一、概述

隨著我國新能源產(chǎn)業(yè)（光伏電站、風(fēng)電場）的迅速發(fā)展，能源革命持續(xù)深入，儲能作為未來能源系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵支撐，日漸成為各方關(guān)注的重點(diǎn)。儲能將是影響未來能源格局的關(guān)鍵技術(shù)，對其接入能量系統(tǒng)的安全穩(wěn)定高效運(yùn)行、提高能源綜合利用效率、促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推動能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型有重要意義。儲能在電力系統(tǒng)中有著廣泛應(yīng)用，涵蓋發(fā)電、輸電、配電和終端使用用戶的所有方面。

ST-835儲能EMS控制系統(tǒng)（以下簡稱“ST-835”）正是在此背景下開發(fā)，主要實(shí)現(xiàn)能量的安全優(yōu)化調(diào)度。通過優(yōu)化儲能控制、分布式電源出力和負(fù)荷投退等，安全、經(jīng)濟(jì)、高效地實(shí)現(xiàn)了不同應(yīng)用場景（電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)和輔助服務(wù)）和不同運(yùn)行方式下的能量管控。

二、產(chǎn)品規(guī)格

ST-835采用800*600*2200標(biāo)準(zhǔn)控制柜方式安裝，電源支持AC/DC 220V 50～60Hz單電源/冗余電源可選。

系統(tǒng)內(nèi)置1臺IPC-610工控機(jī)，操作系統(tǒng)采用實(shí)時Linux系統(tǒng)，搭載最新的QTouch自主可控跨平臺組態(tài)軟件V3.0版本，具備IEC60870、IEC61850、Modbus、OPC等眾多通訊接口，具有強(qiáng)大的邏輯編程能力，可以自定義控制策略和自動控制方式。

內(nèi)置一臺17寸顯示器，以及一臺工業(yè)級數(shù)據(jù)交換機(jī)，顯示器通過QTouch圖形界面顯示系統(tǒng)一次接線圖及系統(tǒng)參數(shù)信息，便于用戶實(shí)時查看監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

內(nèi)置一臺通訊管理機(jī)QT243N，內(nèi)置QTouch嵌入式跨平臺組態(tài)軟件，可與PCS、BMS、消防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等多種設(shè)備進(jìn)行通訊，通訊管理機(jī)也可支持邏輯控制響應(yīng)。

內(nèi)置一臺塔式UPS不間斷電源。在特殊情況下，系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備可持續(xù)運(yùn)行1h，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

系統(tǒng)內(nèi)還內(nèi)置在一臺工業(yè)級交換機(jī)，它可用于對接調(diào)度數(shù)據(jù)和廠站數(shù)據(jù)網(wǎng)，也可與工控機(jī)、通訊管理機(jī)或者其他帶有網(wǎng)絡(luò)通訊的設(shè)備進(jìn)行通訊。

三、ST-835系統(tǒng)功能

  3.1主要功能

ST-835儲能監(jiān)控系統(tǒng)包含信息采集、監(jiān)測以及控制，并實(shí)現(xiàn)對多個PCS及蓄電池組的系統(tǒng)級管理，協(xié)調(diào)PCS間、PCS與電池組間的工作。本系統(tǒng)也可通過與EMS或配電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)接口，接受調(diào)度指令，完成削峰填谷、新能源輸出平滑、蓄電池充放電PQ控制、獨(dú)立離網(wǎng)支撐源V/F控制等智能電網(wǎng)應(yīng)用。

    3.1.1系統(tǒng)總界面

（1）顯示總體信息監(jiān)視，如系統(tǒng)頻率、儲能SOC、儲能工作狀態(tài)、負(fù)荷信息、其他用能總用電量信息、電能質(zhì)量等數(shù)據(jù)及參數(shù)。在SCADA系統(tǒng)圖上顯示發(fā)電、儲能、配變、母線、開關(guān)刀閘工作狀態(tài)和重要運(yùn)行信息。支持動態(tài)拓?fù)浞治?，可根?jù)斷路器、開關(guān)的實(shí)時狀態(tài)確定系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的帶電、停電、接地等狀態(tài)，并將結(jié)果在人機(jī)界面上用不同的顏色表示出來，為運(yùn)行人員提供直觀的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息。

