・はじめに

再生可能エネルギー利用技術の急速な発展に伴い、我が国の分布型エネルギー発電設備の設備容量は急速に増加している。その中で太陽エネルギーは分布が広く、地理的制限が小さく、太陽光発電の建設周期が短く、汚染が少なく、騒音が小さいなどの特徴があり、非常に重視されている。太陽光発電の波動性と間欠性などの欠点に対して、エネルギー貯蔵技術と太陽光発電技術の結合は、太陽光発電の出力を効果的に安定させ、過剰な太陽光発電エネルギーを消滅させ、システムの電力品質を高めることができる。エネルギー管理システムが介入し、電力網、光発電設備、エネルギー貯蔵設備のエネルギー流を管理制御することができ、それによってシステムの運行信頼性と経済効果を高めることができる。本文はエネルギー管理戦略を設計し、光起電力の出力が負荷の需要より大きい場合、エネルギー貯蔵システムの充電は光起電力の余剰出力を消去する。光起電力が不足して負荷の需要を満たすことができない場合、エネルギー貯蔵システムは負荷に放電する。エネルギー貯蔵システムがピークを削って谷を埋めることにより、システムの電力供給安定性を高め、光貯蔵システムの信頼できる運行を実現することができる。

1.光起電力貯蔵システムの構成

本文光貯蔵充填システムの構成は閔行工業区スマートエネルギーモデルプロジェクトの2号車小屋を例にして、光貯蔵充填システムは主にエネルギー管理システム、光起電力システム、充電杭システム、貯蔵システムを含む。システム構成を図に示す。

1.1エネルギー管理システム

エネルギー管理システムは主に光起電力、エネルギー貯蔵、充電杭、入線電力計設備のデータ収集、表示、記憶を担当し、同時に光貯蔵システムの需要に基づいてエネルギーを協調的に管理制御し、それによってシステムの信頼性と経済性を高める。

1.2光起電力システム

光起電力システムは、主に天井に設置された光起電力電池パネルと35 kW組の直列光起電力インバータ4台で構成されている。光起電力システムはステーション内の400 V母線に接続し、光起電力の出力はステーション内の負荷を優先的に満たし、出力に余裕があればエネルギー貯蔵システムに電力を供給する。

1.3エネルギー貯蔵システム

エネルギー貯蔵システムは主に2セットの退役リン酸鉄リチウム電池からなり、それぞれ35 kWのエネルギー貯蔵双方向変流器と153.6 kW・h電池クラスターから構成される。エネルギー貯蔵システムは駅構内の400 V母線に接続し、光発電出力に余裕があり、エネルギー貯蔵システムは余剰出力を消去し、光発電出力が不足して負荷出力を満たすことができない場合、エネルギー貯蔵システムの放電は出力を補う。夜間の電力価格では、貯蔵システムは電力網から電力を購入し、充満するまで。

1.4充電杭システム

充電杭システムは主に6台の定格容量7 kWの交流単銃着地式充電杭から構成されている。充電杭システムは直流モータ付き小型電気自動車の充電を行うことができ、構内負荷組成の一部でもある。充電杭システムは主にカード決済管理、課金管理、充電インタフェース管理、安全保護などの機能を含む。

2.光起電力貯蔵システムの動作原理

太陽光発電：太陽光に照らされた太陽電池から直流電力が発生する。このプロセスはシステムの電力入力です。

電気エネルギー変換：直流電力はインバータを経て交流電力に変換され、電力網で交流装置を使用または供給する。

電気エネルギー貯蔵：残りの電気エネルギーは、将来の使用に備えて、電池または他のエネルギー貯蔵装置に貯蔵することができる。これはシステムのエネルギー貯蔵部分です。

エネルギー管理：システムのエネルギー管理コントローラはエネルギー需要、電池状態、その他のパラメータを監視し、必要に応じて電力を分配する。予測不可能な太陽光供給条件の下で、システムが連続的に信頼できる電力供給を提供できることを保証する。

電力網相互接続：もしシステムと電力網が相互接続すれば、余分な電力エネルギーは電力網に売ることができて、それによって双方向電流を実現することができます。これは、システムの経済性と持続可能性を高めるのに役立ちます。

3.光エネルギー貯蔵管理システム（EMS）構造

光充電システムは3つの部分に分けられる：光発電システム、エネルギー貯蔵システムと充電杭システム。3つのシステムはAC 400 Vバスバー49を介して結合され、イーサネットを介してEMSと通信し、EMSが各システムの動作戦略を協調的に制御する。EMSはネットワークを介して遠隔監視システムと監視大画面表示システムに監視データを転送することができる[4]。光充電システムのシステムアーキテクチャを下図に示す。

EMSは光貯蔵システムの核心構成部分であり、システム全体の基礎データ収集、システムネットワーク監視、エネルギー管理スケジューリングと運行データ分析を担当する。光充填システムの安定した動作を保証するために、EMSは2段階階層制御体を用いてローカルEMSと集中制御EMSに分けられ、その構造図は下図の通りである。

ローカルEMSは貯蔵エネルギー変換器（PCS）、電池管理システム（BMS）、光起電力インバータ、充電杭と電力網に対するデータ収集を実現し、ピークバレーの電力価格、電力制限政策、緊急時の需要などの異なる使用シーンに基づいて、異なるエネルギー管理戦略を制定し、実行することができる。ローカルEMSは、PCSに対して有功、無功などの制御コマンドを送信することによりPCSを制御して相応の動作を実行するとともに、監視した光貯蔵システムのリアルタイム運転状態、システム内の各種設備状態などの情報を集中制御EMSにアップロードすることができる。

