电池储能系统的远程通信应用 (1).pdf

1222023.06电源与节能0 引言随着电力需求的增长和电力企业市场化改革的推进，大量可再生能源接入，特高压通道陆续投运，电源结构、网架结构发生重大变化，居民、三产等随机性用电负荷占比逐年增大，电力系统对储能的需求日益增大。火储联合调频凭借“调节速率快、精度高、响应时间短”的优势迅速发展，火储联合调频以火电机组作为响应 AGC 调频指令的基础单元，以电池储能系统（BESS）作为远程通信快速响应AGC指令的补充单元，将机组出力与储能系统出力合并后作为系统总出力送至电网，达到改善机组 AGC 性能的目的，保证电网频率的稳定，提高电力系统运行的安全性。1 储能项目介绍BESS 内部通信架构集成了高低压开关柜、变压器、PCS、电池汇流柜、BMS 及其他辅助系统或传感器等，它们均承担着不同的功能，对外有着不同的通信接口与调度方式。淮阴电厂现有二期 3 号、4 号，三期 5 号、6 号机组为330MW 亚临界燃煤机组。电厂利旧原一期主厂房磨煤机房半封闭空间（面积约 1000 m2）建成了 10MW/5MWh 蓄电池储能辅助 AGC 调频电站。电池采用磷酸铁锂电池，采用预制舱方式布置，储能调频电站包括 2 套 5MW/2.5MWh 的储能子系统（4 个 2.5MW/1.25MWh 储能单元），每个储能单元包含2 个额定容量 1.25MW 的储能系统交直流逆变器（PCS）和 1个 1250kWh 的电池集装箱。每套储能电池组接入一台 500kW PCS直流侧，每两台PCS交流侧并联接入双绕组升压变低压侧，经升压变升压后经 6kV 就地开关柜接入储能电站 6kV 母线，四段储能母线分别接入四台机 6kV 厂用电母线。正常运行时每组 PCS、电池子系统输出功率 2.5MW 供四台机组调用；当储能电站侧母联闭合，每个子系统输出 5MW 供二、三期各一台机组调用；通过将#1、#2储能站环网柜电源在进线侧联络，结合环网柜方式调整，实现 5MW 储能功率分别供任意两台机组或 10MW 的储能功率供任意一台运行机组调频调用。电网调度远程发送 AGC 指令至电厂 RTU，机组 DCS 接收 RTU 转发的 AGC 指令后，仍按常规流程响应 AGC 指令，同时将 AGC 指令转发储能主控单元；储能系统主控单元根据接收到的 AGC 指令和机组出力等运行数据，经过算法，算出AGC 指令和机组出力功率差，确定储能系统出力指令，并下发至储能系统本地控制器，各本地控制器将功率指令均分各储能子单元。2 电池储能系统通讯设备配置BESS 接入电站数据采集与监控（SCADA）系统或实现对外数据通讯的基本方式主要有串口通信和以太网通信，为保证SCADA 系统获取每个 BESS 的运行状态和工作数据，一般需要在 BESS 内部配置信息采集设备。信息采集设备应根据场站级 SCADA 系统需求，实时将 BESS 内信息，如 PCS、BMS、直流回路、配电设备及环境安全等数据上传。信息采集设备分为分立式配置和一体化配置两种，如图 1 所示。分立式配置：包含实现规约转换的通信管理机一台，实现组网的光纤交换机一台以及光纤熔接盒、光电转换装置等附件。一体化配置：是将通信管理、光纤组网以及变压器保护测控等功能集成于一台设备，并安装在箱式变压器中，使用方式更为简单。电池储能系统的远程通信应用黄 洪华能淮阴发电有限公司摘要：电池储能系统远程通信的意义是能够满足电力系统和消费者的需求。通过火储联合调频能改善火电机组的调频性能，提高电力系统的稳定性。电池储能系统集成技术的研究，直接影响电池储能系统的发展，成为电池储能系统大规模应用及普及的关键技术。关键词：电池储能系统；远程通信；火储联合调频1232023.06电源与节能3 江苏火储市场及通信控制介绍火储联合系统中，BESS 的电网接入方式一般分为两种，一种利用原有厂用变富裕容量，经二次升压接入发电机出口，另一种为配置独立升压变，直接实现储能系统接入发电机组出口。