（2）BMS監(jiān)視信息（充放電狀態(tài)、功率、接觸器狀態(tài)，SOC、SOH，直流側(cè)電壓、電流，單體電池電壓、溫度，各類報警/保護(hù)信息等）；

（3）PCS監(jiān)視信息（包括工作狀態(tài)、交流斷路器狀態(tài)、直流斷路器狀態(tài)、直流電壓、直流電流、逆變?nèi)嘟涣麟妷骸⒛孀內(nèi)嘟涣麟娏?、充放電信息、溫度、頻率、直流功率、逆變?nèi)嘟涣鞴β?、報警故障信息等?span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; color: rgb(51, 51, 51); font-family: mp-quote, -apple-system-font, BlinkMacSystemFont, " helvetica="" sans="" yahei="" letter-spacing:="" text-align:="" text-indent:="" box-sizing:="" border-box="" overflow-wrap:="" break-word="">；

（4）并網(wǎng)配電柜或其他多功能電表信息（相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電度等）；

（5）用戶配電柜各多功能電表信息（相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電度等）；

（6）空調(diào)與消防監(jiān)視信息（主要監(jiān)視本機(jī)溫度、本機(jī)濕度、開關(guān)機(jī)狀態(tài)、加濕器運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、能效控制運(yùn)行狀態(tài)等）

    3.1.2數(shù)據(jù)處理

ST-835系統(tǒng)具備模擬量處理、狀態(tài)量處理、非實(shí)測數(shù)據(jù)處理、計算、統(tǒng)計及控制策略等功能。

（1）模擬量處理

模擬量描述各系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時量化值；

模擬量的數(shù)據(jù)可以通過EXCLE表格的形式進(jìn)行顯示；

（2）狀態(tài)量處理

狀態(tài)量包括開關(guān)量和多狀態(tài)的數(shù)字量，具體為設(shè)備好壞狀態(tài)、開關(guān)位置、隔離刀閘、接地刀閘位置、保護(hù)硬接點(diǎn)狀態(tài)等其他各種信號量。狀態(tài)量可以人工設(shè)定，人工設(shè)置的狀態(tài)與采集狀態(tài)一致時，可以給出提示信息。

（3）非實(shí)測數(shù)據(jù)處理

非直接采集的數(shù)據(jù)稱為非實(shí)測數(shù)據(jù)，可以由人工輸入，也可以是通過計算得到。

（4）計算

具備自定義公式計算及常用的標(biāo)準(zhǔn)計算功能，用戶可自定義標(biāo)準(zhǔn)計算功能。

（5）統(tǒng)計

對重要數(shù)據(jù)，如儲能充放電量、充放電時間、故障電池數(shù)、負(fù)載側(cè)用電量等進(jìn)行統(tǒng)計分析，也可進(jìn)行導(dǎo)出以EXCEL表格的形式展現(xiàn)出來；

對于測量值的統(tǒng)計包括最大值、最小值、平均值及相應(yīng)的時間統(tǒng)計；

可隨時查看充放電效率曲線、日充日放曲線、總充總放曲線等；

采用EXCEL的方式生成各種統(tǒng)計報表，包括日報、月報、年報等。使用方便、格式靈活，也可支持定制報表；

    3.1.3報警處理

ST-835系統(tǒng)具有事故報警、預(yù)告報警、歷史報警功能。報警支持1-9級，可以根據(jù)不同的事件信息設(shè)置不同的級別；事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動作信號；預(yù)告報警包括一般設(shè)備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量或溫度量越限、計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件狀態(tài)異常等；歷史報警可按照發(fā)生時間、故障類型、設(shè)備類型、報警級別等組合條件，查詢之前所有發(fā)生的事件。

