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
