一、概述

随着我国新能源产业（光伏电站、风电场）的迅速发展，能源革命持续深入，储能作为未来能源系统发展的关键支撑，日渐成为各方关注的重点。储能将是影响未来能源格局的关键技术，对其接入能量系统的安全稳定高效运行、提高能源综合利用效率、促进新能源产业发展、推动能源战略转型有重要意义。储能在电力系统中有着广泛应用，涵盖发电、输电、配电和终端使用用户的所有方面。

ST-835储能EMS控制系统（以下简称“ST-835”）正是在此背景下开发，主要实现能量的安全优化调度。通过优化储能控制、分布式电源出力和负荷投退等，安全、经济、高效地实现了不同应用场景（电源侧、电网侧、用户侧和辅助服务）和不同运行方式下的能量管控。

二、产品规格

ST-835采用800*600*2200标准控制柜方式安装，电源支持AC/DC 220V 50～60Hz单电源/冗余电源可选。

系统内置1台IPC-610工控机，操作系统采用实时Linux系统，搭载最新的QTouch自主可控跨平台组态软件V3.0版本，具备IEC60870、IEC61850、Modbus、OPC等众多通讯接口，具有强大的逻辑编程能力，可以自定义控制策略和自动控制方式。

内置一台17寸显示器，以及一台工业级数据交换机，显示器通过QTouch图形界面显示系统一次接线图及系统参数信息，便于用户实时查看监控系统数据。

内置一台通讯管理机QT243N，内置QTouch嵌入式跨平台组态软件，可与PCS、BMS、消防系统、空调系统等多种设备进行通讯，通讯管理机也可支持逻辑控制响应。

内置一台塔式UPS不间断电源。在特殊情况下，系统内的设备可持续运行1h，保证系统安全、稳定运行。

系统内还内置在一台工业级交换机，它可用于对接调度数据和厂站数据网，也可与工控机、通讯管理机或者其他带有网络通讯的设备进行通讯。

三、ST-835系统功能

  3.1主要功能

ST-835储能监控系统包含信息采集、监测以及控制，并实现对多个PCS及蓄电池组的系统级管理，协调PCS间、PCS与电池组间的工作。本系统也可通过与EMS或配电网调度系统接口，接受调度指令，完成削峰填谷、新能源输出平滑、蓄电池充放电PQ控制、独立离网支撑源V/F控制等智能电网应用。

    3.1.1系统总界面

（1）显示总体信息监视，如系统频率、储能SOC、储能工作状态、负荷信息、其他用能总用电量信息、电能质量等数据及参数。在SCADA系统图上显示发电、储能、配变、母线、开关刀闸工作状态和重要运行信息。支持动态拓扑分析，可根据断路器、开关的实时状态确定系统中各种电气设备的带电、停电、接地等状态，并将结果在人机界面上用不同的颜色表示出来，为运行人员提供直观的设备运行状态信息。

（2）BMS监视信息（充放电状态、功率、接触器状态，SOC、SOH，直流侧电压、电流，单体电池电压、温度，各类报警/保护信息等）；

（3）PCS监视信息（包括工作状态、交流断路器状态、直流断路器状态、直流电压、直流电流、逆变三相交流电压、逆变三相交流电流、充放电信息、温度、频率、直流功率、逆变三相交流功率、报警故障信息等）；

（4）并网配电柜或其他多功能电表信息（相电压、线电压、三相电流、有功/无功功率、视在功率、功率因数、频率、有功/无功电度等）；

（5）用户配电柜各多功能电表信息（相电压、线电压、三相电流、有功/无功功率、视在功率、功率因数、频率、有功/无功电度等）；

（6）空调与消防监视信息（主要监视本机温度、本机湿度、开关机状态、加湿器运行状态、风机运行状态、压缩机运行状态、能效控制运行状态等）

    3.1.2数据处理

ST-835系统具备模拟量处理、状态量处理、非实测数据处理、计算、统计及控制策略等功能。

（1）模拟量处理

模拟量描述各系统运行的实时量化值；

模拟量的数据可以通过EXCLE表格的形式进行显示；

（2）状态量处理

状态量包括开关量和多状态的数字量，具体为设备好坏状态、开关位置、隔离刀闸、接地刀闸位置、保护硬接点状态等其他各种信号量。状态量可以人工设定，人工设置的状态与采集状态一致时，可以给出提示信息。

（3）非实测数据处理

非直接采集的数据称为非实测数据，可以由人工输入，也可以是通过计算得到。

（4）计算

具备自定义公式计算及常用的标准计算功能，用户可自定义标准计算功能。

（5）统计

对重要数据，如储能充放电量、充放电时间、故障电池数、负载侧用电量等进行统计分析，也可进行导出以EXCEL表格的形式展现出来；

对于测量值的统计包括最大值、最小值、平均值及相应的时间统计；

可随时查看充放电效率曲线、日充日放曲线、总充总放曲线等；

采用EXCEL的方式生成各种统计报表，包括日报、月报、年报等。使用方便、格式灵活，也可支持定制报表；

    3.1.3报警处理

ST-835系统具有事故报警、预告报警、历史报警功能。报警支持1-9级，可以根据不同的事件信息设置不同的级别；事故报警包括非正常操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号；预告报警包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量或温度量越限、计算机监控系统的软、硬件状态异常等；历史报警可按照发生时间、故障类型、设备类型、报警级别等组合条件，查询之前所有发生的事件。