    3.1.4人機(jī)界面

（1）顯示BMS、PCS、配電一次接線圖；

（2）系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)顯示；

（3）可進(jìn)行設(shè)備參數(shù)顯示和查詢，和運(yùn)行參數(shù)的統(tǒng)計查詢；

（4）顯示日，月，年的負(fù)荷曲線和電壓曲線，包括實(shí)時曲線和歷史曲線，并標(biāo)明最大，最小和平均值，以及最大最小值出現(xiàn)的時間；

（5）顯示電網(wǎng)自動化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)圖；

（6）顯示各種實(shí)時表格和歷史表格；

（7）顯示各種柱狀圖和餅圖；

（8）顯示趨勢曲線圖；

（9）顯示最新報警信息；

    3.1.5用戶管理

用戶賬號管理分級別，可監(jiān)視賬號，可控制賬號等。為了保證信息安全、操作安全和數(shù)據(jù)安全，可以根據(jù)不同賬號設(shè)置不同用戶名及密碼。

    3.1.6通訊規(guī)約

支持國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電力自動化的各種規(guī)約，如MODBUS、TCP/IP協(xié)議等。預(yù)留擴(kuò)展IEC61870-5-104通訊接口；

  3.2控制和操作功能

ST-835系統(tǒng)可根據(jù)操作員/管理員輸入準(zhǔn)確的密碼后可實(shí)現(xiàn)對斷路器、切換開關(guān)等的正常操作和其它必要的操作，可根據(jù)電源及負(fù)荷監(jiān)測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行平衡計算及策略響應(yīng)。操作控制的執(zhí)行結(jié)果應(yīng)能反饋到相關(guān)一次圖上。

    3.2.1儲能EMS控制功能

EMS可遠(yuǎn)程關(guān)斷配電柜所有回路斷路器（系統(tǒng)配置為手動回路斷路器除外），系統(tǒng)主界面，可準(zhǔn)確顯示各回路斷路器狀態(tài)位置，操作員輸入密碼后可實(shí)現(xiàn)斷路器分/合操作。自動模式下，EMS可根據(jù)需求自動分/合相應(yīng)斷路器。如切出部分負(fù)荷、多電源切換時分/合部分電源開關(guān)等。

EMS可實(shí)時監(jiān)測BMS、PCS運(yùn)行狀態(tài)，可根據(jù)BMS指令及狀態(tài)動態(tài)調(diào)整PCS的充電模式、充電功率、充電電流、放電功率等運(yùn)行參數(shù)。EMS具備電池保護(hù)功能，根據(jù)BMS上傳指令及實(shí)時狀態(tài)控制PCS執(zhí)行停機(jī)、待機(jī)、僅放電、僅充電等功能，并可根據(jù)BMS狀態(tài)對PCS下發(fā)連續(xù)有功調(diào)節(jié)、無功調(diào)節(jié)指令。

    3.2.2系統(tǒng)架構(gòu)

ST-835 控制系統(tǒng)主要由EMS工作站、支持web端展示（可選）、協(xié)調(diào)控制器、BMS、PCS、通訊組網(wǎng)設(shè)備等組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示（示例）：

四、ST-835系統(tǒng)性能指標(biāo)

  4.1系統(tǒng)特點(diǎn)

可靠性：EMS系統(tǒng)支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳、軟硬加密等多種方式保障系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。

兼容性：應(yīng)用于有電網(wǎng)的工礦、企業(yè)、村落、通訊基站等。

靈活性：支持用戶自定義繪圖和菜單管理、LOGO定制、聯(lián)動控制等功能。

開放性：選用了開放的硬件和軟件平臺，支持多種主機(jī)互連，系統(tǒng)互連全部采用國際標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)層通訊協(xié)議。

擴(kuò)展性：支持簡單易行的擴(kuò)充升級能力，滿足未來的應(yīng)用擴(kuò)展的需要。

  4.2運(yùn)行壽命

所有設(shè)備的壽命在正常使用(具有一定備品)條件下不少于15年。

所有設(shè)備在給定的性能指標(biāo)下運(yùn)行，連續(xù)4000小時內(nèi)不需要人工調(diào)整和維護(hù)。

  4.3系統(tǒng)實(shí)時性指標(biāo)