集中制御EMSは、EMSワークステーションとEMSサーバで構成されています。EMSワークステーションの主な機能は光充電システムの運行状態をリアルタイムで監視することであり、同時に光充電システムの運行モードの制定を担当する。EMSサーバーの主な機能は光貯蔵システムの運行データを貯蔵することであり、履歴データの検索、データ分析などのサービスを提供することができ、後期にビッグデータ分析に基づいて運行戦略を制定する前提保障である。

4.Acrel-2000 ES貯蔵キャビネットエネルギー管理システム

4.1システムの概要

安科瑞貯蔵エネルギー管理システムAcrel-2000 ESは、工業商業貯蔵タンク、貯蔵コンテナに対して開発された貯蔵エネルギーEMSであり、完備した貯蔵エネルギー監視と管理機能を有し、貯蔵エネルギーシステム設備（PCS、BMS、電気メーター、消防、エアコンなど）の詳細情報をカバーし、データ収集、データ処理、データ記憶、データ検索と分析、可視化監視、警報管理、統計報告表などの機能を実現した。応用上でエネルギースケジューリングをサポートし、計画曲線、ピークを削って谷を埋める、必要量制御、逆流防止などの制御機能を備える。

4.2システム構造

Acrel-2000ES，エネルギー貯蔵タンクまたはエネルギー貯蔵コンテナ内部のデバイスは、直接採取または通信管理またはシリアルポートサーバを介してシステムにアクセスすることができる。システム構成は次のとおりです。

4.3システム機能

4.3.1リアルタイムモニタリング

システムのマンマシンインタフェースは友好的で、エネルギー貯蔵キャビネットの運行状態を表示でき、PCS、BMS及び環境パラメータ情報、例えば電気パラメータ、温度、湿度などをリアルタイムで監視することができる。障害、アラーム、収益などの情報をリアルタイムに表示します。

4.3.2設備監視

システムはPCS、BMS、電気メーター、エアコン、消防、除湿機などの設備の運転状態と運転モードをリアルタイムで監視することができる。

PCSモニタリング：エネルギー貯蔵変流器のパラメータと限界値設定を満たす、運転モード設定、エネルギー貯蔵変流器の交流直流側電圧、電流、電力及び充放電量パラメータの収集と展示を実現する、PCS通信状態、起動停止状態、スイッチ状態、異常警報などの状態監視を実現する。

BMS監視：電池管理システムのパラメータと制限値設定を満たす、エネルギー貯蔵電池の電気コア、電池クラスタの温度、電圧、電流のモニタリングを実現する、電池の充放電状態、電圧、電流及び温度異常状態の警報を実現する。

空調モニタリング：環境温度のモニタリングを満足し、設置した閾値に基づいて空調温度の連動調節を行い、そしてリアルタイムで空調の運転状態と温湿度データをモニタリングし、曲線形式で展示することができる。

UPSモニタリング：UPSの運転状態及び関連電気パラメータモニタリングを満たす。

4.3.3曲線レポート

システムはPCS充放電電力曲線、SOC変換曲線、及び電圧、電流、温度などの歴史曲線の検索と展示を行うことができる。

4.3.4ポリシー構成

エネルギー貯蔵システム装置のパラメータの構成、電気価格パラメータと期間の設定、制御戦略の選択を満たす。現在サポートされている制御戦略には、計画曲線、ピークを削って谷を埋め、必要量制御などが含まれています。

4.3.5リアルタイム警報

エネルギー貯蔵エネルギー管理システムはリアルタイム警報機能を有し、システムはエネルギー貯蔵充放電の制限、温度の制限、設備故障或いは通信故障などの事件に対して警報を出すことができる。

4.3.6イベント照会統計

エネルギー貯蔵エネルギー管理システムは遥信変位、温湿度、電圧越限などの事件記録に対して記憶と管理を行うことができ、ユーザーがシステム事件と警報に対して歴史的な遡及、統計、事故分析を検索するのに便利である。

4.3.7遠隔操作

PCS、ファン、除湿機、空調コントローラ、照明などの機器は、機器の下にある赤いボタンごとに制御することができますが、機器が通信していない場合は、制御ボタンに無効な状態が表示されます。

4.3.8ユーザー権限管理

エネルギー貯蔵エネルギー管理システムはシステムの安全で安定した運行を保障するために、ユーザー権限管理機能を設置した。ユーザ権限管理により、リモート操作、データベース修正などの不正な操作を防止することができます。異なるレベルのユーザーのログイン名、パスワード、操作権限を定義することができ、システムの運行、メンテナンス、管理に信頼性のある安全保障を提供する。

本文は閔行工業区スマートエネルギーモデルプロジェクト第2号車小屋の光貯蔵充填システムの自発的な使用、ネットワークを合併してインターネットを利用しない原則に基づいて、エネルギー管理戦略を設計し、即ち昼間に光発電出力を削減し、光発電出力が負荷より小さい場合、貯蔵エネルギーは光発電出力を補充し、光発電出力が負荷より大きい場合、貯蔵エネルギーは光発電余剰出力を削減する。夜間の電力価格では、貯蔵エネルギーは負荷に電力を供給し続け、電力量が不足すると、電力網から電力を購入する。夜間の電力価格では、貯蔵システムは電力網から電力を購入し、充満するまで。この戦略は長時間にわたって実行され、データ分析を実行することによって、システムの実行ニーズを満たすために光を蓄えられている。