    3.1.4人机界面

（1）显示BMS、PCS、配电一次接线图；

（2）系统实时数据显示；

（3）可进行设备参数显示和查询，和运行参数的统计查询；

（4）显示日，月，年的负荷曲线和电压曲线，包括实时曲线和历史曲线，并标明最大，最小和平均值，以及最大最小值出现的时间；

（5）显示电网自动化系统运行状态图；

（6）显示各种实时表格和历史表格；

（7）显示各种柱状图和饼图；

（8）显示趋势曲线图；

（9）显示最新报警信息；

    3.1.5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，可以根据不同账号设置不同用户名及密码。

    3.1.6通讯规约

支持国内标准电力自动化的各种规约，如MODBUS、TCP/IP协议等。预留扩展IEC61870-5-104通讯接口；

  3.2控制和操作功能

ST-835系统可根据操作员/管理员输入准确的密码后可实现对断路器、切换开关等的正常操作和其它必要的操作，可根据电源及负荷监测数据、统计结果进行平衡计算及策略响应。操作控制的执行结果应能反馈到相关一次图上。

    3.2.1储能EMS控制功能

EMS可远程关断配电柜所有回路断路器（系统配置为手动回路断路器除外），系统主界面，可准确显示各回路断路器状态位置，操作员输入密码后可实现断路器分/合操作。自动模式下，EMS可根据需求自动分/合相应断路器。如切出部分负荷、多电源切换时分/合部分电源开关等。

EMS可实时监测BMS、PCS运行状态，可根据BMS指令及状态动态调整PCS的充电模式、充电功率、充电电流、放电功率等运行参数。EMS具备电池保护功能，根据BMS上传指令及实时状态控制PCS执行停机、待机、仅放电、仅充电等功能，并可根据BMS状态对PCS下发连续有功调节、无功调节指令。

    3.2.2系统架构

ST-835 控制系统主要由EMS工作站、支持web端展示（可选）、协调控制器、BMS、PCS、通讯组网设备等组成，系统结构示意图如下图所示（示例）：

四、ST-835系统性能指标

  4.1系统特点

可靠性：EMS系统支持断点续传、软硬加密等多种方式保障系统运行的可靠性和安全性。

兼容性：应用于有电网的工矿、企业、村落、通讯基站等。

灵活性：支持用户自定义绘图和菜单管理、LOGO定制、联动控制等功能。

开放性：选用了开放的硬件和软件平台，支持多种主机互连，系统互连全部采用国际标准的网络层通讯协议。

扩展性：支持简单易行的扩充升级能力，满足未来的应用扩展的需要。

  4.2运行寿命

所有设备的寿命在正常使用(具有一定备品)条件下不少于15年。

所有设备在给定的性能指标下运行，连续4000小时内不需要人工调整和维护。

  4.3系统实时性指标

遥测量越死区传送时间<10秒。

遥信变位传送时间<5秒。

遥控、遥调命令传送时间<10秒。

系统实时数据扫描时间1~10秒（可调）。

计算机远程网络通信中实时数据传送时间<3秒。

画面调用响应时间<2秒。

画面实时数据刷新周期1~10秒（可调）。

存档最小时间间隔为10min，最长保存周期为36个月。

  4.4准确度

遥测正确率>99.5%。

遥信正确率=100%。

遥控准确率=100%。

遥调准确率=100%。

站内分辨率≤2ms。

  4.5装置的物理及环境特性

在硬件上，IPC-610装置采用实时LINUX系统，搭配了跨平台组态软件QTouchV3.0，运行稳定可靠，并采用了硬件看门狗技术。

在电源方面，为了保证装置的可靠运行，采用隔离技术，使弱电系统和强电系统隔离，这样能去除大部分低频干扰；其次，对于高频干扰，在每一路电源中使用高性能的EMI滤波器，使干扰信号在电源入口处便被滤除，良好的结构设计大大增强了装置的电磁兼容性能。

在软件设计上，提供关键进程的运行状态监视和守护功能，在进程运行异常的情况下可以自动重启软件程序，保证软件程序的连续不间断运行。

  4.6电源

（1）交流、直流电源：220V ± 20% V，50Hz；

（2）电源电压范围在176-253V（Ui × %80 ~ Ui × %115）范围内不影响数据传输正确性；

  4.7绝缘性能

（1）绝缘电阻：

通讯端口对地绝缘电阻 ≥ 5MΩ；

电源端口对地绝缘电阻 ≥ 5MΩ；

（2）绝缘强度：

通讯端口对地绝缘强度：加500V无击穿与闪络；

电源端口对地绝缘强度：加1500V无击穿与闪络；

  4.8电磁兼容

（1）振荡波抗扰度符合 GB/T 15153.1-1998的有关条款；

（2）静电放电抗扰度符合GB/T 15153.1-1998的有关条款；

（3）电快速瞬变脉冲群抗扰度符合 GB/T 17626.4-1998的有关条款；

（4）工频磁场抗扰度符合GB/T 15153.1-1998和GB/T 17626.8-2006的有关条款；

  4.9工作环境

（1）工作温度：-5℃ ~ 65℃;

（2）贮存温度：0℃ ~ 60℃；

（3）湿度：< 90%(无凝露)；

（4）运输：符合IEC60870-2-2 级别2K4；

  4.10参考标准

（1）《风电场接入电力系统技术规定》GB/T 19963-2011；

（2）《电力系统网源协调技术规范》DL/T 1870-2018；

（3）GB/T36547-2018电化学储能系统接入电网技术规定；

（4）GB7947人机界面标志标识的基本和安全规则导体的颜色或数字标识；

（5）GB50217-2007 电力工程电缆设计规范；

（6）GB7251.1-1997  《低压成套开关设备》；

（7）GB50171-92 《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》；