遙測量越死區(qū)傳送時間<10秒。

遙信變位傳送時間<5秒。

遙控、遙調(diào)命令傳送時間<10秒。

系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)掃描時間1~10秒（可調(diào)）。

計算機(jī)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)時數(shù)據(jù)傳送時間<3秒。

畫面調(diào)用響應(yīng)時間<2秒。

畫面實(shí)時數(shù)據(jù)刷新周期1~10秒（可調(diào)）。

存檔最小時間間隔為10min，最長保存周期為36個月。

  4.4準(zhǔn)確度

遙測正確率>99.5%。

遙信正確率=100%。

遙控準(zhǔn)確率=100%。

遙調(diào)準(zhǔn)確率=100%。

站內(nèi)分辨率≤2ms。

  4.5裝置的物理及環(huán)境特性

在硬件上，IPC-610裝置采用實(shí)時LINUX系統(tǒng)，搭配了跨平臺組態(tài)軟件QTouchV3.0，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，并采用了硬件看門狗技術(shù)。

在電源方面，為了保證裝置的可靠運(yùn)行，采用隔離技術(shù)，使弱電系統(tǒng)和強(qiáng)電系統(tǒng)隔離，這樣能去除大部分低頻干擾；其次，對于高頻干擾，在每一路電源中使用高性能的EMI濾波器，使干擾信號在電源入口處便被濾除，良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計大大增強(qiáng)了裝置的電磁兼容性能。

在軟件設(shè)計上，提供關(guān)鍵進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視和守護(hù)功能，在進(jìn)程運(yùn)行異常的情況下可以自動重啟軟件程序，保證軟件程序的連續(xù)不間斷運(yùn)行。

  4.6電源

（1）交流、直流電源：220V ± 20% V，50Hz；

（2）電源電壓范圍在176-253V（Ui × %80 ~ Ui × %115）范圍內(nèi)不影響數(shù)據(jù)傳輸正確性；

  4.7絕緣性能

（1）絕緣電阻：

通訊端口對地絕緣電阻 ≥ 5MΩ；

電源端口對地絕緣電阻 ≥ 5MΩ；

（2）絕緣強(qiáng)度：

通訊端口對地絕緣強(qiáng)度：加500V無擊穿與閃絡(luò)；

電源端口對地絕緣強(qiáng)度：加1500V無擊穿與閃絡(luò)；

  4.8電磁兼容

（1）振蕩波抗擾度符合 GB/T 15153.1-1998的有關(guān)條款；

（2）靜電放電抗擾度符合GB/T 15153.1-1998的有關(guān)條款；

（3）電快速瞬變脈沖群抗擾度符合 GB/T 17626.4-1998的有關(guān)條款；

（4）工頻磁場抗擾度符合GB/T 15153.1-1998和GB/T 17626.8-2006的有關(guān)條款；

  4.9工作環(huán)境

（1）工作溫度：-5℃ ~ 65℃;

（2）貯存溫度：0℃ ~ 60℃；

（3）濕度：< 90%(無凝露)；

（4）運(yùn)輸：符合IEC60870-2-2 級別2K4；

  4.10參考標(biāo)準(zhǔn)

（1）《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》GB/T 19963-2011；

（2）《電力系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)規(guī)范》DL/T 1870-2018；

（3）GB/T36547-2018電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定；

（4）GB7947人機(jī)界面標(biāo)志標(biāo)識的基本和安全規(guī)則導(dǎo)體的顏色或數(shù)字標(biāo)識；

（5）GB50217-2007 電力工程電纜設(shè)計規(guī)范；

（6）GB7251.1-1997  《低壓成套開關(guān)設(shè)備》；

（7）GB50171-92 《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施工及驗(yàn)收規(guī)范》；