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用户侧储能EMS云平台
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    用户侧储能EMS云平台

    一、基本情况

    某企业配电系统配置为 1 个配电室、一趟10kV高压进线,两台干式变压器容量分别为1250KVA和1600KVA,主要生产负荷是8台大型制冷机组和一台水泵。2018年公司全年总电费为700多万元,主要能耗消耗在8台大型机组上,通过上用户侧储能,建设企业综合能源管理系统,从而进行节能降耗,降成本是客户的主要要求。

    二、目标要求

    此次企业能源互联网管理平台项目建设目标要求系统应遵循标准化和平台化原则,满足安全性、可靠性、创新性的要求,具备良好的可维护性和可扩展性,主要达到如下几点要求:

    1.数据可视化:

    对配电以及用电具备数据采集传输管理分析 运行结果分析,负荷分析,电能质量分析,电量统计分析与评估,WEB 发布等功能,故障报警、每15分钟实时电费、供电系统参数。

    2.为企业能效精细化管理提供数据支撑

    通过数据统计和分析,可以为企业的能效管理和方法提供依据。增加新的监测点,来保证企业正常运行的前提下尽量做到节能降耗。

    3、增建储能系统

    通过对储能系统的分析和计算,增加储能可有效的降低用电成本。

    三、建设方案

    根据实际情况,我们将建设方案按照两个步骤实施,企业能源数据可视化的实施和储能方案的实施。

    1、数据可视化方案实施

    1.1配电图

    用户侧储能EMS云平台

    1.2监测点分布

    根据现场勘查记录及技术交流情况,生产基地的配电系统、重要设备、空压机组、储能系统全覆盖。

    用户侧储能EMS云平台

    1.4系统架构

    根据数据的流向,设计系统分为五层架构:

    数据采集层:主要通过传感器(智能表计)等获取各回路的电耗及其相关能源参数、储能、用电量等能源信息;

    数据传输层:主要把能源数据转换成 TCP/IP 协议格式上传至本地监控服务器

    本地监控层:收集到现场实时数据后,在实时数据库中实时计算和分析,可对异常数据产生报警信息,可根据控制策略发出控制指令, 并能向本地 SCADA 推送数据,也向云服务平台推送数据。

    服务层:数据存储层主要负责对能源数据进行汇总、统计、分 析、处理和存储;

    数据展示层:主要对存储层中的能源数据进行展示和发布,包括桌面浏览器和移动计算 APP 等。

    1.5数据采集和处理

    高低压的三相电压,三相电流,有功功率,无功功率、功率因素, 电流谐波(2-32 次)、电压谐波(2-32 次)、三相电流不平衡度、 电压偏差,电网频率、用电监测、设备能耗、电能统计、电能质量分析等。

    能够对各监测点的数据实时采集,能够实时计算和分析, 可对异常数据产生报警信息,并能向 SCADA 或其他系统推送数据。

    对用电设备运行状态进行管理,根据实时数据统计出用电设备各类别和时段的电量及负荷特征,为经济运行提供数据依据。  

    相关数据信息发布、浏览,报表和画面等信息展示。

    可进行系统配置、人员权限管理、数据备份。

    2. 储能系统建设方案:

    2.1工业用电收费情况:

    根据了解和计算我们可以有如下数据:

    全年总电量:9444360度。

    全年总电费:6976518.53元。

    峰电价:0.983元/度,全年峰电电量2451952度,全年峰电价总电费:2411130.53元

    平电价:0.547元/度,全年平电电量4073282度,全年平电价总电费:2226690.07

    谷电价:0.263元/度,全年谷电电量2730239度,全年谷电价总电费:

    717087.66

    峰电价和谷电价的差价为:0.983-0.263=0.72元/度。

    峰电价和平电价差价为:0.983-0.547=0.436元/度。

    2.2湖北省用电时段划分:

    时段名称

    时 段 时 间

    高峰PEAK

    10:00--12:00,18:00--22:00

    平段FLAT

    8:00--10:00,12:00--18:00,22:--24:00

    低谷VALLEY

    0:00--8:00

    价格与时段分布如下图:

    用户侧储能EMS云平台

    根据以上峰电价和谷电价的差价达到了0.72元,而且全年峰电耗达到2451952度电,企业具备用储能的方法来降低电费的条件。

    我们初步选择容量为1.2MW的储能系统:

    1. 储能系统在低谷时(0:00--8:00),充满电需要1200度电,

    电费:1200*0.263=315.6元,充电时间为4小时。

    2.在高峰时段平均每天的耗电量(6小时)为2451952/360=6811度,则10:00--12:00点,耗电量为2270度,电池将电量全部耗尽,此段节约电费1200*0.72=864元。

    3.在平段在冲满电池,1200度电,在18:00--22:00段放电,此段节约电费1200*0.436=523.2元。

    4.全年节约电费:360*(523.2+864)=499392元

    5收回成本周期计算:228/49.9392=4.56年。

    储能系统的几大功能:

    1.利用峰平谷电价的差异,减少企业的电费。

    2.提高用电的稳定性,在停电的时候可以作为后备电源

    3.调峰错峰

    2.3双路动力供电部分:

    2.4数据采集内容:

    电池模块组监控

    1)电池端电压、电流、电流方向


    2剩余电量SOC


    3)电池系统的能量/功率可调节深度


    4)循环次数


    5)转换效率状况


    6)温度


    7)故障信息、历史的故障信息


    8)过压、欠压、过温、低温、过流、通讯故障


    充电机监控单元

    1蓄电池组充电电流

    2蓄电池组充电功率

    3蓄电池组充电时间

    4蓄电池组充电电能

    5蓄电池温度

    6充电机直流输出电压

    7充电机直流输出电流

    8充电机温度

    9充电机状态

    逆变器监控

    1)各相电压、各相电流


    2)故障信息,包括通讯故障以及历史的故障信息


    3)机内温度


    4)功率因数


    5)输出频率


    6)有功功率、无功功率、逆变器效率


     

    倒换柜介绍:

    主要由控制元件及断路器、接触器组成,可以手动或自动控制的通断进行送电。本系统中使用市电 / 储能系统自动切换, 自动转换柜在规定的时间可以实现两路电源的全自动转换,即当储能备用电源自动投入时,会自动切换,当储能系统退出时,市电自动投入。

     当市电停电或三相缺相、欠压时 ,自动切换系统立即切换, 储能启动运行。


    1.  用电参数

    用户侧储能EMS云平台

    显示站点的电压、电流、功率因数等曲线信息。

    2.  指标关联

    用户侧储能EMS云平台

    勾选站点的多个设备回路进行电压、电流等同一时间段的数据对比分析。

    3.  电量分析

    用户侧储能EMS云平台

    用电量的分析,可根据不同的费率(尖、峰、平、谷)方案来预价。可以增加新的方案,不同的费率时段)和价格。

    4.   历史报警

    用户侧储能EMS云平台

    这里记录用户的报警。报警包含:电压,电流等越线报警;开关量报警;事件报警;其他报警。

    5.  能效排名

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    能耗排名主要用户多个设备能耗的排名。(目前提供top10)

    6.   电能质量

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    用电质量主要分析的参数有:功率因数,谐波,三项不平衡,线损等项目。

    7.  需量分析

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      需量,指定的时间周期内,需量周期中测得的平均功率值,称为电能需量。在一定时间周期内测得的平均功率最大值,称为电能的最大需量。

    8.  需求响应

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    需求响应是按照能实际能源消耗的预估,已达到负荷是否需要增减或者其他站点能源调配的目的。

    9.  电量统计报表

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    电量统计报表主要是记录用户设备的电能消耗。主要有“日报表”,“月报表”,“年报表”。点击“导出”按钮即可导出报表。

    10.   负荷统计报表

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    电量统计报表主要是记录用户设备的负荷。主要有“日报表”,“月报表”,“年报表”。点击“导出”按钮即可导出报表。 

    11. 原始值报表

    用户侧储能EMS云平台

    电量统计报表主要是记录用户设备的原始采集的数据(包含电压,电流,功率,谐波,温度等)。主要有“日报表”,“月报表”,“年报表”。点击“导出”按钮即可导出报表。

    12. 安全用电报表

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    安全用电报表主要描述站点本月安全用电的概况信息。


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