在通信及控制系统方面，RTU 及 DCS 都应作相应改动，如图 2 所示。设备技术改造与基本功能包括：RTU新增BESS功率测点，与发电机组出力测量值合并后，传输至电网调度中心，作为AGC考核依据，新建与BESS通信，分配 AGC 指令，并可依据需求向 BESS 传输该火储联合系统出力信息及状态信息，以便在本地进行初步 AGC 调节性能指标 KP 评估及收益分析。DCS 新建与 BESS 间通信，传输 AGC 指令、发电机组出力反馈、发电机组实际负荷指令、发电机组 AGC 投入反馈、发电机组一次调频动作标志、发电机组出力限幅、发电机组调节速率限幅等。BESS 依据 AGC 指令及机组实时出力，结合储能系统电池 SOC 状态，构造储能系统功率指令，实现快速功率控制与调节。江苏统调电厂调频辅助服务由市场化报价形成，补偿费用按日统计、按月结算，分为基本补偿和调用补偿两类。（1）基本补偿所有具备合格 AGC 功能的机组按照性能、容量、投运率计算基本补偿费用。计算方法为：补偿=标准 Min日性能指标，2 可调容量 AGC投运率基本补偿主要影响因素为调频综合性能指标、AGC 投运率、可调范围。补偿标准为 2 元/MW，综合调节性能指标上限为 2，该部分补偿收益相对固定。（2）调用补偿图 1 BESS 信息采集设备图 2 火储联合 AGC 系统1242023.06电源与节能每周由调度机构发布需求，各机组根据自身性能进行报价，经过统一出清，中标机组优先调用，形成 AGC 调用补偿。调用补偿费用计算方法为：补偿=调频里程 日综合调节性能 出清价格调用补偿费用主要取决于综合调节性能、调频里程及出清价格。交易周期。按周报价，日前预出清、日内调用。每周一申报本周调频报价，每日发布出清结果。调频里程。调度发布调频需求容量，优先让中标机组调节，其调节里程较大；未中标机组原则上调频里程较短，如按需调用时价格仍按照机组报价结算。出清原则。以机组为单位报价，上限为 1.2 元/MW，下限为 0.1 元/MW，最小单元 0.01 元/MW。按照“七日综合调频性能指标/调频报价”比值由高到低进行排序，同等条件调节范围大、申报时间早者优先。直至中标机组调频容量综合满足次日最大调频需求容量。综合调节性能。第 i 台机组综合指令调频性能指标 K ip计算公式为：式中：K i,jp为机组 i 第 j 次调频性能指数；D+i,j为机组 i 第j 次 AGC 指令的正向调频里程；n 为机组 i 被调用的次数。机组 i 单次 AGC 指令调频性能指标 K i,jp计算公式为：式中：Ve表示标准调节速率（1.5额定容量/每分钟）；Vi，j为机组 i 第 j 次调节速率；Ae表示标准调节精度（小时均值 0.5额定容量）；Ai，j为机组 i 第 j 次调节精度。4 火储联合调频系统的应用展望作为解决新能源发电系统波动性、间歇性以及不可预测的天气因素等问题的有效手段，电池储能系统（BESS）逐渐呈现出大规模集成与分布式并存、多目标协同优化的趋势，传统的通信控制技术与算法在面对模型高度非线性、参数时变的 BESS 时，效果并不理想。而物联网、神经网络及区块链技术，则为这些问题的有效解决提供了新的方向，也进一步提升了 BESS 的性能，拓展了新的应用领域。物联网是信息技术发展到一定阶段后出现的一种应用与技术提升，实现人与物的对话，创造智慧的世界，被称为信息科技产业的第三次革命。2005 年国际电信联盟在突尼斯举行的信息社会世界峰会上正式确定了物联网的概念。目前，我们正站在一个新的通信时代的边缘，信息与通信技术的目标已经从满足人与人之间的沟通，发展到人与物、物与物之间的连接，无所不在的物联网通信时代即将来临，物联网使我们在信息与通信技术的世界里获得新的沟通维度，将任何时间、任何地点连接到任何人扩展到连接任何物品，万物的连接就形成了物联网。