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    ST-835储能EMS柜

    发布时间: 2022-07-15  点击次数: 928次

    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》;

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