根据分配的权限具备不同的操作浏览器等权限。
站点管理：对电站基本信息，设备调整进行综合管理。
电表管理：查看和调整设置电表的尖峰平谷时段设置。
电价管理：管理站点电价，可按月份灵活配置。
8、系统界面
9、配套产品
序号 | 设备 | 型号 | 图片 | 说明 |
1 | 能量管理系统 | Acrel-2000MG |
| 内部设备的数据采集与监控，由通信管理机、工业平板电脑、串口服务器、遥信模块及相关通信辅件组成。 数据采集、上传及转发至服务器及协同控制装置 策略控制：计划曲线、需量控制、削峰填谷、备用电源等 |
2 | 工控机 | IPC-710/EC0-1817 |
| 系统软件运行载体 |
3 | 显示器 | 21.5英寸液晶显示器 |
| 系统软件显示载体 |
4 | UPS电源 | UPS2000-A-2KTTS |
| 为监控主机提供后备电源 |
5 | 打印机 | HP108AA4 |
| 用以打印操作记录，参数修改记录、参数越限、复限，系统事故，设备故障，保护运行等记录，以召唤打印为主要方式 |
6 | 音箱 | R19U |
| 播放报警事件信息 |
7 | 工业网络交换机 | D-LINKDES-1016A16 |
| 提供16口百兆工业网络交换机解决了通信实时性、网络安全性、本质安全与安全防爆技术等技术问题 |
8 | GPS时钟 | ATS1200GB |
| 利用gps同步卫星信号，接收1pps和串口时间信息，将本地的时钟和gps卫星上面的时间进行同步 |
9 | 交流计量电表 | AMC96L-E4/KC(II) |
| 电力参数测量(如单相或者三相的电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、频率、功率因数等)、复费率电能计量、四象限电能计量、谐波分析以及电能监测和考核管理。多种外围接口功能：带有RS485/MODBUS-RTU协议；带开关量输入和继电器输出可实现断路器开关的“遥信”和“遥控”的功能 |
10 | 直流计量电表 | PZ96L-DE |
| 可测量直流系统中的电压、电流、功率、正向与反向电能。可带RS485通讯接口、模拟量数据转换、开关量输入/输出等功能 |
11 | 电能质量监测 | APView500 |
| 防孤岛保护装置，当外部电网停电后断开和电网连接 |
12 | 防孤岛装置 | AM5SE-IS |
| 实时监测电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、谐波等电能质量，记录各类电能质量事件,定位扰动源。 |
13 | 箱变测控装置 | AM6-PWC |
| 置针对光伏、风能、储能升压变不同要求研发的集保护，测控，通讯一体化装置，具备保护、通信管理机功能、环网交换机功能的测控装置 |
14 | 通信管理机 | ANet-2E8S1 |
| 能够根据不同的采集规约进行水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据采集汇总； 提供规约转换、透明转发、数据加密压缩、数据转换、边缘计算等多项功能； 实时多任务并行处理数据采集和数据转发，可多链路上送平台据； |
15 | 串口服务器 | Aport |
| 功能：转换“辅助系统”的状态数据，反馈到能量管理系统中。 1）空调的开关，调温，及完全断电（二次开关实现） 2）上传配电柜各个空开信号 3）上传UPS内部电量信息等 4）接入电表、BSMU等设备 |
16 | 遥信模块 | ARTU-K16 |
| 1）反馈各个设备状态，将相关数据到串口服务器； 2）读消防I/O信号，并转发给到上层（关机、事件上报等） 3）采集水浸传感器信息，并转发给到上层（水浸信号事件上报） 4）读取门禁程传感器信息，并转发给到上层（门禁事件上报） |
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