目前的 BESS 主要由储能单元以及监控与调度管理单元组成，在新能源系统中同时存在多个储能单元时，不同储能单元之间存在难以协调的问题，而且数量庞大的储能系统增加了系统出现故障的概率。物联网作为获取数据的入口，可以利用云计算、边缘计算以及人工智能等技术分析手段，对储能系统进行管理，以克服大规模BESS中存在的问题。如图3所示，利用电压、电流以及温度等传感器来采集电池储能单元的运行数据，通过无线局域网、工控总线、GPRS、互联网实现实时数据的现场收集与传输，建立 BESS 相关信息数据存储中心与综合控制系统，构建基于 BESS 工作状态数据的趋势预测模型以及基于故障率的可靠性模型，通过这些模型对 BESS 的状态进行实时监测，为 BESS 的运营管理提供了科学的依据。可以预见，借助物联网的检测监管以及监控技术，通过各种传感器的连接，构建储能系统远程监控系统，定期或实时地采集储能系统的各种数据，通过数据融合、分析与评价，为储能系统的安全运营、日常维护提供科学的决策依据，能图 3 基于物联网技术的 BESS 管理结构（下转第128页）1282023.06咨询与智库参考文献：1 崔亨旭，元宇宙指南：虚拟世界新机遇 M.长沙：湖南文艺出版社，2022：39.2 曹善文，李创硕，李雨涵，赵友军.元宇宙生态下运营商机遇及布局策略分析 J.通信世界，2022，（1）：32-34.作者简介：杭小露（1984），女，江苏泰州人，中级工程师，硕士；研究方向：元宇宙场景应用及商务模式。（收稿日期：2022-12-24；责任编辑：王红）够提高 BESS 管理水平，助力能源互联网发展。5 结束语目前，常规的配套储能项目往往服务于单一的可再生能源电站，具有投资大，投资回报低的特点，且投资回报周期普遍在 7 年以上，此外，政府较长的补贴周期以及未来峰谷电价政策的不确定等因素严重阻碍了储能产业的健康发展。在此背景下，需要摸索合理的储能商业模式，打造高效的储能商业服务交易平台来推动储能产业的可持续发展，将储能与共享经济理念结合是其商业模式的一个发展趋势，2017年，国家发改委、财政部等联合发布的关于促进储能技术与产业发展的指导意见 指出，要构建储能共建共享的新业态。在能源互联网背景下，在 BESS 中引入区块链技术，以实现共享储能系统高效交易为目标，积极探寻区块链技术和共享储能运营交易的契合点，在多元市场融合“互联网+”智慧能源，建立合理的共享电池储能商业运营模式，是电池储能的远程通信远景。作者简介：黄洪（1971），男，江苏淮安人，一级技师，本科；研究方向：电力及通信系统自动化运行。（收稿日期：2023-03-20；责任编辑：王红）NFT 商品管控方法，通过 NFT 元数据/媒体数据之间存储特征和规律研究针对性的数据干扰手段，实现切断 NFT 链上存储的智能合约和链下存储的元数据/媒体数据之间的映射，导致 NFT 所有者只拥有 NFT 商品链上的智能合约，而无法访问NFT 原始内容数据，为有害 NFT 商品管控提供一种可行的技术方案。参考文献：1 孙亮，李晓风，赵赫，余斌，周桐、李晢茹.基于NFT 的实物上链资产化方法 J.浙江大学学报（工学版），2022，56（10）：1-13.2 余俊缘.数字作品 NFT 交易的本质、规则及法律风险应对 J.科技与出版，2022，（10）：103-113.3 吉建勋.一种 NFT 作品的存储方法及其装置：CN 114036227 A P.2022 年 2 月 11 日.4 冯思齐.许可链环境下 NFT 内容数据放置的关键问题研究 D.济南：山东大学硕士学位论文，2022.5 靳付棋.区块链多类型资产跨链机制研究 D.济南：山东大学硕士学位论文，2022.6 田国华，胡云瀚，陈晓峰.区块链系统攻击与防御技术研究进展 J.软件学报，2021：1-30.作者简介：熊逸文（1988），男，江苏南京人，中级工程师，博士；研究方向：信息安全，区块链。（收稿日期：2023-03-20；责任编辑：王红）（上接第118页）（上接第124页）